gis在环境污染扩散中的应用

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1、GIS在环境污染监控中的应用摘要：近年来，我国频繁发牛环境污染事件，造成的损失和危害也因此越来越严重。地理信息系统（GIS）技术在进行污染监控、应急处理中的作用也日益显著。本文以问答的形式，以假设嘉陵江某河段遭受重金属污染为例，利用GIS建立环境监测模型，实现污染物的动态监测，为污染应急监测提供新的技术方法。关键词:GIS、污染物扩散、污染监控、应急处理环境是人类赖以生存和发展的基本条件，环境污染问题己经成为威胁人类生存的严重问题。随着工农业生产节奏的加快与生产活动的日益频繁，环境污染事件的发生次数大大增加，特别是近年来连续发生的水环境污染事件一一南京江

2、宁百家湖污染、云南南盘江鎔污染、广西龙江镉污染事件等，更是给整个社会敲响警钟。日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。GIS作为当前高科技发展的产物，集图形、图像与展性数据管理、处理、分析、输入、输出等功能为一体。环境监测离不开环境信息的采集和处理，而环境信息85%以上与空间位置有关，因此地理信息系统就成为环境监测的有效工具。GIS用于水资源环境监测，主要是对水质监测数据和空间数据进行科学有效的组织和管理，能够让管理人员方便地对各种空间信息进行查询、修改和编辑等；通过GIS强大的空间分析和图标分析功

3、能，实现对空问和检测数据的分析和专题图的制作，进而为污染治理方案的制订提供有效的信息支持。比如Adamus和Bergman采用GIS与筛选函数，分析水域内无点污染源的载荷分布；Richard和Host应用GIS与相关函数，分析河流生物与上游土地应用及河流形状的关系；屮国环境科学院郑丙辉等应用GIS,定量分析昆明市松华坝水库的流域面源污染。1、预设问题现假设在嘉陵江某段河流发生重金属污染事件，污染物正向下游进行扩散，并对下游地区的生活用水的供给造成威胁。传统的监控主耍采取沿线布设监测点的方法，通过对河流水质检验分析污染物浓度来确定污染物是否已对该地域水体造

4、成污染。那么该如何通过利用GIS的功能特点去进行污染物扩散的监控？2、具体解决方案地理信息系统具有强大的空间分析和数据处理功能，充分利用GIS的功能模块，结合选定的环境监测模型可以对多源环境信息进行处理，从中发现环境演变的动态规律，从而实现对环境的动态监测，并将环境的变化情况、规律制成图片直观地表达岀來。基于GIS技术的水环境数值模拟，其核心就是在地理信息系统平台上，运用科学计算可视化技术，实现水质数值模拟结果的可视化显示。本文以电子地图为基础，进行水质趋势分析和水质模型运算，将结果在电子地图上的模拟显示，基本思路如图1:污染物GIS模拟和可视化表达思路

5、（1）采集数据，包括屈性数据和空间数据；（2）建立空间数据库；（3）构建或选取水质数学模型；（4）利用边界条件进行数学模型求解；（5）利用计算机图形图像处理技术，进行科学计算可视化和动态模拟；（6）验证。如果符合物理模型或原形观测，则采用之；否则，需进行参数修正。若经多次参数修正仍不符合实际，则重新构建或选取数学模型。人类对水环境污染问题一肓十分重视，水质数学模型的研究取得了相当多的成果。在实际工作中可以根据系统状况选取数学模型。在为解决一个具体问题而选择模型时应注意以下两点：（1）模型的适用性。一方面模型要包容污染现场的水文地质条件；另一方面模型中要考

6、虑到特定研究的污染物在迁移扩散过程中的主要影响因子。（2）模型和模拟程序的复杂程度既要与污染现场条件的复杂性相兀配，也应和可获得的参数的充分性相匹配。本文充分考虑污染物在x,Y,z三个方向的运移情况以及环境介质屮由于物理、化学生物作用等引起污染物的增减因素，给岀环境中污染物迁移、转化的基本方程（公式①）dedt鲁（“0一叙0一哉0+令比河流水污染类型是属于有边界的连续点源排放，且污染源为边界排放。这样,通过假设对应的虚源来模拟边界的反射作用，则有下面解算公式（公式②）。C°'刃={exp（_7F_）+£exp[_*囂_〉）]+uxh^7iEyx!ux4E

7、〉/心4Eyxfexp[-芈尹厶}现（-竺）……②h=i4E,ux基于CIS的水污染数学模型可视化模拟，用GIS技术和上述水质数学模型,构建污染物的扩散模拟图。然后从模拟图进行污染物扩散浓度的动态监测，根据扩散情况制定合适的应对措施，进行应急处理以遏制污染物的扩散并釆取行动降低污染物的浓度以减轻危害。3、结论将污染物水扩散数学模型在GIS上进行模拟，是将事故分析的数学计算模型和环境监测相结合的有效方法，将扩散模型计算结果和GIS相对照，不但能验证数学模型的准确性，而且计算扩散影响的有效范围，查询被污染区域的人口，植被等众多信息，有助于制定环境决策，为应急

8、监测、事后估提供科学依据。结束语GIS所提供的强大的空间数据的管理、分析能力，以