GIS技术在水环境管理及环境影响评价领域的运用

陈 勇

（扬中市环境监测站，江苏 镇江 212200）

GIS技术具有独特的优势，因此在各行各业广泛应用，在水环境管理和环境影响评价领域，GIS技术发挥着重要的作用，有利于解决存在的水环境问题，科学地评价环境影响，提供可靠性数据，有效地保护生态环境。早在20世纪这一技术就已经被应用到了农业领域，由于GIS技术具备较强的信息处理能力，利用计算机采集和存储数据库，并且将地理图形和属性等准确输出，可以根据需求向用户发送数据，为分析和决策工作提供便利。经过几十年的不断发展，不论是信息还是功能上，GIS技术都发生巨大改变。

1 GIS技术概述

1.1 GIS内容

GIS也就是地理信息系统，是在计算机技术的支持下，针对地球空间信息进行采集、管理、存储、计算。在实际应用过程中，GIS技术具备强大的综合性特点，会涉及到地图学、计算机以及地理学等多方面的专业知识，应用范围非常广泛。通过科学使用GIS系统，能够对空间信息数据进行可靠地收集和分析，能够将地图视觉化效果、数据管理以及地理分析等多种功能进行有机结合，从而为人们提供更加全方位的地理信息服务。

1.2 GIS技术优势

1.2.1 改善工作质量

在实际应用过程中，GIS技术是地理信息科学的重要组成部分，其主要功能是对空间信息进行存储采集和处理，以往针对水环境进行管理时，人们使用的传统识别方式以及影响评价方式，都很难精准迅速地描述水环境的实际特点。现如今，由于GIS系统具备强大的功能和特点，能够有效提升环境影响评价的实际工作质量。

1.2.2 共享数据资源

GIS系统还是一种非常关键的空间信息系统，在面对海量的地理信息时，能够迅速地对地理信息进行分析，还可以对同一空间内的坐标进行参照，也正是由于GIS技术的这一功能，能够有效规避数据转换过程中出现的误差，在同一空间坐标内进行分析，可以帮助不同部门的工作人员共享数据，从而做出准确的工作决策。

1.2.3 提高工作效率

在环境影响评价中使用GIS技术，其具备的强大优势与传统的评价方式相比，使用GIS系统能够更加直观立体地展现地图，由于以往大部分的工作都是使用文字和数据表达进行分析，而使用GIS系统就能够更加直观地看到数据变化和地图视觉，这样就能够进一步提高环境影响评价工作效率，不仅能够提高工作质量，还能够进一步缩短评价流程。

2 GIS技术在水环境管理中的应用

2.1 水环境数据管理

通常针对水环境信息管理，也就是针对海量的数据信息进行管理，区域水环境信息主要呈现出的特点就是空间以及层次性特点，使用GIS技术能够更加清晰地展示出区域内水环境的实际特点，及时了解该地区水环境信息变化的发展趋势。此外，GIS技术还可以清晰地显示出具有代表性的环境信息，从而进行精准判断，例如某一区域内的排污口空间分布状况、污染源空间分布状况等。因此，在水环境管理过程中使用GIS技术能够形成特定的水环境GIS系统，这样就能够充分发挥GIS系统数据库的功能。举例来说，针对水环境进行管理时，可以将其中相关的地理信息数据全部输入到系统内，结合地理信息系统的添加功能、删除功能、检索功能、查询功能等[1]，为相关工作人员的日常管理提供极大的便利。在GIS系统的帮助下，管理人员就能够更加直接地进行相关操作，在相应界面内针对某一个区域的水环境信息进行快速查询，从而提高工作效率。

