GIS网络分析技术在河流水污染追踪中的应用

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６・ Biblioteka 科技 论坛 Ｇ Ｉ Ｓ网络分析技术在河流水污染追踪 中的应用
韩天博 （ 牡丹江市环境保护信息 中心 ， 黑龙江 牡丹江 １ ５ ７ ０ ０ ０ ）
摘 要： 伴随着信 息时代的到来 ， 信息技 术 已被广泛的应用在社会 生产的各领域之 中。在信息技术与遥 感技 术的支持 下， 河流水污染 追踪技术得 到了明显的改进 与完善 ， 其工作效益也得到 了显著的提 高。本 文就 ＧＩ Ｓ网络 分析技 术在 河流水 污染追踪 中的应 用进行 分析 ， 并提 出了未来应用前景 。 关键词： 地理信息 系统 ； 遥感技 术； 河流污 染； 空间分析
环境是人类赖 以生存 主要 条件 ，也是人 类得 以发展 的必然基 为河流管理 的有效决策支持工具 。 础。 在现代社会发展中 ， 环境污染 已成为威胁人类生存 的头号强敌 ， ３ ． １河流体系网络模 型建立 ． 尤其是水资源污染 直接影响着人类 的生命和身体健康。近些年 ， 水 将Ｇ Ｉ Ｓ的网络分析技术应用于流域水 环境 管理 ， 需 要建立数字 污染事件在我国屡屡发 生 ， 造成了严重的经济损失并影 响了人们身 化河系网络模 型。其数据源为已有的普通 地图 ， 采用人工数字化方 体健康这些水污染事件 的不断发生给我们敲响 了警钟 。近年来 ， 国 法输入 Ｇ Ｉ Ｓ中， 或直接购买包含所涉及流域 的商 品化数字地 图。在 家投入 了巨大的人力 、 物力和财力来研 究新 的水 污染 治理 与追踪技 普通地图和商品化数字地图 中，湖泊和较宽的河流以多边形表示 ， 术， 其 在污水治理 、 饮 用水 安全和地下水修复方 面取得了一定 的成 建立河系网络模 型时需要利用河流和湖泊 的中心线。 商品化数 字地 果， 也 为水质安全研究提供 了重要 的科学 指导依据 ， 但是就 目前 的 图一般分 幅存 放 ， 当一条 河流跨越两幅 以上地 图时 ， 需 要将有关 的 河流水 污染追踪和处理技术 分析而言 ， 其 中还存在着一定的问题与 几 幅地 图作无缝拼接。在实 际应用 中， 河 流网络 中各河段 之间的关 不足 ， 无法满足水质危机高效控制的国家要求 。 因此 ， 以网络技术与 系通常是很复杂的。在不 同地貌类型地 区， 河 系网络具有 不同的特 信息技 术为基础 的地理信息系统的应 用则 显得越加重要 ， 同时对于 性 。 在 山地丘陵区 ， 河流系统一般呈典型 的天然状态 ， 并具有下述特 水污染治理有着重要 的作用与意义 。 征： 任一个 上游 河段仅有一个下游河段与之相 连 ； 同一河段 中不存 １河流水环境系统特征分析 在 环流 ； 一个河 系只有一个 出口。而在地 势平 坦的平原地 区 ， 由河 河流水环境是与人类生存关系最为密切的水 系统 ， 是 以人类为 流 、 渠道 、 湖泊等组成 的水 网纵横交错 ， 随着水文条件 的变化 ， 水在 中心 ， 主要 由河流 、 水库和湖泊等水系统组成 。 在河流水环境 中其 中 河 系中的流 向也会发生变化 。 还包含 了影 响水 体的社会 因素 、 自然 因素和经济 因素等 ， 在这 诸多 ３ ． ２数据库的建立 因素的相互影响和制约下 ，逐步形成了一种综合性的复杂系统 ， 也 河道特征数据是河流水环境模拟所必须的参数 。河道特征数据 是 目前水系统中最为常见的模式之一 ， 通过这些 系统 的相互影响和 的获得必须经过大量 的实地调查 ，掌握有河道地 形 图和 大量 的水 联系， 使得水库 、 河流和湖泊之 间能 够通过流域水文循环 而直接将 文 、 水质监测资料 ， 并对这些 资料进行统计分析。 河道 特征数据项主 各种水域因子联 系起来 。在 目前的河流水系统中 ， 人类活动是产生 要包括 ： 河流名称、 等级 、 河段长度 、 河 流宽度 、 河床高程 、 比降 、 粗糙 污染物 的主要因素 ，其 主要分为点源和非点源的形式进入水体 ， 进 系数 、 河底物质 、 河岸物质 、 河槽类型 、 不同典型保证 率下 的流量 、 水 而造成河流水系统污染现状 。人类在生活和工作 中， 通常都是从河 深 、 流速 、 水力半 径 、 湿周 、 河道 断面形状 、 污染物 降解系数 、 纵 向离 流 中取水使用 ， 然 后又将使用之后 的废水排入河 流 ， 这就 造成 了河 散系数等。可直接将其输入河系网络专题 数据 的属性 表中 ， 也可单 流的污染 ， 也是完成一个水循环的过程。而非点 源形式 主要与人类 独形成一个河道特征数据表 ， 再通过河段代码将它与河系 网络专题 的土地使用状况相关 ， 在人类生活 中通过将使用 过的污染 物堆在土 数据的属性表关联起来 。 上 ，经过天然降雨或者其他 因素将这些废弃物和垃圾带入河流 中， ３ ． ３ 具体应用方法 进 而形成 了河流污染 。 这些污染在受到河流的流动性影响进一 步的 河流水污染事故往往具有突发性 ， 且影响范围大 、 后果严重 。河 扩 大和分散 ， 虽然在一定程度上减轻 了河 流的污染现状 ， 却也在无 流水污染事 故应 急处理和污染物来源追踪是 流域水环境 日常管理 形 之间将污染扩大 ， 这也就造成了河流污染问题的迅速扩大的影 响 的重要 内容之一 。一旦发生水污染事故 ， 要求 区域或流域水环境管 问题。 理部 门能作 出快速响应 。综合利用 Ｇ Ｉ Ｓ的空间数据集成 和分析 功 ２ 水污染治理现状 能、 网络分析功能 ， 结合水质模拟技术 ， 可对 突发性水污染事故造成 面对过去人力 、 物力和财力的 巨大投资与水污染治理之间的巨 的污染及其 影响情况进行模拟 ，以便及 时确定受影 响的范 围和对 大反差 ， 这一现象在 目前社会发展 中受到社会各界和各方人士的之 象 ， 采 取相应 的措施控制水污染事故造成 的不利影 响。河 流水 污染 同时也是的水污染治理 中存在 的各 种问题浮现水面 ， 甚至在有 追踪可分为污染 物来源追踪和污染影 响范 围追踪 。 前者是 当河流水 些报道 中明确 的指 出 ， 一些地方 的“ 环保投入 ” 更像一个个 “ 形象 工 质监测发现异常情况 时应用 ； 后者是在 发生 污染事故 时应 用。 由于 程” ， 不仅导致环保投 入“ 无底洞 ” 深不可测 ， 甚至造成环境 破坏 ， 其 河流 中的水流是 在重力作用下从高处 向低处流动 ， 即从上 游流向下 资金根本就无法落到实际工程项 目中。 这样的状况表 明， 投入 巨大 、 游 ， 因而 ， 污染物来源追踪一般是 向上游追踪 ， 而污染 影响范围追踪