導(dǎo)語：測(cè)繪技術(shù)在地下水污染地理測(cè)量的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

將測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用至地下水污染地理范圍測(cè)量中，可以更好地為污染治理和環(huán)境保護(hù)提供支撐。測(cè)繪指的是對(duì)各種自然地理要素，亦或是地表人工設(shè)施整體形狀和大小等進(jìn)行相應(yīng)測(cè)定和數(shù)據(jù)采集等操作，同時(shí)對(duì)得到的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的活動(dòng)［1－3］。該活動(dòng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及空間科學(xué)等當(dāng)作基礎(chǔ)，將全球定位系統(tǒng)GPS和地理信息系統(tǒng)GIS等高科技當(dāng)作核心，把地面已經(jīng)存在的特征點(diǎn)與界線利用測(cè)量的方式得到反映地面當(dāng)前狀況的圖形與位置信息數(shù)據(jù)，以此為工程規(guī)劃建設(shè)與行政管控提供依據(jù)。利用測(cè)繪技術(shù)中各種高新科技，增強(qiáng)地下水污染地理范圍測(cè)量精確性，進(jìn)而提高污染治理性能。

1地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)總體框架

地下水樣本采集作為地下水水質(zhì)檢測(cè)和污染地理范圍測(cè)量中的中間階段，為水質(zhì)研究和分析提供了對(duì)象?；诘叵滤咎卣鳑Q定了一定要利用專業(yè)觀測(cè)井進(jìn)行樣本采集。地下水流動(dòng)比較緩慢，且受到污染的含水層水質(zhì)的整體變化滯后期比較長，各種污染物質(zhì)在地下水層整體擴(kuò)展?fàn)顩r和水文、地質(zhì)環(huán)境等均具有十分密切的關(guān)聯(lián)性，深層地下水和空氣相互隔絕，在樣本采集的過程中，應(yīng)該保證樣品和空氣之間零接觸［4－5］。以更好地采集和處理有關(guān)數(shù)據(jù)，并保障其精準(zhǔn)性為目的，需要專業(yè)的測(cè)量和監(jiān)測(cè)設(shè)施，其中涉及到的設(shè)施主要包含:水位傳感器、水質(zhì)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備、接收終端和系統(tǒng)軟件等。地下水污染地理范圍測(cè)量和監(jiān)測(cè)及預(yù)警最終會(huì)設(shè)計(jì)構(gòu)建合成一個(gè)系統(tǒng)，其基礎(chǔ)為監(jiān)測(cè)所采集到的各種類型數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的重點(diǎn)在研究數(shù)據(jù)間存在的關(guān)聯(lián)性，其通過高效計(jì)算機(jī)針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)實(shí)行存儲(chǔ)與處理，同時(shí)利用專有網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)之間的交互與共享，以此滿足當(dāng)前相關(guān)人員需求［6－7］。系統(tǒng)具備的功能包含基本信息檢索、水質(zhì)信息檢索、圖形輸出和預(yù)警等。利用該系統(tǒng)相關(guān)人員能夠快速得到地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)檢索結(jié)果和計(jì)算輸出結(jié)果。將測(cè)量點(diǎn)詳細(xì)位置和污染源位置等基本概況呈現(xiàn)在相應(yīng)地圖上。由此，系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)地下水污染相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)與預(yù)警。該系統(tǒng)構(gòu)建的基本原則如下:實(shí)用性、可靠性、完整性、科學(xué)規(guī)范性、經(jīng)濟(jì)性以及可擴(kuò)展性。功能架構(gòu)包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯聚及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心。圖1為地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)總體框架。從圖1中可以看出，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)匯聚分別設(shè)定排污口，亦或是監(jiān)測(cè)目標(biāo)的水域現(xiàn)場(chǎng)，功能為采集、處理以及上傳水污染相關(guān)信息數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心安排在環(huán)境保護(hù)監(jiān)管部門，通過無線的方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，針對(duì)污染狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。地下水污染相關(guān)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)匯聚的供電模式為太陽能，亦或是蓄電池供電，由于使用無線傳輸數(shù)據(jù)，無線的安裝位置可基于實(shí)際狀況靈活安排，基于需求可將其設(shè)定在排污管道出水口正對(duì)著水面，或者其他方便地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)的位置。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊中集成了GPS，能夠?qū)ψ陨碜鴺?biāo)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)。地下水污染地理范圍測(cè)量數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)匯聚兩個(gè)模塊構(gòu)成了一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)。其中，數(shù)據(jù)采集模塊將節(jié)點(diǎn)定位數(shù)據(jù)和傳感器采集的各項(xiàng)地下水污染相關(guān)數(shù)據(jù)利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)匯聚模塊。數(shù)據(jù)匯聚模塊將所得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和采集節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)定位數(shù)據(jù)等處理打包之后，利用GPRS或者4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。

