GIS技術在水環境管理及環境影響評價領域的運用

陳 勇

（揚中市環境監測站，江蘇 鎮江 212200）

GIS技術具有獨特的優勢，因此在各行各業廣泛應用，在水環境管理和環境影響評價領域，GIS技術發揮著重要的作用，有利于解決存在的水環境問題，科學地評價環境影響，提供可靠性數據，有效地保護生態環境。早在20世紀這一技術就已經被應用到了農業領域，由于GIS技術具備較強的信息處理能力，利用計算機采集和存儲數據庫，并且將地理圖形和屬性等準確輸出，可以根據需求向用戶發送數據，為分析和決策工作提供便利。經過幾十年的不斷發展，不論是信息還是功能上，GIS技術都發生巨大改變。

1 GIS技術概述

1.1 GIS內容

GIS也就是地理信息系統，是在計算機技術的支持下，針對地球空間信息進行采集、管理、存儲、計算。在實際應用過程中，GIS技術具備強大的綜合性特點，會涉及到地圖學、計算機以及地理學等多方面的專業知識，應用范圍非常廣泛。通過科學使用GIS系統，能夠對空間信息數據進行可靠地收集和分析，能夠將地圖視覺化效果、數據管理以及地理分析等多種功能進行有機結合，從而為人們提供更加全方位的地理信息服務。

1.2 GIS技術優勢

1.2.1 改善工作質量

在實際應用過程中，GIS技術是地理信息科學的重要組成部分，其主要功能是對空間信息進行存儲采集和處理，以往針對水環境進行管理時，人們使用的傳統識別方式以及影響評價方式，都很難精準迅速地描述水環境的實際特點。現如今，由于GIS系統具備強大的功能和特點，能夠有效提升環境影響評價的實際工作質量。

1.2.2 共享數據資源

GIS系統還是一種非常關鍵的空間信息系統，在面對海量的地理信息時，能夠迅速地對地理信息進行分析，還可以對同一空間內的坐標進行參照，也正是由于GIS技術的這一功能，能夠有效規避數據轉換過程中出現的誤差，在同一空間坐標內進行分析，可以幫助不同部門的工作人員共享數據，從而做出準確的工作決策。

1.2.3 提高工作效率

在環境影響評價中使用GIS技術，其具備的強大優勢與傳統的評價方式相比，使用GIS系統能夠更加直觀立體地展現地圖，由于以往大部分的工作都是使用文字和數據表達進行分析，而使用GIS系統就能夠更加直觀地看到數據變化和地圖視覺，這樣就能夠進一步提高環境影響評價工作效率，不僅能夠提高工作質量，還能夠進一步縮短評價流程。

2 GIS技術在水環境管理中的應用

2.1 水環境數據管理

通常針對水環境信息管理，也就是針對海量的數據信息進行管理，區域水環境信息主要呈現出的特點就是空間以及層次性特點，使用GIS技術能夠更加清晰地展示出區域內水環境的實際特點，及時了解該地區水環境信息變化的發展趨勢。此外，GIS技術還可以清晰地顯示出具有代表性的環境信息，從而進行精準判斷，例如某一區域內的排污口空間分布狀況、污染源空間分布狀況等。因此，在水環境管理過程中使用GIS技術能夠形成特定的水環境GIS系統，這樣就能夠充分發揮GIS系統數據庫的功能。舉例來說，針對水環境進行管理時，可以將其中相關的地理信息數據全部輸入到系統內，結合地理信息系統的添加功能、刪除功能、檢索功能、查詢功能等[1]，為相關工作人員的日常管理提供極大的便利。在GIS系統的幫助下，管理人員就能夠更加直接地進行相關操作，在相應界面內針對某一個區域的水環境信息進行快速查詢，從而提高工作效率。

