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论文关键词:信息处理 技术集成 工程勘察 工程地质
论文摘要:工程(地质)勘察信息化是一项复杂的系统工程,其中既涉及各种信息处理技术及其集成化应用,也涉及方法论和其它问题。因此,提出工程地质勘察信息化的要求,不但是地质信息科学发展的必然趋势,也是促进地质信息科学的理论框架、方法论体系和技术体系形成主要动力。
0引言
当前,伴随着一般信息科学、地球信息科学、地球空间信息科学和地理信息科学的兴起,地质信息科学已经逐渐形成雏形。这是一门崭新的边缘学科,是关于地质信息本质特征及其运动规律和应用方法的一个综合性学科领域。它的形成与地质学和地质工程各个分支学科的发展和促进密不可分。历史分析的结果表明,计算机技术的引进、改造、融合、集成和应用过程,实际上就是工程(地质)勘察信息化的过程。
1水利水电工程地质信息处理
1.1 信息处理技术地质测绘、钻探、山地工程等所获取的数据是水利水电工程地质信息处理的数据源,是水利水电工程地质信息处理流程的起点,这些数据包括搜集到的早期勘察数据和现阶段地质勘察获取的状态数据,不但具有多来源、大数量、多种类、多层次、多维和多应用主题等特点,同时又具有可采集性、可存储性、可管理性、可复制性、可共享性等可信息化的特征。这个过程可以划分为勘察数据获取、勘察数据整理与管理、勘察图件制作、地质体空间分析、勘察成果编制、管理与查询等环节。每个环节都可以对应一种或数种信息技术,如数据的采集与管理可以用数据库技术来实现,勘察图件的制作可以用计算机辅助设计技术或gis技术来实现,地质体空间分析可以用三维建模与空间分析技术来实现,勘察成果的编制可以通过数据库中资料的组合来生成,成果的查询检索可以通过数据库和网络技术来实现。[1]
1.2 信息处理方法数据采集是整个处理过程的起点,也是水利水电工程勘察的主要工作之一。所采集的数据包括可以搜集到的前期资料和工程勘察获取的数据,这些数据都可以通过直接录入、导入与二维平面图或三维模型绑定输入等四种方式来进行处理。[2]报告、汇报、归档部分是指利用数据库、二维辅助制图和三维模型与空间分析成果来编制工程勘察报告等勘察成果,并对所取得的成果数据进行审查汇报,最后把成果进行数据库管理和归档。以上这些工作全部处在标准化体系的制约之下,这些标准包括工程勘察规范、数据编码标准、图层设置标准等等,同时这一过程被网络技术进行全面的改造,从而组成水利水电工程地质信息处理的完整流程。
1.3 信息处理流程①数据采集阶段。在确定了工作目标后,首先搜集工作区域的各种已有资料,在对搜集到的资料进行分析后,在可能的工作区域内进行野外考察,进一步确定工作区域。在基本确定的工作区域内进行野外测量和工程地质测绘工作。在测绘的基础上进行钻探、物探、地质试验和可能的山地工程等工作。这个阶段主要是获取工作区域内地表、地下的各种地质资料。②室内整理阶段。室内整理阶段是对获取到的地质资料进行校对、分析和分类的工作,使获取到的数据条理分明,便于后期工作的使用。
这一阶段可以滞后于数据采集阶段,也可以与数据采集阶段同时进行。③分析处理阶段。分析处理阶段主要是利用整理后的数据进行各种地质图件的编制,对野外勘探的数据进行统计、分析、计算等,为下一步勘察报告的编制提供各种资料。④编制报告阶段。工程勘察的最终成果是勘察报告,这一过程主要依赖地质技术人员对地下地质空间的感悟与工作经验,充分利用获取的数据和前期对数据的整理与分析处理成果来编制工程勘察报告。⑤成果审查与汇报阶段。这一过程是对整个勘察工作的检查和验收,如果分析不够充分,要返回到分析处理阶段进行更充分的分析处理,如果分析结果缺乏足够的数据,要返回到数据采阶段,进行补充勘探工作,直到审查通过。⑥资料归档阶段。这一阶段主要是把原始勘探资料和勘探成果资料进行分类归档工作。这部分资料同时也是其它工作的资料依据。从信息处理角度也可以把这个过程划分为数据采集、数据管理和数据应用三部分,其中数据管理包括对所采集数据进行管理和对数据应用的结果进行管理,数据应用包括数据统计分析、空间模拟与分析、地质图编制和报告编制等。
2实现地质信息技术的集成化
为了最大限度地发挥各种信息技术的作用,需要实现信息集成化。其原则和出发点是:使各部分信息有机地组成一个整体,每个元素都要服从整体,追求整体最优,而不是每个元素最优;各个信息处理环节相互衔接,数据在其间流转顺畅,能够充分共享。系统有了这样的的整体性,即使在系统中每个元素并不十分完善,通过综合与协调,仍然能使整体系统达到较完美的程度。从工程勘察信息系统实现的逻辑结构看,系统集成的内容包括:技术集成、网络集成、数据集成和应用集成。分布式的工程勘察点源信息系统的建立,就是上述四方面集成的结果。
3结语
工程(地质)勘察信息化是一项复杂的系统工程,其中既涉及各种信息技术及其集成化应用,也涉及方法论和其它问题,要求深化对地质信息机理基础理论的研究。因此,工程地质勘察的信息化需求,也是地质信息科学发展的动力,促进地质信息科学的理论框架、方法论体系和技术体系形成。工程(地质)勘察的计算机应用的理论、方法和技术作为地质信息科学的重要组成部分,在自身发展的过程中也不断地借鉴和引进其它地质与矿产勘查领域的成果,并且逐渐融入地质信息科学的总体发展轨道,伴随着地质信息科学的发展而发展。
参考文献:
[关键词]岩土 工程 勘察 报告 编写 质量 控制
一、有关岩土工程勘察
1.岩土工程勘察定义。岩土工程勘察,英语为geotechnical invesigation,就是根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。