2功能模塊與測(cè)量監(jiān)測(cè)流程及污染治理對(duì)策

2．1地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)功能模塊。2．1．1功能模塊架構(gòu)。地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過GIS和GPS技術(shù)以及預(yù)警模型能夠高效解決地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)預(yù)警問題。其中GIS是信息的一個(gè)表達(dá)和顯示平臺(tái)，不僅可以滿足研究區(qū)域水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)預(yù)警對(duì)空間信息的需求，還可以很好地對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為提出防范措施提供依據(jù)。圖2為地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)功能模塊。2．1．2GIS空間數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫模塊使用的是shp文件，將測(cè)量監(jiān)測(cè)地理范圍自然地理情況和工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面的基礎(chǔ)信息通過各種形式保存在計(jì)算機(jī)中。地下水污染情況在線測(cè)量監(jiān)測(cè):依據(jù)項(xiàng)目的具體需求，地下水污染情況在線測(cè)量監(jiān)測(cè)模塊內(nèi)容如圖3所示。該模塊中，污染源排放情況監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)井和地下水基本概況以及相關(guān)法律法規(guī)等單元是一級(jí)功能，而實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)等十余個(gè)功能為二級(jí)功能。該模塊的核心是污染源排放與控制點(diǎn)污染情況監(jiān)測(cè)。圖3在線測(cè)量監(jiān)測(cè)架構(gòu)2．1．3地下水污染在線測(cè)量監(jiān)測(cè)預(yù)警。依據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求和關(guān)鍵技術(shù)，地下水污染在線測(cè)量監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊功能架構(gòu)如圖4所示。該模塊主要功能為模型調(diào)用、計(jì)算和結(jié)果數(shù)據(jù)等。該模塊中，預(yù)警圖和動(dòng)畫制作和預(yù)警區(qū)域判斷以及模型驗(yàn)證率等幾個(gè)單元為一級(jí)功能單元，而水質(zhì)模型信息等十余個(gè)單元為二級(jí)功能單元。該模塊的核心是預(yù)警區(qū)域判斷。2．1．4數(shù)據(jù)庫和管理模塊。該部分主要責(zé)任為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和權(quán)限管控與各種類型信息數(shù)據(jù)的維護(hù)，其中包含實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入、權(quán)限管控、事故信息與事故處理記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)以及地下水污染模型相關(guān)信息的更新等。2．2地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)流程。綜合上述地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各功能模塊大致了解了測(cè)繪技術(shù)在水污染范圍測(cè)量中的應(yīng)用。將測(cè)量監(jiān)測(cè)整個(gè)過程歸納為如下內(nèi)容:利用由GPS、GIS和相關(guān)傳感器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模塊通過科學(xué)分布式布局等方式精準(zhǔn)設(shè)置測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)研究地區(qū)的地下水污染地理數(shù)據(jù)進(jìn)行大范圍和連續(xù)化地采集，將各數(shù)據(jù)采集模塊獲取的數(shù)據(jù)通過GPRS或者4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)匯聚模塊，數(shù)據(jù)匯聚模塊將所得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和采集節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)定位數(shù)據(jù)等處理打包之后，利用GPRS或者4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)地下水污染地理范圍測(cè)量與事故預(yù)警。2．3地下水污染治理對(duì)策。地下水污染在治理方面與地表水相比會(huì)顯得復(fù)雜一些，在具體治理過程中，需要考慮下列因素。(1)在地下水污染治理的詳細(xì)操作過程中，通常需要多種方法和技術(shù)相互融合使用。通常在污染治理的初期階段，先通過物理法或者是水動(dòng)力控制實(shí)現(xiàn)污染區(qū)域范圍的封閉，再采集純污染物，例如油和重金屬等，最后根據(jù)抽出或者原位法等進(jìn)行相應(yīng)處理［8］。(2)由于污染區(qū)域范圍水文地質(zhì)環(huán)境以及地球化學(xué)性均會(huì)對(duì)地下水污染治理產(chǎn)生顯著性影響，為此地下水污染治理一般要將查明水文地質(zhì)環(huán)境為依據(jù)。(3)受到污染的地下水修復(fù)通常還包含土壤等方面的修復(fù)。其中地下水與土壤是一種互為作用的關(guān)系，假設(shè)只是對(duì)受到污染的水進(jìn)行了治理，而不對(duì)土壤進(jìn)行治理，因雨水淋濾，亦或是地下水產(chǎn)生波動(dòng)，污染物質(zhì)會(huì)二次進(jìn)到地下水中，導(dǎo)致交叉性污染，致使之前的地下水治理白白費(fèi)力［9－10］。(4)地下水污染治理時(shí)，地表水截留問題值得注意。必須注意地表水為地下水提供補(bǔ)給，防止治理工作量越來越大的情況。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證所建系統(tǒng)的可靠性，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行之后，能夠獲取地下水污染地理范圍監(jiān)測(cè)模擬效果見圖5。在運(yùn)行中能夠隨時(shí)查看中間狀態(tài)，還能夠輸入任何時(shí)間查看當(dāng)時(shí)狀況，頁面具備放大和縮小等工具，能夠詳細(xì)觀察圖中的局部信息。根據(jù)模擬可視化顯示結(jié)果，以成都某郊區(qū)為例進(jìn)行污染范圍測(cè)量驗(yàn)證。根據(jù)研究區(qū)域地形圖，采用提出測(cè)量方法對(duì)地下水污染范圍進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖6所示。對(duì)比分析圖6可知，所提方法的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際地下水污染范圍十分吻合，說明采用所提方法能夠準(zhǔn)確測(cè)量地下水的污染范圍，并獲得準(zhǔn)確的可視化模擬結(jié)果。

4結(jié)語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的環(huán)境下，國內(nèi)水污染情況已經(jīng)異常嚴(yán)峻，大規(guī)模的工農(nóng)業(yè)和生活廢水排放到河流中，不僅給地表水帶來了污染，也污染了地下水。提出將測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用在地下水污染地理范圍測(cè)量中，以更好地為水環(huán)境保護(hù)提供支撐。過程中，利用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)聚集和監(jiān)測(cè)中心幾個(gè)模塊構(gòu)成地下水污染地理范圍測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與顯示為污染監(jiān)測(cè)預(yù)警提供依據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)可視化效果進(jìn)行了測(cè)試。

作者:唐濤 單位:四川省建筑科學(xué)研究院有限公司