2.2 水污染控制规划

目前我们针对水环境进行管理时，其重点还是放在污染源的控制方面。随着国民经济水平的不断增长，人们的生活质量也得到了极大的改变，同时水环境所面临的污染问题也越来越严峻，针对区域内的水环境污染问题进行有效控制，已经成为水资源管理中的关键环节，同时也是水资源管理的重要目标。在制定水污染控制方案时，首先需要对各个区域内的水资源进行专业化地设计，使用GIS技术就能够准确划分该区域内水污染源的实际特点，结合污染源的种类和特点，利用可视化的方式为相关部门展示水环境的污染现状，这样就能够进一步控制污染的范围。使用GIS系统需要进一步明确需要控制的水环境区域，将其作为对象建立水污染控制数据库以及模型，通过建立完善的数据库和管理系统，能够为用户提供工作中所需要的图纸和数据模型，这样就能够对区域内的水污染状况有效管控。目前，水环境控制过程中，GIS技术应用成就最为显著的就是美国，而且相关科学家已经建立了完善的水资源污染管控系统，能够精准地计算出多条河流的污染数值，这样就能够为水资源管理以及污染控制工作提供可靠的数据支持，促使水环境污染控制工作向着智能化、信息化的方向不断发展。

2.3 水文资源空间管理

针对水资源进行空间管理时，同样也可以融入GIS技术，使用GIS技术能够为水资源建立专门的空间数据库，在数据库中具备海量的数据信息，能够为水环境决策提供可靠保障，进行水文决策时，就不仅仅依靠主观经验，能够获得更加精准的数据支持。针对水文资源进行空间管理时，还应该结合水资源的具体特点，确定具体的数据库形式，确保有效提高水资源空间管理质量，从而提高水资源空间变化以及分布状况的预测水平。针对水资源进行空间管理时，也能够充分利用决策管理系统，从根本上提高管理水平。现如今，我国已经具备了比较完善的决策支持系统，在实际应用过程中需要充分利用GIS技术。但是在实际开发过程中，由于得不到充足的资金支持，很难保证系统的功能充分发挥出来，所以政府部门也应该加大支持力度，通过人才支持和资金支持的方式，确保水资源决策支持系统得到充分地利用。此外，相关企业也应该进一步加大优秀人才的培训力度，确保能够更好地完成决策管理系统的开发工作。

2.4 水环境模拟

针对水资源进行管理时，还可以使用GIS技术对水环境进行模拟，模拟时需要充分利用空间坐标和非空间进行有机结合，才能够准确显示水环境的具体状况。利用GIS系统的数据库功能，能够更加便捷地显示不同区域的具体特征以及参数，完成数据处理工作以后，就能够更加直观立体地显示出流域的特点。进行水下模拟时，首先需要进行有限元分析，然后再将各项信息数据输入到模型中，最后根据输入结果显示地下水的实际特点，由于GIS系统具备网络分析的作用，在流域汇流阶段，还能够准确地表示出该地区流径和降水状况，再结合水文模拟程序就能够确定出流域的排水状况，为水污染排放和废水控制工作提供便利。

2.5 防洪预警和洪区治理

由于GIS系统具备强大的数据采集和处理能力，将遥感技术和GIS技术进行有机结合，就能够制定洪水分布图像，从而为洪水预防工作提供可靠的依据。利用GIS系统建立水利模型，能够准确预算出洪水的分布趋势以及扩散范围，以此为依据，可以帮助相关工作人员制定切实有效的防范措施。举例来说，使用GIS技术对河流地貌和水文条件进行有效地分析，再使用HMS模型提取到河流的相关信息，将其输入到文件中，结合河流的具体位置，利用高程计算系统，准确计算出洪水的覆盖面积，能够为相关部门制定洪水防范措施提供有效的帮助，确保洪水治理措施更具科学性，降低洪水引发的不良影响。