2.岩土工程勘察阶段。按其进行阶段可分为:预可行性阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、补充勘察、施工勘察等。
3.岩土工程勘察对象。根据勘察对象的不同,可分为:水利水电工程(主要指水电站、水工构造物的勘察)、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高,国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类,编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等,通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此,通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察,勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。
4.岩土工程勘察内容。岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
5.岩土工程勘察的方法与技术。岩土工程勘察的方法或技术手段,有以下几种:(1)工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。(2)勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。(3)原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。(4)现场检验与监测。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,并以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行,但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。
二、努力提高报告的编写能力
1.要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。
2.要熟悉和把握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉把握,并在具体勘察工作中认真执行。
3.要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。
4.要把握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。
5.要切实保证第一手资料的质量岩土工程勘察报告是工程地勘察的最终成果。一份高质量的勘察报告,必须来自于高质量的第一手原始资料。
6.提高综合知识方面的技能。如基本的数理统计知识、文字表达能力、编图技巧、综合分析能力。
三、确保岩土工程勘察质量
1.严格按基本建设程序办事,先进行地质勘察后设计。对无地质勘寒资料工程的设计应不予报建,对(未能按照相应的等级)降级进行地质勘察的工程不予报建。
2.提高地质勘察单位员工的质量意识,加强职业道德教育,健全岗位责任制度,培养良好的认真负责的工作作风,避免出现地质勘察资料的失误。
3.建立审查、复核制度,对室内室外技术资料要有资深的专业人员进行审查和复核,敢于对钻探、土工试验结果提出质疑,并通过对相近建筑物的钻探资料对照分析,确保资料的准确性。必要时可重探可疑探点、可重做相关试验。
4.要根据建筑物的安全等级与场地类别,并结合地质历史(注意收集相关资料)与地形特色进行探点的布设,并按规范进行相应比例和数量的取土探孔和原位测试探孔的布置,避免漏探特殊地质现象。
5.勘察布孔。勘察与设计的接口:收到设计人的勘察任务书后,应认真阅读,仔细分析,充分了解设计意图,不明白的地方及时与设计人沟通,存在疑虑的地方需向设计人提出。设计人往往有偏于保守的倾向,如对地基承载力要求过高、要求一桩一钻、对桩基承载力提出过高要求等。由于岩土体始终是一个灰箱,无法彻底查清岩土体的分布及其物理力学参数,在做与岩土相关的工程设计时固然要留有一定的安全富余度,但是必须在了解场地岩土条件的情况下才能准确把握安全的尺度,采用过于保守的岩土参数,过高的安全系数将不可避免的造成工程建设的极大浪费。做岩土工程勘察的人一般比做结构设计的人更清楚或者更容易把握场地的岩土条件情况,因此岩土工程师应当,也有必要提出意见供设计人参考。在勘察任务书与工程平面布置图确认无误后,勘察人员应到现场踏勘,了解场地情况,并提出勘察纲要供钻探等供外业使用。
参考文献:
关键词:水文气象;工程地质;环境影响;水土保持;经济
Abstract: this paper analyzes the YongDengXian zhuang city to city GaoGuWan wave river section generalization of the mountain wind pitch, and engineering geological investigation and the scale of the task, and points out that the impact on the environment and economic evaluation.
