摘要：随着我国经济、社会的高速发展，随之而来的环境问题越来越严重，环境问题带来的困境不仅体现在表象的生态现象，也体现在地质灾害的发生上，地质灾害的发生往往与环境破坏息息相关，而且地质灾害一旦发生，程度严重、影响范围广，往往带来极大的生命财产损失。在地质灾害防治过程中，为了更好地对地质灾害进行勘测、预警，水工环地质勘察是一个常用且有效的手段，因此，对于水工环地质在地质灾害活动中的应用的研究具有显著的意义。鉴于此，文章分析了水工环地质灾害的特点以及相关技术在地质灾害活动中的应用，以供参考。
关键词：水工环地质；勘察技术；应用研究
1常见矿山地质灾害及其特点分析
1.1崩塌、滑坡灾害
此类地质灾害主要是由于地质结构变化造成地表受力情况突然出现变化而引发的，当山坡地表的土壤过于疏松以至于不能承受相应的应力或是被雨水冲刷时，就会导致滑坡等灾害的出现。降雨引发斜坡变形破坏的作用机理是降雨渗流导致斜坡岩土体重度增加、岩土软化、滑带岩土强度降低、裂缝注水水楔作用、斜坡内地下水位形成或升高后的浮托作用、斜坡体内水力梯度形成的渗透压力或承压水形成之孔隙水压力作用等。大型滑坡的发生一般滞后于主降雨过程3~5天，甚至更长，主要取决于岩土的渗透能力。岩土体的破坏模式主要表现为塑性流动、平推式滑移、楔形冲出或岩体结构崩溃破坏等。
1.2泥石流灾害成因
1.2.1坡地液化
坡地液化型（坡面型）泥石流主要是指区域台风暴雨或持续的局地暴雨在陡峻山地丘陵区引发的斜坡岩土因快速饱水液化而突然向下流动倾泻的现象。坡面泥石流的特点是：①规模小但多点成群成带出现；②一般在数百至数千平方千米区域内出现；③斜坡上部松散堆积层逐渐饱水软化，下部坚硬基岩表面隔水，二者接触带处形成渗流滑移带；④同一地点可能出现崩塌—滑坡—泥石流次第快速转化的“链式”反应现象；⑤单点损害小，群发区域总体危害大。
1.2.2堆积体滑塌
侵蚀堆积体滑塌侵蚀型泥石流是指自然或人为新生的崩塌滑坡或松散岩土堆积体因急剧降雨，斜坡表层因渗透饱水首先产生液化，形成塑流式滑坡或滑塌，继而沿滑坡洼地多次冲刷侵蚀，形成进行性沟道塑造和沟道侵蚀型泥石流。地震引发的崩塌滑坡碎屑流堆积体或自然/人为堆积的岩土体处于松散欠压密、欠固结状态，在持续强降雨条件下会孕育形成此类泥石流，实质上是一种新斜坡的冲沟塑造问题。
2水工环地质勘查技术研究
2.1 GPS技术
GPS就是常说的全球定位系统，该技术在水工环地质勘查中的应用十分广泛，与人工勘测相比，GPS技术加大提升了勘查工作效率，降低了勘查工作难度。全球定位系统需要应用三个人造卫星实现对全球范围的地质勘查。在应用过程中，先要在待勘测地区建立无线信号发射装置，将GPS接收器安装在基准站，这样就能接收到卫星发送出来的信号，接收机对相关数据进行收集并通过信号模拟对其新型数字化转化，由基准站可以给出所需的实际坐标。
2.2 GPR技术
GPR技术即地质雷达探测技术，该技术通过电磁波对数据信息进行传输。GPR技术的应用需要在地面设置发射天线，通过天线向地面进行电磁波发射，在利用声呐原理实现对地下结构的勘测。与GPS技术相比，GPR技术的自动化程度更高，其采集的图像信息也更加清晰，其在地下覆盖层厚度探测和基岩面起伏情况勘测中的应用十分广泛。
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2.3无人机遥感技术
