张瑞鹏

（山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队，山东 济南 250014）

随着科学技术的发展，研究人员发现对地下水的影响不仅是在人类利用方面，地壳运动、土壤条件等因素都会直接影响地下水的状态。为了促进水文地质的发展，需要不断创新技术，构建高效、准确的地下水勘探技术，以确保地下水的合理利用 。

1 GIS技术概述

1.1 概念

GIS技术是利用专业软件和计算机硬件，获取空间地理信息，编辑并存储数据，供需要时随时调取查询，支持计算和管理所存储信息，还可通过制图处理显示信息，并可分析和应用相关数据，为地质水文工作提供支持。1960年左右，GIS概念便已经出现，在该时期，GIS通常被应用于管理自然资源，或规划特定领域。当前技术水平下，GIS得以多维度发展，且进展迅速。GIS技术被应用于城市规划、土木工程、地理测绘等，国土资源管理也会应用GIS的测绘遥感技术。

1.2 发展现状

水文地质研究受多维度因素影响，地球运动影响水文地质，地质地貌对其有干预作用，土壤状态、地表植物覆盖都是客观影响因素，此外，人类活动也对水文地质研究产生影响作用，以上因素皆为实际影响因素。想要发展水文地质研究，创新相关技术，要求便捷高效、实用性强的技术支持，在既往研究中，研究者进行多方向尝试寻求技术创新，数学建模和计算机技术皆包含在内。技术发展以后，水文地质研究开始应用GIS技术，水文地质研究者者利用GIS的技术集成优势，收集、处理、存储、分析地理信息数据，并支持信息传输共享等管理操作，在水文地质领域，GIS技术得到发展和创新，应用水平增强，并反作用于水文地质研究，为相关研究提供更优质的技术支持[1]。

2 GIS技术在水文地质领域中的应用现状

目前，我国对于地下水资源的管理已经逐渐成熟，主要将GIS 技术应用于地下水资源的管理，加强地下水资源的利用率。一方面将地下水的模型和 GIS 的信息技术相结合，以保障整个管理工作的合理有效；另一方面是通过 GIS技术建立完善的信息系统和地下水管理系统，为整个地下水资源的管控提供保障。水文地质工作中较为主要的内容是地下水位图的绘制，地下水位图绘制的准确度将直接关乎后续工作的进展。目前，GIS技术在地下水位线绘制工作中，主要运用TIN模型来直观体现整个地下水位线 。TIN模型也并非静态的，而是随着水位变化而随时变化的，具备一定的实时性，可以为长期监测地下水提供良好的保障。同时，GIS技术还可以为地下水位监测数据点的测量提供帮助，采用 GRD建模方式，可以让地下水位的监测效率和质量得到显著提高。通过 GIS 技术和水文地质的结合，研制出了基于 GIS技术的地面沉降预测系统，该系统主要是采用MapbasicD工具在 Arc 平台进行开发。该种预测系统可以有效地为地下水波动可能出现的地面沉降问题做出预测，并将地面与水面之间的状态直观体现在系统中，呈现出具体化管理优势。地下水水质的评估较为麻烦，在评估前需要收集大量的信息，以保障评估数据的准确性。GIS技术善于对信息进行处理，在地下水水质的评估工作中起到较大作用。设计人员在给出设计图纸后，建立一个评价模式，并由GIS技术对地下水水质进行综合评价，由于GIS技术完全是通过计算机等智能设备完成，因此评测结果往往具备较高的客观性和精准性。地下水资源不同于一般的水资源，其循环能力较差，因此加强地下水的保护成为当前我国的资源保护工作中的重要一环。GIS技术可以有效地区分各个区域的地下水，着重关注污染物较多的地下水资源，并且建立一个共享监测网，对地下水资源的进行 24h 掌控是当前地下水资源的重要保护方式[2]。

3 GIS技术在水文地质领域中的具体应用

3.1 水灾预防

GIS在水灾预防方面体现了其应用价值，防洪救灾使用灾难管理系统，该系统可存储过往水灾信息样本，基于样本分析，总结过往经验和水文地质发展趋势，预测未来洪灾。灾难管理系统协调整合时间、空间信息，使二者保持一致，同步应用决策系统，使系统信息更加精准。数据可靠性对水灾预防而言至关重要，但当前信息精准程度有待提升。增强GIS应用性，提升其水灾预防水平，对防洪抗灾意义重大，可降低水灾造成的经济损失，减少水灾伤亡。GIS技术优化以后，精准的数据信息有助于分析水土现状，针对性调节水土流失问题，预测未来水灾，提前加以防范。GIS技术在当前应用中预测准确性尚不完善，利用GIS技术确定水灾发生概率较高后，评价所预测水灾的严重性，明确水灾等级和影响范围，有利于制定更详细和实用性的防灾抗灾计划。对于已发生的水灾，通过灾难管理系统有效控制灾情，结合可视化建模还原灾情发生过程以及当前灾情局势，通过技术仿真辅助研究工作，寻求最优应对策略，体现GIS技术对水灾防控的积极影响。