Keywords: meteorological and hydrological; Engineering geology; The environmental impact; Water and soil conservation; economic
中图分类号:X143 文献标识码:A文章编号:
一、综合说明
庄浪河系黄河一级支流,是一条山区性冲积河流,发源于青海省门源县与甘肃省天祝县交界的马雅山脉冷龙山东侧,大致东南向流经本省天祝县、永登县,于兰州市西固区河口镇汇入黄河,全长184.8km,控制流域面积4007km2,其中永登境内河长95km,控制流域面积2335 km2。
本次治理河段为永登县城关镇高家湾至红城镇风山段,治理河道长12km,共分四段:城关段2.5km(城关永尧大桥至高家湾大桥右岸);大同段5km(贾家场大桥至保家湾村右岸);红城段2.5km(风山上桥至风山下桥右岸);柳树段2km(李家湾渠首至牌路村左岸)。受永登县治河管理站委托,我院完成了该工程的初步设计任务。
二、水文气象
2.2 气象
庄浪河流域地处西北内陆、地势高,受内蒙古高气压控制,80%以上地带气候干燥,属湿带半干旱气候区,气候特点是春干、夏旱、秋湿;气候要素随高程有一定变化规律,逾向上游冰冻期逾长,气温逾低降水量增大蒸发量减少。流域宽度上宽下窄,平均宽22km,流域内大多属半干旱气候,降雨量由北向南递减(500~290mm),蒸发量由北向南递增(1300~2100mm)。降雨多集中在7~9月,且多局部暴雨。
庄浪河流域气象特征以五里墩站为代表,年平均气温5.9℃,年平均降水量284.8mm,降水多集中在7~9月,占全年降水量的60%,且多以暴雨形式出现,历时多在1小时左右,最大1小时暴雨强度为48.1mm。年平静蒸发量1888.1mm。干旱指数6.6。
2.3 径流
庄浪河永登段多年平均径流量上游武胜驿站为1.85亿m3,下游红崖子站为1.20亿m3,多年来平均流量武胜驿为5.88 m3/s,红崖子为3.80 m3/s。其特点主要是:(1)年径流主要来自武胜驿以上河道,本河段区间径流很少。由于区间大量用水,径流有沿程递减现象。(2)年径流在年际之间变化很大,武胜驿站最大最小年径流之比为3;红崖子站为11.35。(3)径流年内分配差异也很大,以年平均流量为界,则月平均流量大于平均流量的月份为7~10月,可定为汛期,月平均流量小于年平均流量的月份定为非汛期,则年来水量集中于汛期, 非汛期红崖子站尚出现断流情况。(4)洪、枯水流量相差悬殊,无稳定的中水期,实测最大流量与最小流量一般相差约83倍,最大流量多发生在汛期内7~9月,最小流量多出现在11月至来年3月。由于区间大量用水,红崖子站在11月和来年5、6月发生断流。
三、工程地质
本次治理河段地质勘察按初设要求进行,勘察的主要任务是:
(1)调查区域地质构造情况,进行区域构造稳定性评价;
(2)基本查明堤防工程方案各工程地质段堤基及邻近区的工程地质条件,并对有关的主要工程地质问题做出工程地质评价;
(3)查明治导线工程地质条件,并提供相关地质参数;
(4)进行天然建筑材料勘察。
勘察在调查、搜集项目区区域地质资料、地震资料等基础上,主要采用工程地质测绘、剖面测绘,结合野外人工探坑及土工试验等方法进行工作。
四、工程任务和规模
庄浪河永登段两岸岸线总长度186.92km,根据设防标准和已核算的设防洪水位,结合河道实际现状,确定需设堤防的段落有127km ,其中已规划治理77km,未治理的险工险段仍有50km,本次治理河段为永登县城关镇高家湾至红城镇风山段,治理河道长12km,共分四段:城关段2.5km(右岸)、大同段5km(右岸)、红城段2.5km(右岸)、柳树段2km(左岸)。
五、工程布置原则及标准
5.1工程布置原则
(1)以防洪为主。
(2)稳定河势,兼顾两岸,重点治理。
(3)因势利导,因地制宜,节约投资。
(4)充分利用现有工程和天然节点,尽量少占或不占耕地。
(5)以河相关系为基础进行治导线布置,保证治理宽度不小于稳定河宽,并充分考虑河床的泄洪能力。
5.2 工程等别及建筑物级别
