張宏達，倪 峰

(黑龍江省水文局，哈爾濱150001)

0 前 言

黑龍江省位于中國的東北部，地理坐標為E121°20″135°10＇，N44°40″53°43＇。黑龍江省東、東南部、北部隔烏蘇里江及黑龍江與俄羅斯相望，南部與吉林省相鄰，西和西北與內(nèi)蒙古自治區(qū)相鄰。

地表水資源量黑龍江省為675.82 億m3，有319.81 億m3地下水資源，地表水和地下水的重復計算量扣除151.49 億m3，最后844.14 億m3為全省總水資源量，人均水資源量2 250 m3;從流域分區(qū)了解水資源分布情況，水資源總量在松花江流域427.56 m3為首，其次為黑龍江流域205.79 億m3，烏蘇里江地區(qū)(包括綏芬河)119.64 億m3;超過50 km2以上流域面積的河流有1 918 條，其中超過1 萬km2流域面積的河流是18 條;泡沼6026個，大水面面積35 hm2;全省水能資源理論蘊藏量844.3 萬kW，可開發(fā)利用量612.3 萬kW。

地下水資源是全省水資源的重要組成部分，與地表水資源相比，地下水資源具有時空分布穩(wěn)定、水質優(yōu)良等優(yōu)勢。由于地表水資源的日益匱乏，地表水水質惡化，地下水資源已成為全省中部平原地區(qū)非常重要的供水來源。

進入90年代，黑龍江省每年地下水平均供水量已經(jīng)達到60 多萬m3，已占到約一半的總供水量，已成為全省供水的重要來源。全省地下水多年平均(1980年—2000年)已接近50%的地下水開采率，中部平原地區(qū)的地下水開采率達到75%以上。

為科學合理開發(fā)利用地下水資源，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，水資源可持續(xù)利用，支持國家經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，保護環(huán)境，客觀上要求我們必須加強地下水管理。

為了有效地管理全省地下水資源，運用現(xiàn)代計算機技術的工作，特別是新一代美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(Environment Systen Research Institute，ESRI)開發(fā)的一個功能強大的分析功能和地理信息空間數(shù)據(jù)庫管理功能系統(tǒng)(Geographical Information System，GIS8.31)軟件應用程序，使在將來的管理工作邁上新臺階。

1 GIS 在地下水管理中的應用

1.1 監(jiān)測站點空間分布

黑龍江省地下水監(jiān)測網(wǎng)絡，實際情況是布局不夠合理，加上需要管理全省地下水資源個各方面資源不夠。目前，地下水監(jiān)測井點黑龍江省發(fā)展緩慢，井點主要布設在平原地區(qū)，有許多需要監(jiān)測區(qū)域地下水觀測井仍屬于空白?，F(xiàn)有井網(wǎng)密度不夠，黑龍江省地下水監(jiān)測井網(wǎng)密度最低，個別區(qū)域無法監(jiān)控地下水的真正變化情況。此外，現(xiàn)有的地下水監(jiān)測井網(wǎng)在80年代初為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務布設的，隨著國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，水在城市和主要工業(yè)區(qū)用量普遍增加，過度開發(fā)和多年的大規(guī)模集中開采地下水，導致地下水位持續(xù)下降，造成地下水降落漏斗，地面沉降等環(huán)境地質問題。因此，迫切需要對地下水監(jiān)測井的現(xiàn)有網(wǎng)絡進行補充，調整和擴展。利用地理信息系統(tǒng)后，可以使新的監(jiān)測井網(wǎng)的布局更加合理，更好的為全省經(jīng)濟發(fā)展服務［1］。

1.2 監(jiān)測井數(shù)據(jù)庫建設

地下水數(shù)據(jù)庫主要是相對空間數(shù)據(jù)庫而言的，他一般可以用二維表的形式存儲數(shù)據(jù)。地下水信息系統(tǒng)中涉及到的屬性數(shù)據(jù)包括:①當?shù)厣鐣?jīng)濟數(shù)據(jù)地下水開采量;②地下水監(jiān)測井點基本信息;③實時監(jiān)測信息;④降水、蒸發(fā)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。監(jiān)測井的建設涉及到相關的地理數(shù)據(jù)很多，存在一個前期數(shù)據(jù)收集問題，將數(shù)據(jù)按規(guī)定表格整理后，在GIS 上實現(xiàn)平面管理，這樣在這張分布圖上就能隨時了解單井的信息。使地下水數(shù)據(jù)庫更加完善。

1.3 開展地下水應急監(jiān)測站點建設

為應對黑龍江省可能突發(fā)的水質污染事件，建立應急監(jiān)測體系，利用GIS 軟件開展地下水應急監(jiān)測站點網(wǎng)絡建設。針對污染河流，充分利用現(xiàn)有地下水觀測井網(wǎng)，從中篩選出有代表性的觀測井點;對于影響城市飲水和農(nóng)業(yè)人口飲用水地區(qū)，加密布設監(jiān)測井點，制作應急監(jiān)測站網(wǎng)分布圖，準確標注應急監(jiān)測井點，為水污染事件的領導決策做好技術支撐。

監(jiān)測井盡量布設在地下含水層透水性好、距污染水體較近、江水對地下水的補給邊界處，為掌握地下水可能污染的寬度，垂直污染水體布設若干個監(jiān)測面，每個斷面的觀測井應有足夠的數(shù)量。

2 GIS 在地下水分析與評價的應用

2.1 地下水相關數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析評價有兩部分實現(xiàn):一部分是基礎地理數(shù)據(jù)庫，包括邊界圖、行政區(qū)劃圖、水系圖(河流、渠道、水庫)、居民地分布圖、地形、交通等等，這一部分數(shù)據(jù)主要是作為背景顯示;另一部分是地下水資源量變化專題圖層，這一圖層包括地下水監(jiān)測井點分布圖等、地下水變幅圖等。黑龍江省平原區(qū)地下水位變幅圖如圖1 所示。

圖1 黑龍江省平原區(qū)地下水位變幅圖

2.2 地下水相關數(shù)據(jù)評價

利用GIS 可實現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢，對地下水數(shù)據(jù)進行科學管理，在此基礎上做出評價?？焖僬莆盏叵滤Y源的各種信息，使地下水管理達到系統(tǒng)化、科學化，促進地下水的有效開發(fā)和可持續(xù)利用。應當指出，要想利用GIS 建立完善的地下水管理系統(tǒng)，還要進一步進行地下水系統(tǒng)模擬和輔助決策支持方面的研究。盡管GIS 本身并不提供任何系統(tǒng)模擬分析和輔助決策支持功能，但利用其動態(tài)數(shù)據(jù)維護能力，結合專業(yè)性的模擬分析工具，可以提供一個實時的地下水輔助分析系統(tǒng)，水文水資源決策者可以獨立地根據(jù)情況的變化和新的數(shù)據(jù)調整決策方案，分析決策效果。

3 結 論

綜上所述，GIS 在地下水監(jiān)測中利用GIS 的圖形顯示功能，直觀地表達實時地下水時間變化和空間分布規(guī)律，讓決策者或者公眾獲得當前的地下水圖形信息，并為黑龍江省社會日常的生產(chǎn)生活提供決策依據(jù)。

［1］趙軍. 國外GIS 在地下水管理與研究中的應用和啟示［J］. 地下水，2005(03):25－27.