3 GIS技术在环境影响评价中的应用

3.1 环境影响评价制图

进行环境影响评价报告中的图件，主要包括环境要素监测分布图、地理位置图等，目前报告书主要利用计算机软件来完成制图，但是由于不具备准确的地理信息数据，很有可能会影响到图件比例的精准度，同时由于不具备准确的信息参数也会导致图件缺乏空间分析功能。进行环境影响评价时，需要对空间关系和分步进行精准地分析，而在这些过程中使用传统的制图方式很难满足这一工作的实际需求。现如今，GIS技术已经广泛应用到各行各业，各个部门也加大了GIS技术的重视力度，通过不断地累积地理信息数据，在大型工程项目建设过程中也可以利用数据库完成工程项目的决策。进行环境影响评价时，也可以充分发挥GIS技术的应用优势，确保制图的准确性，在制图过程中使用GIS技术，能够进一步丰富图鉴中的地理信息数据，还可以明确各种不同要素的关系，从而进行空间信息数据的查询，建立科学有效的环境影响评价报告[2]。

3.2 项目环境影响评价

针对具体的工程项目进行环境影响评价时，GIS技术的应用优势主要体现在以下几个方面：首先，使用GIS技术能够创建工程项目的信息数据，结合该工程项目的具体施工标准建立相关的数据模型，能够针对施工过程中出现的各种污染物种类治理，技术治理流程等信息数据，进行有效采集存储和管理。其次，使用GIS技术能够结合该工程项目建设的具体状况，建立经济信息数据库，然后收集与该工程项目相关联的自然环境信息和经济信息。其中，自然环境信息主要包含施工现场附近的地质条件、水文条件、土地利用状况、动植物规划等；社会经济信息主要包含该工程项目所在地的人口信息、卫生信息、居住条件信息、行业结构信息、经济发展水平信息等。最后，使用GIS技术还可以建立环境标准数据库，将该工程项目的水资源信息、空气资源信息、生物资源信息以及土壤信息等全部融入到数据库中。同时也需要注意，该工程项目正式开始施工之前，一定要综合各个方面的因素进行全面考虑，结合工程项目建设的规模、建设性质以及有可能的影响因素，最大限度降低施工对周围环境产生的负面影响，确保能够达到国家相关标准的要求。

3.3 区域环境影响评价

为了能够保证环境影响评价工作的顺利开展，就必须加大对地理信息的关注度，从多个角度对各项地理信息进行全面地总结，使用GIS系统能够对当地的水环境、气候等信息进行归纳总结、综合分析，为环境影响评价工作打下良好的基础[3]。针对地区性环境进行评价时，GIS技术也有其独特的优势：使用GIS系统能够跨区域对该地区的各项信息进行收集，通过收集到的相关信息来分析出该地区的环境总体状况；使用GIS系统再配合更加先进的技术手段，能够对该地区的环境进行有效模拟，从而使人们更加直观感受到环境影响评价的意义。利用GIS技术不仅能够有效提高环境，影响评价的工作效率，还能够从根本上提高环境保护工作质量[4]。

3.4 累积环境影响评价

由于一部分项目从开始建设到完成需要较长的时间，而随着时间的不断推移，环境影响评价结果也会出现一定的改变，累积环境影响评价就是根据当下的环境状况以及对未来的环境进行预测，从而进行环境分析。以往开展环境影响评价时，并不能够准确地预算出工程项目对周围环境产生的影响，而随着工程建设的逐步推进，实际施工过程过长也会导致评价结果出现较大的误差。而使用GIS技术就能够有效解决这一难题，GIS系统本身就能够对不同环境影响进行叠加计算，这样就能够分析出当前的环境状况。此外，还能够对未来长期环境变化作出预测，从而完成环境影响评价的目标[5]。使用GIS系统还能够对长时间的累积环境状况进行解析，进一步评估当地的整体环境状况，推测出人类活动有可能对周围环境产生的破坏，从而制定切实有效的改善方案，从根本上提高环境质量。

4 结语

目前我国科学技术水平得到了极大地提升，GIS技术也越来越完善，将其应用到水资源管理和环境影响评价中，不仅能够有效提高水资源监测水平，能够起到防震减灾的作用，还能够根本上提高环境影响评价的效率，为环境保护工作提供可靠的技术支持。所以，需要进一步加大GIS技术的研究力度，在水环境管理中逐步推广GIS技术的应用，促使我国水资源得到更好地开发和利用。