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

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

1地下水污染地理范圍測量監(jiān)測總體框架

地下水樣本采集作為地下水水質(zhì)檢測和污染地理范圍測量中的中間階段，為水質(zhì)研究和分析提供了對象?；诘叵滤咎卣鳑Q定了一定要利用專業(yè)觀測井進行樣本采集。地下水流動比較緩慢，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)在地下水層整體擴展狀況和水文、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)，并保障其精準性為目的，需要專業(yè)的測量和監(jiān)測設施，其中涉及到的設施主要包含:水位傳感器、水質(zhì)采集設備、數(shù)據(jù)采集控制設備、接收終端和系統(tǒng)軟件等。地下水污染地理范圍測量和監(jiān)測及預警最終會設計構(gòu)建合成一個系統(tǒng)，其基礎為監(jiān)測所采集到的各種類型數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的重點在研究數(shù)據(jù)間存在的關(guān)聯(lián)性，其通過高效計算機針對大規(guī)模數(shù)據(jù)實行存儲與處理，同時利用專有網(wǎng)絡完成數(shù)據(jù)之間的交互與共享，以此滿足當前相關(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量監(jiān)測數(shù)據(jù)檢索結(jié)果和計算輸出結(jié)果。將測量點詳細位置和污染源位置等基本概況呈現(xiàn)在相應地圖上。由此，系統(tǒng)即可實現(xiàn)地下水污染相關(guān)數(shù)據(jù)的實時測量監(jiān)測與預警。該系統(tǒng)構(gòu)建的基本原則如下:實用性、可靠性、完整性、科學規(guī)范性、經(jīng)濟性以及可擴展性。功能架構(gòu)包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯聚及遠程監(jiān)測中心。圖1為地下水污染地理范圍測量監(jiān)測總體框架。從圖1中可以看出，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)匯聚分別設定排污口，亦或是監(jiān)測目標的水域現(xiàn)場，功能為采集、處理以及上傳水污染相關(guān)信息數(shù)據(jù)。遠程監(jiān)測中心安排在環(huán)境保護監(jiān)管部門，通過無線的方式對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行讀取，針對污染狀況進行遠程監(jiān)測。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際狀況靈活安排，基于需求可將其設定在排污管道出水口正對著水面，或者其他方便地下水污染地理范圍測量監(jiān)測的位置。與此同時，數(shù)據(jù)采集模塊中集成了GPS，能夠?qū)ψ陨碜鴺宋恢眠M行實時性監(jiān)測。地下水污染地理范圍測量數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)匯聚兩個模塊構(gòu)成了一個星型網(wǎng)絡的Zigbee網(wǎng)絡。其中，數(shù)據(jù)采集模塊將節(jié)點定位數(shù)據(jù)和傳感器采集的各項地下水污染相關(guān)數(shù)據(jù)利用無線傳感網(wǎng)絡自動實時地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)匯聚模塊。數(shù)據(jù)匯聚模塊將所得的監(jiān)測數(shù)據(jù)和采集節(jié)點坐標定位數(shù)據(jù)等處理打包之后，利用GPRS或者4G網(wǎng)絡發(fā)送到監(jiān)測中心。

