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GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用分析

2017-08-09 15:40:53彭偉剛趙太陽內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查有限責任公司
大陸橋視野 2017年10期
關(guān)鍵詞:水質(zhì)評價水文地質(zhì)水資源

彭偉剛 趙太陽 張 超 / 內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查有限責任公司

GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用分析

彭偉剛 趙太陽 張 超 / 內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查有限責任公司

地理信息系統(tǒng),即GIS技術(shù)以其自身的獨特優(yōu)勢,備受水文地質(zhì)領(lǐng)域青睞,早已成為此領(lǐng)域的重要技術(shù)手段,得以廣泛應(yīng)用,并獲得了良好的應(yīng)用效果,從而為水文地質(zhì)領(lǐng)域工作的有序進行奠定了堅實的基礎(chǔ)。因此,本文主要對GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用進行了詳細分析。

GIS技術(shù);水文地質(zhì)領(lǐng)域;應(yīng)用

一、GIS技術(shù)

GIS技術(shù)屬于空間科學和信息科學的有效結(jié)合,其通常是以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),以計算機技術(shù)為平臺來建立的,能夠?qū)崿F(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的有效收集、整理、存儲、綜合分析、檢索和輸出,為工程施工和工程規(guī)劃提供參數(shù)依據(jù)。實際上GIS技術(shù)具有非常強大的屬性數(shù)據(jù)管理和空間數(shù)據(jù)管理功能,因此在各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。而水文地質(zhì)是一門比較復雜的領(lǐng)域,引入GIS技術(shù)之后,可以對其進行全方位的分析和研究,其能夠構(gòu)建一套系統(tǒng)性的水文地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫,建立直觀的、形象的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)模擬和分析模型,以更好的反映地下水的變化情況,為水文地質(zhì)的分析和評價奠定良好的基礎(chǔ)。而水文地質(zhì)信息系統(tǒng)的建立一般是以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的,該系統(tǒng)包括了圖形管理、空間分析、數(shù)據(jù)庫管理、決策和評價等系統(tǒng),而且每一個系統(tǒng)中又包含了一系列的子系統(tǒng),具體如圖1所示。

圖1水文地質(zhì)信息系統(tǒng)

二、GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用

(一)地下水資源管理

GIS技術(shù)應(yīng)用在水資源科學管理上,主要體現(xiàn)在合理開發(fā)與應(yīng)用上,還可以有效推動地下水資源的深入聯(lián)合研究,加強地下水資源的科學管理。地下水空間分析模型和地理信息系統(tǒng)相聯(lián)接,通過結(jié)合,促使GIS地下水資源管理間的相互促進、相互管理。通過對相關(guān)系統(tǒng)分析,可以進一步優(yōu)化地下水資源管理系統(tǒng),從而更好地促進水資源管理與利用。在地下水資源的開發(fā)和規(guī)劃上,建立信息系統(tǒng),相關(guān)管理模型,可以促使地下水資源管理工作更好進行,以此提高工作效率和質(zhì)量,合理調(diào)度地下水與地表水,以此更好展現(xiàn)GIS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢,這對水資源管理有著非常重要的現(xiàn)實意義。

(二)繪制地下水位等位線圖

在水文地質(zhì)領(lǐng)域,可以借助GIS技術(shù)的TIN模型或GRD模型,繪制地下水位等值線圖。TIN模型通常是把原始數(shù)據(jù)點按照一定的還要求轉(zhuǎn)化為三角形剖分,然后對其構(gòu)建鄰接拓撲關(guān)系,根據(jù)剖分特點來繪制等值線圖。GRD模型需要對原始數(shù)據(jù)進行格網(wǎng)化插值處理,這里所提及到的格網(wǎng)化需要借助相關(guān)的數(shù)學模型來對那些雜亂分布的數(shù)據(jù)點進行插值處理,從而獲取規(guī)則間距的數(shù)據(jù)點。

(三)地面沉降

伴隨著GIS技術(shù)不斷更新和發(fā)展,應(yīng)用范圍開始朝向地面沉降領(lǐng)域發(fā)展,以此更進一步提高了地位的重要性。在對MapbasicD工具應(yīng)用過程中,通過護具查詢,可視化處理模塊應(yīng)用,構(gòu)建了地面沉降預測系統(tǒng),以此讓GIS技術(shù)與地面沉降有機結(jié)合,形成可視化研究系統(tǒng)。與此同時,在ArcGIS平臺建立了相應(yīng)的地面沉降管理體系,對此領(lǐng)域進行了科學檢測,并優(yōu)化管理過程,從而促使地面沉降對水位檢測影響更具體化,以此呈現(xiàn)出具象化管理態(tài)勢。還包括焦道振等依托三維仿真技術(shù)和地理信息系統(tǒng),多種系統(tǒng)應(yīng)用促使地面沉降信息更加體系化,讓系統(tǒng)管理更科學合理。

