遥感技术在水源调查应用中的简要探讨

卢志强

（贵州大学资源与环境工程学院勘查技术与工程041班，贵州 贵阳 550003）

摘 要：简要概述遥感技术在水源调查中的技术优势，基于水文地质蓄水构造三要素的理论，指明找水方向；并对已有的遥感找水研究成果进行概括，重点针对地下水的调查，归纳为水文地质信息遥感分析法、环境地学因子遥感分析法和热红外信息遥感分析法。水文地质理论为找水指明方向，遥感技术为找水提供依据，二者结合，能够高效、快捷地解决对水源的监测、调查与汲取问题。

关键词：遥感；水资源；水文地质理论；蓄水构造；环境因子

0   引言

水资源是人们生产生活不可缺少的重要资源，尤其是在干旱、半干旱地区，这一资源倍显重要。传统的地下水监测方法已经显出不足，而遥感信息技术作为具有综合性，宏观、快速、适时监测和评价水资源的有效手段，由于其不受地形难易程度的影响，在快速、大范围调查地表水源、地下水源及水质条件的活动中，正在发挥着重要作用[1]。利用遥感信息技术可以快速进行区域性水源条件基本的评价，在目标区域运用遥感技术调查地面及地下水源，估算地下水补给量和勘探区域地下水资源存储量，确定其分布，概略地评价地下水水质。

1   水文地质理论

根据水文地质理论，水体的蕴藏是有一定条件的，即蓄水构造体系，它是指由含水层与隔水层按着一定的有利于蓄水的构造形式组合而成的不同水文地质单元［2］。构成蓄水构造需要有三个基本要素，首先是含水的岩层或岩体，其次是相对隔水的岩层或岩体构成的隔水边界，最后是地下水的补给和排泄条件［3］。

蓄水构造主要有以下几种类型[4]：

1.1 褶皱蓄水构造

地下水的赋存，受地形地貌、岩性的控制，也受构造控制。对于褶皱构造，在构造不同部位，富水性亦随之变化，褶皱的轴部、外转折端，低次序张裂隙发育，富水性较好。根据褶皱两翼岩层的产状、转折端形态以及褶皱在平面上的展布特征，在遥感影像上，能够很好的解译出来。

1.2 断裂蓄水构造

张性断裂带中，节理裂隙比较发育，且张开性好，无充填物或较少充填，有利于大气降水渗入，是比较理想的蓄水构造。

1.3 接触带蓄水构造

接触带主要有不整合接触带、侵入岩接触带和各种岩脉接触带，其接触部位一般都比较薄弱，具有交好的储水空间。当接触带垂直或斜交地下水流向时，在其接触带部位富集较丰富的地下水。

1.4 基岩风化壳蓄水构造

基岩风化层主要为碎屑岩层、松散砂砾层和松散砂土层等，孔隙、裂隙度较好，底部有完整基岩为隔水底板，蓄水效果比较理想。

2      遥感技术在水资源调查中的应用

2.1 遥感技术在地表水资源调查中的应用

遥感技术发展到今天，对于地表水源的调查，技术手段已经相当成熟，其主要是对地表水的水域面积、水深及水质进行监测，并对流域的地形地貌进行调查。由于不同水体的水面性质、水体中悬浮物的性质和含量，以及水深和水底特性等的不同，从而形成在传感器上接收到的反射光谱的特征存在差异，为遥感探测水体提供了基础。

2.1.1 遥感对水体界线的确定

在可见光范围内，水体的反射率总体上比较低，随着波长的增大逐渐降低，到0. 75μm 以后的近红外波段，水成了全吸收体。因此，在近红外的遥感影像上，清澈的水体呈黑色。为区分水陆界线，应用近红外波段的遥感影像，则可直接从图像上解译出地面上有无水体覆盖，以及地貌水系的分布。

2.1.2 遥感信息对水质的调查与监测

遥感定量估测水体水质参数的方法，是通过分析水体吸收和散射太阳辐射能形成的光谱特征实现的。这是因为水体各组分及其含量的不同，造成其对特定波长的光的吸收或反射，而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获，并在遥感图像中体现出来。就水体而言，最常用和最敏感的波段为可见光波段和近红外波段。目前，人们对纯净水体在可见光和近红外波段范围的吸收和散射特性研究已经比较成熟[5]，常用的遥感数据主要有Landsat、SPOT、NOAA卫星数据，还有各国发射的环境小卫星，如我国自行研制的OMIS-Ⅱ成像光谱仪在太湖地区进行地表水质遥感实验，结果表明，OMIS-Ⅱ能够提高藻类叶绿素定量遥感精度[5]。

2.2 遥感技术在地下水资源调查中的应用

随着卫星技术的发展，遥感信息技术在地下水源调查中也日趋完善，它能够调查地下水源分布范围，估算其储量，概略地评价地下水水质，为工农业生产提供服务。

2.2.1 水文地质信息遥感分析

从遥感图像中提取构造、地层岩性、水文等地质信息，运用水文地质理论进行分析，确定有利的含水层、蓄水构造，进而推断地下水富集区[1]。地下水存储量很大程度上被岩层的孔隙度所制约，如孔隙度大的砂砾层就是良好的蓄水层。地下水的水质优劣也取决于含水层的岩性组分。遥感图像能够反映这些蓄水构造的深部信息，能够为地下水的遥感监测提供可靠信息。

2.2.2 环境地学因子遥感分析

从遥感图像上提取与地下水有关的地貌、植被、湖泊、水系等环境因子信息，根据这些环境因子对地下水的依存、制约关系，推断地下水的存在与富集状况[6]。

地下水与各种环境指示因子存在着相互依存的关系，并受气候、降水补给、人类活动等因素的影响，这些环境指示因子主要有不同种类的植被、种群、植被覆盖度和地下水的排泄点等。在干旱荒漠地区，由于降雨量小，人工灌溉少，所以，环境指示因子与地下水富存密切相关，可以应用遥感技术来调查环境指示因子，确定地下水的富存状况及其分布。

2.2.3 热红外信息遥感分析

红外遥感信息分析是利用近、中、远、超红外波段(0.76-1000μm )图像资料，通过测定地面温度来判断地下水的存在[1]。其遥感物理基础，是地下水的毛细管热传导和蒸腾作用，导致地表湿度和温度的变化，从而红外遥感图像上表现出温度异常，这使红外遥感寻找地下水成为可能。

3   结论

水文地质理论为找水指明方向，遥感技术为找水提供依据，二者结合，能够高效、快捷地解决对水源的监测、调查与汲取问题。

参考文献：

[1] 阿布都瓦斯提·吾拉木,秦其明 地下水遥感监测研究进展(J). 农业工程学报,2004,20(1):184-188

[2] 刘国昌 地质力学及其在水文地质工程地质方面的应用（Ｍ）.北京.地质出版社.1979 219-265

[3] 刘光亚 基岩地下水（Ｍ）. 北京.地质出版社.1979 59-126

[4] 邸志强 金洪涛 苗英 贾伟光 辽西蓄水构造及找水方向(J)（注：正在刊出中）_

[5] 李素菊，王学军 内陆水体水质参数光谱特征与定量遥感(J).北京. 地理学与国土研究，2002，18(2)_

[6] 王飞跃,孙顺新.环境遥感信息分析法在干旱区找水中的应用--以内蒙锡林浩特地区为例[J].国土资源遥感,1999,1(39):36-42