gis在環(huán)境污染擴散中的應(yīng)用

《gis在環(huán)境污染擴散中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、GIS在環(huán)境污染監(jiān)控中的應(yīng)用摘要：近年來，我國頻繁發(fā)牛環(huán)境污染事件，造成的損失和危害也因此越來越嚴重。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在進行污染監(jiān)控、應(yīng)急處理中的作用也日益顯著。本文以問答的形式，以假設(shè)嘉陵江某河段遭受重金屬污染為例，利用GIS建立環(huán)境監(jiān)測模型，實現(xiàn)污染物的動態(tài)監(jiān)測，為污染應(yīng)急監(jiān)測提供新的技術(shù)方法。關(guān)鍵詞:GIS、污染物擴散、污染監(jiān)控、應(yīng)急處理環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件，環(huán)境污染問題己經(jīng)成為威脅人類生存的嚴重問題。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的加快與生產(chǎn)活動的日益頻繁，環(huán)境污染事件的發(fā)生次數(shù)大大增加，特別是近年來連續(xù)發(fā)生的水環(huán)境污染事件一一南京江

2、寧百家湖污染、云南南盤江鎔污染、廣西龍江鎘污染事件等，更是給整個社會敲響警鐘。日趨加劇的水污染，已對人類的生存安全構(gòu)成重大威脅，成為人類健康、經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。GIS作為當(dāng)前高科技發(fā)展的產(chǎn)物，集圖形、圖像與展性數(shù)據(jù)管理、處理、分析、輸入、輸出等功能為一體。環(huán)境監(jiān)測離不開環(huán)境信息的采集和處理，而環(huán)境信息85%以上與空間位置有關(guān)，因此地理信息系統(tǒng)就成為環(huán)境監(jiān)測的有效工具。GIS用于水資源環(huán)境監(jiān)測，主要是對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進行科學(xué)有效的組織和管理，能夠讓管理人員方便地對各種空間信息進行查詢、修改和編輯等；通過GIS強大的空間分析和圖標分析功

3、能，實現(xiàn)對空問和檢測數(shù)據(jù)的分析和專題圖的制作，進而為污染治理方案的制訂提供有效的信息支持。比如Adamus和Bergman采用GIS與篩選函數(shù)，分析水域內(nèi)無點污染源的載荷分布；Richard和Host應(yīng)用GIS與相關(guān)函數(shù)，分析河流生物與上游土地應(yīng)用及河流形狀的關(guān)系；屮國環(huán)境科學(xué)院鄭丙輝等應(yīng)用GIS,定量分析昆明市松華壩水庫的流域面源污染。1、預(yù)設(shè)問題現(xiàn)假設(shè)在嘉陵江某段河流發(fā)生重金屬污染事件，污染物正向下游進行擴散，并對下游地區(qū)的生活用水的供給造成威脅。傳統(tǒng)的監(jiān)控主耍采取沿線布設(shè)監(jiān)測點的方法，通過對河流水質(zhì)檢驗分析污染物濃度來確定污染物是否已對該地域水體造

4、成污染。那么該如何通過利用GIS的功能特點去進行污染物擴散的監(jiān)控？2、具體解決方案地理信息系統(tǒng)具有強大的空間分析和數(shù)據(jù)處理功能，充分利用GIS的功能模塊，結(jié)合選定的環(huán)境監(jiān)測模型可以對多源環(huán)境信息進行處理，從中發(fā)現(xiàn)環(huán)境演變的動態(tài)規(guī)律，從而實現(xiàn)對環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，并將環(huán)境的變化情況、規(guī)律制成圖片直觀地表達岀來?；贕IS技術(shù)的水環(huán)境數(shù)值模擬，其核心就是在地理信息系統(tǒng)平臺上，運用科學(xué)計算可視化技術(shù)，實現(xiàn)水質(zhì)數(shù)值模擬結(jié)果的可視化顯示。本文以電子地圖為基礎(chǔ)，進行水質(zhì)趨勢分析和水質(zhì)模型運算，將結(jié)果在電子地圖上的模擬顯示，基本思路如圖1:污染物GIS模擬和可視化表達思路

5、（1）采集數(shù)據(jù)，包括屈性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)；（2）建立空間數(shù)據(jù)庫；（3）構(gòu)建或選取水質(zhì)數(shù)學(xué)模型；（4）利用邊界條件進行數(shù)學(xué)模型求解；（5）利用計算機圖形圖像處理技術(shù)，進行科學(xué)計算可視化和動態(tài)模擬；（6）驗證。如果符合物理模型或原形觀測，則采用之；否則，需進行參數(shù)修正。若經(jīng)多次參數(shù)修正仍不符合實際，則重新構(gòu)建或選取數(shù)學(xué)模型。人類對水環(huán)境污染問題一肓十分重視，水質(zhì)數(shù)學(xué)模型的研究取得了相當(dāng)多的成果。在實際工作中可以根據(jù)系統(tǒng)狀況選取數(shù)學(xué)模型。在為解決一個具體問題而選擇模型時應(yīng)注意以下兩點：（1）模型的適用性。一方面模型要包容污染現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件；另一方面模型中要考

6、慮到特定研究的污染物在遷移擴散過程中的主要影響因子。（2）模型和模擬程序的復(fù)雜程度既要與污染現(xiàn)場條件的復(fù)雜性相兀配，也應(yīng)和可獲得的參數(shù)的充分性相匹配。本文充分考慮污染物在x,Y,z三個方向的運移情況以及環(huán)境介質(zhì)屮由于物理、化學(xué)生物作用等引起污染物的增減因素，給岀環(huán)境中污染物遷移、轉(zhuǎn)化的基本方程（公式①）dedt魯（“0一敘0一哉0+令比河流水污染類型是屬于有邊界的連續(xù)點源排放，且污染源為邊界排放。這樣,通過假設(shè)對應(yīng)的虛源來模擬邊界的反射作用，則有下面解算公式（公式②）。C°'刃={exp（_7F_）+￡exp[_*囂_〉）]+uxh^7iEyx!ux4E

7、〉/心4Eyxfexp[-羋尹厶}現(xiàn)（-竺）……②h=i4E,ux基于CIS的水污染數(shù)學(xué)模型可視化模擬，用GIS技術(shù)和上述水質(zhì)數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建污染物的擴散模擬圖。然后從模擬圖進行污染物擴散濃度的動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)擴散情況制定合適的應(yīng)對措施，進行應(yīng)急處理以遏制污染物的擴散并釆取行動降低污染物的濃度以減輕危害。3、結(jié)論將污染物水?dāng)U散數(shù)學(xué)模型在GIS上進行模擬，是將事故分析的數(shù)學(xué)計算模型和環(huán)境監(jiān)測相結(jié)合的有效方法，將擴散模型計算結(jié)果和GIS相對照，不但能驗證數(shù)學(xué)模型的準確性，而且計算擴散影響的有效范圍，查詢被污染區(qū)域的人口，植被等眾多信息，有助于制定環(huán)境決策，為應(yīng)急

8、監(jiān)測、事后估提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)束語GIS所提供的強大的空間數(shù)據(jù)的管理、分析能力，以