根据项目建设规模,依据《防洪标准》(GB50201-94)和《堤防工程设计规范》(GB50286-98),防洪标准按20年一遇洪水设防,河堤等永久建筑物级别为4级。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)划分,项目区地震动峰值加速度0.15g,地震动反映谱特征周期0.45,相应的地震基本烈度为Ⅶ度。
5.3堤防工程主要指标
按照河道天然状态下稳定河段的实测资料分析及河道特征值经验公式的计算结果,河道治理规划主要采用以下指标。根据河道纵剖面处于稳定且冲淤基本平衡的特点,治理规划中对河道纵比降不做大的平衡调整。
六、环境影响评价
6.1 工程环境现状
工程区属大陆性干旱气候,空气干燥,降水量少,蒸发量大,昼夜温差较大,日照时间长,光照充足。庄浪河多年平均径流量1.98亿m3,多年平均含砂量13.56kg/ m3,区内水土流失严重。险段治理工程涉及城关、红城、大同、柳树四个乡镇,受益区有6个村28个社,农业人口16200人,农田7200亩,是永登县农业经济发达地区。另有兰新铁路及312国道通过,县、乡道路纵横交织。
6.2 环境影响
工程实施后将对区内社会经济及自然环境产生长期的、潜在的有利影响。沿河两岸建立各种防护林带,增加林草覆盖面积,将降低风速,减少风害,增加降水及湿度,减少水土流失,极大地改善了当地的生态环境河小气候条件。使沿岸村镇、学校、企业、农田等免受洪灾威胁,保证了人民群众生命财产安全,支持了国家西部地区经济建设。
6.3 环境保护及管理
合理利用庄浪河水资源及沿岸土地资源,优化农、林、草结构比例,以保证工程区内生态平衡。为防止沙化和水土流失,须严禁滥挖草皮、草根,严格控制区内林木砍伐量,保持良好的生态体系。建立河道管理部门对河道进行分段管理,严禁在河道内乱挖砂石。对易产生泥石流的沟道开展水土保持工作。
6.4 工程区环境影响评价
本工程是国家公益事业,工程实施后将对区内自然、社会环境产生长期的、多方面的正面效应,形成农、林、草共同发展的高效人工生态体系,对净化空气,防止洪涝灾害和水土流失将起到积极作用,是对区内环境保护的有利贡献。
七、工程水土保持
7.1 水土流失现状
工程区地处西北黄土沟壑区,水土流失类型可分为干旱风沙区、丘陵沟壑区、洪积冲积扇区。土壤侵蚀深平均为2.43mm,侵蚀模数为4000t/km2•a左右,侵蚀方式以水力侵蚀为主,风力侵蚀次之。
7.2 水土保持措施
本工程自身具有水土保持功能,水土流失防治主要在施工过程中。水土保持措施如下:
(1)要合理安排工期,避免在易发生暴雨、洪水的季节里进行推砂筑堤施工,防止造成不必要的水土流失。(2)在河道内挖砂筑坝施工中,挖砂深度应控制在河道深泓线以上,并归顺河道、杜绝乱采乱挖,以保持河流长期发展过程中形成的悬移质冲淤平衡,尽量避免因施工造成的水土流失加剧的情况发生。(3)砂坝施工必须及时分层洒水碾压填筑,避免长期堆放造成的风雨侵蚀。(4)生物措施方面:可在河堤外侧布置10m宽护岸林带,林带面积180亩,并在堤坝外坡种草护堤。
八、经济评价
经济评价的依据主要有:《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94)、《建设项目经济评价方法与参数》等。经济分析着重评价该工程实施后恢复发展河滩耕地、保护耕地、减免工商业、交通、通讯损失等直接效益,或次年农田减产损失等间接效益,分析该工程的投入与产出,计算国民经济评价指标。
本工程是一项防洪减灾的治河工程,兴建的目的主要是固堤护岸、防灾减灾,保护两岸国民经济生产和建设,是一项以社会效益为主的工程,受益对象涉及到工商业、交通、运输、学校、村庄、农业及人民群众生命财产等各方面,所以项目效益应计入直接效益和间接效益,按规范规定,防洪工程属公益性工程,仅作国民经济分析,经济分析计算期取31年。
参考文献
[1]《堤防工程地质勘察规程》(SL/T188-2005).
[2]《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99).