无人机遥感技术是在遥感传感器的基础上根据不同类型的遥感任务进行数据探测的技术，常见的机载遥感设备有CCD数码相机、轻型光学相机、合成孔径雷达等，无人机的遥感系统多采用小型数字相机，与传统航片相比，这种小型数字相机采集的图像更有针对性，且影响数量存储大，能够实现几何模型对图像的辐射校正，也能通过自动识别和快速拼接提高影像质量、飞行质量。目前利用无人机遥感技术对采矿地面塌陷的监测精度多在0.1m以上，无法识别较小宽度的地表裂缝；地表裂缝的解译多采用人工目视解译，基于计算机信息提取的分类方法研究不够深入；对综采工作面地面塌陷的发育规律认识不清，也没有学者开展利用无人机遥感技术直接计算地表下沉值等地表岩移参数的研究。因此，提高无人机遥感影像分辨率，建立适合采矿地面塌陷裂缝的信息提取模型，借助无人机充分认识地面塌陷发育规律和利用遥感影像直接计算地表下沉值是采矿地面塌陷地质灾害监测中急需解决的难题。
3矿山地质灾害勘查和防治实例分析
结合某矿区，对勘查技术在矿山地质灾害勘查中的应用，进行全面分析。此区域面积约为16km2，经过多年开采后，出现了严重的地质灾害问题，危害群众生产以及生活。现结合此项目，对遥感技术的应用，做如下分析。
3.1影像获取
矿区遥感影像资料的获取，使用的是固定翼无人机航摄系统，选择DB-Ⅱ型无人机，使用佳能EOS5DnarkⅡ定焦数码相机，作为传感器。按照比例尺以及遥感测量精度要求，明确地面分辨率参数为0.10m，绝对航高为3050m，相对航高为550m。此次遥感摄影任务，设计2个架次飞行，总计21条航线，航向和旁向重叠度具体为70%和40%，航线之间的距离为220m，曝光间隔参数为70m，总航程为140km，总计获得遥感照片1762张。
3.2数据处理
根据航空摄影资料以及相控成果，基于全数字摄影测量工作站，使用Picel Grid软件，开展空三测量计算，并且生成区域数字正射影像图，图形比例尺大小为1：1000，分辨率为0.10m。数据处理流程如下：①数据准备；②空三加密；③构建立体模型；④核线影像生成；⑤匹配预处理；⑥匹配结果编辑；⑦DEM生成；⑧DOM生成；⑨成果检查。
3.3地质灾害遥感解译
此次解译工作，以数字正射影像，作为底图进行分析。利用ArsGIS软件，作为分析平台，构建解译标志，开展初步解译。经过野外调查验证后，生成最终成果。解译工作流程如下：①准备正射影像资料和相关资料；②开展资料分析，构建遥感解译标志；③初步解译；④野外验证；⑤详细解译、修正初步解译成果；⑥综合分析，输出解译成果。结合区域地质背景资料，明确此研究区域主要地质灾害包括滑坡灾害和不稳定斜坡灾害等。
3.4勘查结果
在矿山地质灾害勘查中，遥感解译的开展，主要是利用影像的空间特征以及波谱特性，结合运用非遥感信息资料，根据生物地学相关规律，开展综合分析以及逻辑推理。此次勘查作业，地质灾害遥感解释，是基于研究区域勘查的各类资料，借助Arc GIS软件平台，结合遥感影像特征，开展人工目视解译，总计解译出滑坡32处；不定位斜坡总计9处；地裂缝总计38处；地面塌陷总计19处；泥石流总计1处；废渣堆总计13处；煤矸石堆总计5处。基于此结果，开展后续防治工作
结语
我国常见的地质灾害包括了地面崩塌、滑坡和泥石流、地面塌陷、地裂缝等，当灾害发生时会严重影响社会生产生活的顺利进行。水工环地质应用于地质灾害活动的预防与治理中，应该根据不同灾害的机制采取针对性处理方案，以增强其实际应用效果，降低地质灾害造成的损失。
参考文献
[1]余正满.水工环地质在地质灾害治理中的应用策略分析[J/OL].世界有色金属，2018（22）：216-217.
[2]李彦杰.水工环地质技术在地质灾害治理工程中的应用[J].中国金属通报，2018（08）：153-154.
论文作者:祝凤春
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/12
标签：遥感论文; 地质灾害论文; 无人机论文; 水工论文; 技术论文; 斜坡论文; 泥石流论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;