2.2 水污染控制規劃

目前我們針對水環境進行管理時，其重點還是放在污染源的控制方面。隨著國民經濟水平的不斷增長，人們的生活質量也得到了極大的改變，同時水環境所面臨的污染問題也越來越嚴峻，針對區域內的水環境污染問題進行有效控制，已經成為水資源管理中的關鍵環節，同時也是水資源管理的重要目標。在制定水污染控制方案時，首先需要對各個區域內的水資源進行專業化地設計，使用GIS技術就能夠準確劃分該區域內水污染源的實際特點，結合污染源的種類和特點，利用可視化的方式為相關部門展示水環境的污染現狀，這樣就能夠進一步控制污染的范圍。使用GIS系統需要進一步明確需要控制的水環境區域，將其作為對象建立水污染控制數據庫以及模型，通過建立完善的數據庫和管理系統，能夠為用戶提供工作中所需要的圖紙和數據模型，這樣就能夠對區域內的水污染狀況有效管控。目前，水環境控制過程中，GIS技術應用成就最為顯著的就是美國，而且相關科學家已經建立了完善的水資源污染管控系統，能夠精準地計算出多條河流的污染數值，這樣就能夠為水資源管理以及污染控制工作提供可靠的數據支持，促使水環境污染控制工作向著智能化、信息化的方向不斷發展。

2.3 水文資源空間管理

針對水資源進行空間管理時，同樣也可以融入GIS技術，使用GIS技術能夠為水資源建立專門的空間數據庫，在數據庫中具備海量的數據信息，能夠為水環境決策提供可靠保障，進行水文決策時，就不僅僅依靠主觀經驗，能夠獲得更加精準的數據支持。針對水文資源進行空間管理時，還應該結合水資源的具體特點，確定具體的數據庫形式，確保有效提高水資源空間管理質量，從而提高水資源空間變化以及分布狀況的預測水平。針對水資源進行空間管理時，也能夠充分利用決策管理系統，從根本上提高管理水平。現如今，我國已經具備了比較完善的決策支持系統，在實際應用過程中需要充分利用GIS技術。但是在實際開發過程中，由于得不到充足的資金支持，很難保證系統的功能充分發揮出來，所以政府部門也應該加大支持力度，通過人才支持和資金支持的方式，確保水資源決策支持系統得到充分地利用。此外，相關企業也應該進一步加大優秀人才的培訓力度，確保能夠更好地完成決策管理系統的開發工作。

2.4 水環境模擬

針對水資源進行管理時，還可以使用GIS技術對水環境進行模擬，模擬時需要充分利用空間坐標和非空間進行有機結合，才能夠準確顯示水環境的具體狀況。利用GIS系統的數據庫功能，能夠更加便捷地顯示不同區域的具體特征以及參數，完成數據處理工作以后，就能夠更加直觀立體地顯示出流域的特點。進行水下模擬時，首先需要進行有限元分析，然后再將各項信息數據輸入到模型中，最后根據輸入結果顯示地下水的實際特點，由于GIS系統具備網絡分析的作用，在流域匯流階段，還能夠準確地表示出該地區流徑和降水狀況，再結合水文模擬程序就能夠確定出流域的排水狀況，為水污染排放和廢水控制工作提供便利。

2.5 防洪預警和洪區治理

由于GIS系統具備強大的數據采集和處理能力，將遙感技術和GIS技術進行有機結合，就能夠制定洪水分布圖像，從而為洪水預防工作提供可靠的依據。利用GIS系統建立水利模型，能夠準確預算出洪水的分布趨勢以及擴散范圍，以此為依據，可以幫助相關工作人員制定切實有效的防范措施。舉例來說，使用GIS技術對河流地貌和水文條件進行有效地分析，再使用HMS模型提取到河流的相關信息，將其輸入到文件中，結合河流的具體位置，利用高程計算系統，準確計算出洪水的覆蓋面積，能夠為相關部門制定洪水防范措施提供有效的幫助，確保洪水治理措施更具科學性，降低洪水引發的不良影響。