2功能模塊與測量監(jiān)測流程及污染治理對策

2．1地下水污染地理范圍測量監(jiān)測功能模塊。2．1．1功能模塊架構(gòu)。地下水污染地理范圍測量監(jiān)測系統(tǒng)通過GIS和GPS技術(shù)以及預警模型能夠高效解決地下水污染地理范圍測量監(jiān)測預警問題。其中GIS是信息的一個表達和顯示平臺，不僅可以滿足研究區(qū)域水污染地理范圍測量監(jiān)測預警對空間信息的需求，還可以很好地對變化趨勢進行預測，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量監(jiān)測功能模塊。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，將測量監(jiān)測地理范圍自然地理情況和工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面的基礎信息通過各種形式保存在計算機中。地下水污染情況在線測量監(jiān)測:依據(jù)項目的具體需求，地下水污染情況在線測量監(jiān)測模塊內(nèi)容如圖3所示。該模塊中，污染源排放情況監(jiān)測、監(jiān)測井和地下水基本概況以及相關(guān)法律法規(guī)等單元是一級功能，而實時在線監(jiān)測等十余個功能為二級功能。該模塊的核心是污染源排放與控制點污染情況監(jiān)測。圖3在線測量監(jiān)測架構(gòu)2．1．3地下水污染在線測量監(jiān)測預警。依據(jù)項目實際需求和關(guān)鍵技術(shù)，地下水污染在線測量監(jiān)測預警模塊功能架構(gòu)如圖4所示。該模塊主要功能為模型調(diào)用、計算和結(jié)果數(shù)據(jù)等。該模塊中，預警圖和動畫制作和預警區(qū)域判斷以及模型驗證率等幾個單元為一級功能單元，而水質(zhì)模型信息等十余個單元為二級功能單元。該模塊的核心是預警區(qū)域判斷。2．1．4數(shù)據(jù)庫和管理模塊。該部分主要責任為數(shù)據(jù)存儲和權(quán)限管控與各種類型信息數(shù)據(jù)的維護，其中包含實時測量監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入、權(quán)限管控、事故信息與事故處理記錄詳細數(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量監(jiān)測流程。綜合上述地下水污染地理范圍測量監(jiān)測系統(tǒng)各功能模塊大致了解了測繪技術(shù)在水污染范圍測量中的應用。將測量監(jiān)測整個過程歸納為如下內(nèi)容:利用由GPS、GIS和相關(guān)傳感器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模塊通過科學分布式布局等方式精準設置測量監(jiān)測點坐標，對研究地區(qū)的地下水污染地理數(shù)據(jù)進行大范圍和連續(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)測數(shù)據(jù)和采集節(jié)點坐標定位數(shù)據(jù)等處理打包之后，利用GPRS或者4G網(wǎng)絡發(fā)送到監(jiān)測中心，實現(xiàn)地下水污染地理范圍測量與事故預警。2．3地下水污染治理對策。地下水污染在治理方面與地表水相比會顯得復雜一些，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力控制實現(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行相應處理［8］。(2)由于污染區(qū)域范圍水文地質(zhì)環(huán)境以及地球化學性均會對地下水污染治理產(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通常還包含土壤等方面的修復。其中地下水與土壤是一種互為作用的關(guān)系，假設只是對受到污染的水進行了治理，而不對土壤進行治理，因雨水淋濾，亦或是地下水產(chǎn)生波動，污染物質(zhì)會二次進到地下水中，導致交叉性污染，致使之前的地下水治理白白費力［9－10］。(4)地下水污染治理時，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給，防止治理工作量越來越大的情況。

3實驗結(jié)果與分析

為了驗證所建系統(tǒng)的可靠性，搭建實驗平臺實現(xiàn)該系統(tǒng)。系統(tǒng)運行之后，能夠獲取地下水污染地理范圍監(jiān)測模擬效果見圖5。在運行中能夠隨時查看中間狀態(tài)，還能夠輸入任何時間查看當時狀況，頁面具備放大和縮小等工具，能夠詳細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)為例進行污染范圍測量驗證。根據(jù)研究區(qū)域地形圖，采用提出測量方法對地下水污染范圍進行測量，測量結(jié)果如圖6所示。對比分析圖6可知，所提方法的測量結(jié)果與實際地下水污染范圍十分吻合，說明采用所提方法能夠準確測量地下水的污染范圍，并獲得準確的可視化模擬結(jié)果。

4結(jié)語

在社會經(jīng)濟日益發(fā)展的環(huán)境下，國內(nèi)水污染情況已經(jīng)異常嚴峻，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。提出將測繪技術(shù)應用在地下水污染地理范圍測量中，以更好地為水環(huán)境保護提供支撐。過程中，利用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)聚集和監(jiān)測中心幾個模塊構(gòu)成地下水污染地理范圍測量監(jiān)測系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的實時采集與顯示為污染監(jiān)測預警提供依據(jù)。通過實驗對系統(tǒng)可視化效果進行了測試。

作者:唐濤 單位:四川省建筑科學研究院有限公司