3.2 基于 GIS 技术的地下水资源评价

由于 GIS 技术是基于计算机技术开发的管理系统，具备较强的空间分析能力，而对于空间环境复杂的地下水勘查工作，往往能够提供效率与质量的双重保障。由于 GIS技术的空间信息处理能力较好，在水资源评价方面提供了一定的帮助，GIS 技术在进行地下水资源评价工作时，通常会结合统计学等方法，对地下水资源进行分析，得到埋深的统计模型，并对地下水空间状态进行预报。

3.3 基于 GIS 技术的地下水资源管理

地下水资源的管理较为麻烦，往往会存在农户私通水井的问题，而传统的监测模式往往不能良好地保障地下水资源的管理工作。不同于传统监管模式，GIS 技术系统是基于计算技术开发的新型管理技术。在进行地下水资源管理的过程中，可以有效分析地下水空间，并与地理信息系统相互衔接，更好地规划地下水资源的应用，不但可以保障工作效率和质量，还可以让地下水与地表水之间的调度得到良好保障。

3.4 基于 GIS 技术的地面沉降

地下水资源使用的不科学往往会出现地面沉降等问题，这不但会导致地下水资源受到污染，同时也会破坏地面经济，因此必须加强对地面沉降的预测工作。GIS技术经过长期发展，主要利用MapbasicD工具开发出相应的地面沉降预测系统，该套系统可以直观地观察到地面沉降问题的诱因，并构建出完善的预测系统，保障整个地下水资源和地面沉降在人们掌控的范围内。不仅如此，科研人员还将GIS技术与地面沉降预测技术进行融合，让整个地面沉降预测趋向明朗化，保障地面沉降问题的科学检测。同时GIS系统也在不断地更新地面沉降预测系统，以提高地面沉降预测的精准度，并且将地面沉降的原因直接展现出来，呈现出具象化管理模式。

3.5 地下水水质评价及污染物分析

由于地下水资源的自我再生能力较差，导致地下水资源一旦被污染，很难自我调节。但是人为地调节地下水污染物也会导致地下水资源受到其余问题的干扰，因此加强地下水污染物的分析和监控就成了地下水管理工作中的重要内容。目前，GIS技术拥有良好的信息储存技术和信息分析技术，因此在进行地下水水质评测时，可以在较短时间内完成评测，并提供准确的检测结果。同时，GIS技术也可以针对地下水水质构建专门的评价模型，保障地下水水质评测工作的准确度。同时，GIS技术还可以有效地检测地下水中富含的矿物质和矿物质含量，对水中含有的重金属也能及时给予风险评估，并结合GIS技术的数据管理能力和数据分析功能，将各个地区的地下水水质进行对比，进而精确地掌握每一处地下水质量的状况。另外，GIS技术开发出岩溶地下水的环境测评系统，以目前的地下水监测系统为基础，为岩溶地下建立专门的地下水模型，进而完成岩溶地下水水质的测量，为我国地下水的管理与运用提供了良好的保障。

3.6 GIS 技术与水文地质调查

水文地质工作包括水文地质测绘、物探、钻探以及其他内容，而GIS技术的高效率可以满足大量工作内容的需求，并保障地下水调查工作的顺利进行。为了充分发挥GIS技术在岩浆水文地质工作中的作用，工作人员必须对数据进行仔细比对，保证GIS技术在岩浆水文地质工作中的良好应用。同时，GIS技术还可以对野外调查的数据进行及时分析，如实记录分析过程，从而保证整个系统运行过程的准确性和客观性。在目前实际的水文地质调查工作中，GIS技术显示了其强大的空间数据处理能力，为整个水文地质工作提供了很好的保障，而且还可以探索三维地表径流和矿区总体直径及流量的关系。对于较复杂的地形区域，能够高效、准确地完成水文地质勘探工作。

3.7 基于 GIS 技术的地下水保护

GIS 系统在地下水水质探测方面比较完善，地下水保护工作是我国水资源利用的重要任务之一 。GIS 技术在地下水资源保护中发挥着重要作用，其不仅可以有效地监测地下水流量，而且可以检测地下水资源的污染程度。在水文地质工作中，GIS 技术建立了较为完善的监测网络，覆盖了全国大部分地区。

4 结语

在地理信息系统中，水文地质领域的工作尤为重要，既能促进国家的发展，又能保护生态环境。随着信息技术和科学研究技术的发展，GIS技术逐渐成熟并应用于各个行业。GIS技术也为地下水的勘查提供了很好的帮助，其在水文地质领域显示出了许多优势，并已经应用到水文地质工作的各个环节。为了使GIS技术得到最大的发展，为人们提供高效、准确的勘探技术，需要相关科研人员加强对 GIS技术的创新和研究，以确保我国GIS技术可以更好地与水文地质工作整合，让GIS技术在水文地质工作的领域发挥更大的作用，以促进我国地下水资源的经济发展和治理效果。