3 GIS技術在環境影響評價中的應用

3.1 環境影響評價制圖

進行環境影響評價報告中的圖件，主要包括環境要素監測分布圖、地理位置圖等，目前報告書主要利用計算機軟件來完成制圖，但是由于不具備準確的地理信息數據，很有可能會影響到圖件比例的精準度，同時由于不具備準確的信息參數也會導致圖件缺乏空間分析功能。進行環境影響評價時，需要對空間關系和分步進行精準地分析，而在這些過程中使用傳統的制圖方式很難滿足這一工作的實際需求。現如今，GIS技術已經廣泛應用到各行各業，各個部門也加大了GIS技術的重視力度，通過不斷地累積地理信息數據，在大型工程項目建設過程中也可以利用數據庫完成工程項目的決策。進行環境影響評價時，也可以充分發揮GIS技術的應用優勢，確保制圖的準確性，在制圖過程中使用GIS技術，能夠進一步豐富圖鑒中的地理信息數據，還可以明確各種不同要素的關系，從而進行空間信息數據的查詢，建立科學有效的環境影響評價報告[2]。

3.2 項目環境影響評價

針對具體的工程項目進行環境影響評價時，GIS技術的應用優勢主要體現在以下幾個方面：首先，使用GIS技術能夠創建工程項目的信息數據，結合該工程項目的具體施工標準建立相關的數據模型，能夠針對施工過程中出現的各種污染物種類治理，技術治理流程等信息數據，進行有效采集存儲和管理。其次，使用GIS技術能夠結合該工程項目建設的具體狀況，建立經濟信息數據庫，然后收集與該工程項目相關聯的自然環境信息和經濟信息。其中，自然環境信息主要包含施工現場附近的地質條件、水文條件、土地利用狀況、動植物規劃等；社會經濟信息主要包含該工程項目所在地的人口信息、衛生信息、居住條件信息、行業結構信息、經濟發展水平信息等。最后，使用GIS技術還可以建立環境標準數據庫，將該工程項目的水資源信息、空氣資源信息、生物資源信息以及土壤信息等全部融入到數據庫中。同時也需要注意，該工程項目正式開始施工之前，一定要綜合各個方面的因素進行全面考慮，結合工程項目建設的規模、建設性質以及有可能的影響因素，最大限度降低施工對周圍環境產生的負面影響，確保能夠達到國家相關標準的要求。

3.3 區域環境影響評價

為了能夠保證環境影響評價工作的順利開展，就必須加大對地理信息的關注度，從多個角度對各項地理信息進行全面地總結，使用GIS系統能夠對當地的水環境、氣候等信息進行歸納總結、綜合分析，為環境影響評價工作打下良好的基礎[3]。針對地區性環境進行評價時，GIS技術也有其獨特的優勢：使用GIS系統能夠跨區域對該地區的各項信息進行收集，通過收集到的相關信息來分析出該地區的環境總體狀況；使用GIS系統再配合更加先進的技術手段，能夠對該地區的環境進行有效模擬，從而使人們更加直觀感受到環境影響評價的意義。利用GIS技術不僅能夠有效提高環境，影響評價的工作效率，還能夠從根本上提高環境保護工作質量[4]。

3.4 累積環境影響評價

由于一部分項目從開始建設到完成需要較長的時間，而隨著時間的不斷推移，環境影響評價結果也會出現一定的改變，累積環境影響評價就是根據當下的環境狀況以及對未來的環境進行預測，從而進行環境分析。以往開展環境影響評價時，并不能夠準確地預算出工程項目對周圍環境產生的影響，而隨著工程建設的逐步推進，實際施工過程過長也會導致評價結果出現較大的誤差。而使用GIS技術就能夠有效解決這一難題，GIS系統本身就能夠對不同環境影響進行疊加計算，這樣就能夠分析出當前的環境狀況。此外，還能夠對未來長期環境變化作出預測，從而完成環境影響評價的目標[5]。使用GIS系統還能夠對長時間的累積環境狀況進行解析，進一步評估當地的整體環境狀況，推測出人類活動有可能對周圍環境產生的破壞，從而制定切實有效的改善方案，從根本上提高環境質量。

4 結語

目前我國科學技術水平得到了極大地提升，GIS技術也越來越完善，將其應用到水資源管理和環境影響評價中，不僅能夠有效提高水資源監測水平，能夠起到防震減災的作用，還能夠根本上提高環境影響評價的效率，為環境保護工作提供可靠的技術支持。所以，需要進一步加大GIS技術的研究力度，在水環境管理中逐步推廣GIS技術的應用，促使我國水資源得到更好地開發和利用。