(四)地下水水質(zhì)評價及污染物分析

由于GIS具備良好的信息收集和處理能力,其在地下水水質(zhì)評價和污染物分析中倍受青睞。國內(nèi)對地下水水質(zhì)評價和污染物分析具有比較好的效果,設(shè)計人員在GIS圖形管理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,綜合評價所監(jiān)控的地下水水質(zhì)情況,并建立與之相應(yīng)的評價模型,以此實現(xiàn)地下水綜合評價方法和GIS技術(shù)的有機融合,提高水質(zhì)評價及污染物分析的準確性,多元化水質(zhì)及污染成分的檢測手段,加強地質(zhì)環(huán)境保護。另外,充分合理利用GIS技術(shù),實現(xiàn)對地下水中重金屬污染程度的綜合評估,結(jié)合GIS的數(shù)據(jù)管理與空間分析功能,區(qū)分并對比地下水水質(zhì)化學類型,以此準確掌握地下水水質(zhì)質(zhì)量,促進評價結(jié)果產(chǎn)生。在地下水污染分析評價中,切實應(yīng)用GIS技術(shù)能夠?qū)崟r檢測地下水防污性能。

(五)水文地質(zhì)調(diào)查

水文地質(zhì)調(diào)查涉獵范圍十分廣泛,其中水文地質(zhì)測繪、物探、鉆探等,都屬于其范圍,所以只有切實將GIS技術(shù)應(yīng)用到水文地質(zhì)調(diào)查中,才能夠更好地實現(xiàn)綜合應(yīng)用。而為了充分發(fā)揮GIS技術(shù)的作用,必須合理處理和校準數(shù)據(jù),建立穩(wěn)定的數(shù)據(jù)錄入和分析平臺,以此確保在野外調(diào)查時,可以及時處理和分析數(shù)據(jù)信息,提高準確率和效率。在實際水文地質(zhì)調(diào)查中,切實結(jié)合GIS的空間數(shù)據(jù)處理能力,可以深入探索,并進一步實現(xiàn)地表徑流和礦區(qū)總體補徑排關(guān)系的立體化,從而為地形復雜區(qū)域的水文地質(zhì)調(diào)查提供更多的技術(shù)支持。

(六)地下水保護

地下水保護是我國科學研究的一大主要方向,對水源保護區(qū)域進行合理劃分,重點保護比較脆弱的地下水資源備受重視。GIS技術(shù)在地下水資源保護中的作用十分明顯,地下水監(jiān)測網(wǎng)的應(yīng)用效果十分突出,在非點源污染調(diào)查與評價方面也有更好的效益,正是如此,其得以在地下水保護中廣泛應(yīng)用。

三、GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)展前景

首先,推動地下水數(shù)值模型與RS和GIS技術(shù)的有效融合。RS和GIS的柵格數(shù)據(jù)與地下水數(shù)值模型中采用的離散網(wǎng)格有很多的相似點,所以,可以適當采取一定手段實現(xiàn)有機結(jié)合。RS和GIS的柵格數(shù)據(jù)還具有豐富的數(shù)據(jù)信息,RS可以提供實時動態(tài)數(shù)據(jù)信息,具有明顯的優(yōu)勢,所以,實現(xiàn)地下水數(shù)值模型與RS和GIS技術(shù)的融合,可以把計算模型按照一定的方式生成以柵格為計算單元的分布式模型。其次,隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,WEB GIS的發(fā)展備受關(guān)注。WEB GIS系統(tǒng)具備標準化的數(shù)據(jù)庫,能夠?qū)崿F(xiàn)地下水數(shù)據(jù)信息共享,以確保相關(guān)部門及時、準確獲取所需數(shù)據(jù)信息,了解各地區(qū)地下水數(shù)據(jù)信息,以便于開展相關(guān)工作。再次,將3S技術(shù)、專家系統(tǒng)(ES)、虛擬現(xiàn)實(VR)、決策支持(DSS)等技術(shù)引入到水文地質(zhì)領(lǐng)域,構(gòu)建一套綜合水資源管理評價體系,可以實現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)的多維可視化顯示、輸出和查詢,還能夠虛擬再現(xiàn)地表水系統(tǒng)和地下水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)流域水資源的統(tǒng)一管理。最后,將GIS技術(shù)、模擬技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建系統(tǒng)性水資源管理決策支持體系,這既是水文地質(zhì)管理的重要組成部分,還可以為水資源管理決策提供有效參考。

四、結(jié)語

總而言之,GIS技術(shù)是得以在水文地質(zhì)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,并切實發(fā)揮了良好作用,在地下水資源管理、繪制地下水位等位線圖、地下水水質(zhì)評價、地下水保護等中應(yīng)用,獲得了顯著效果。由此可見,在水文地質(zhì)領(lǐng)域切實應(yīng)用GIS技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實意義。在以后的發(fā)展過程中,可以加強地下水模型與GIS技術(shù)的有機結(jié)合,并加大對網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā),構(gòu)建一套完善的水資源管理體系,從而更好地為水文地質(zhì)工作提供服務(wù)。

[1]吳光偉.論GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].科研,2016(11):00272-00272.

[2]陳美娟.GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用進展[J].工程技術(shù):引文版:00291-00292.

[3]錢程,武雄,穆文平,等.GIS技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用進展[J].南水北調(diào)與水利科技,2016,14(3):115-122.

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