康鳳新1 袁西龍2
（1.山東省地礦局，濟南250013；2.青島地質工程勘察院，青島266071）
作者簡介：康鳳新（1968—），男，研究員，主要從事水工環地質及地熱地質工作。
摘要：本文簡要論述了計算機技術在水文地質中的應用，包括二維動態數據處理、三維數據處理、數值法計算數據處理、數據庫建設及空間數據庫管理等。
關鍵詞：計算機技術；水文地質；應有
人類社會已進行了信息時代，其標誌便是計算機技術日新月異的飛速發展。為了跟上時代發展的步伐，在水文地質研究中也應加強計算機技術的應用，逐步實現資料整理、參數及資源計算、數據管理、圖形繪制的計算機自動化，以提高工作效率、提高成果精度、增強高科技含量、增強市場競爭力。現就幾種常用計算機軟件在水文地質研究中的應用做壹簡介。
1 二維動態數據處理
二維動態數據處理常用的計算機軟件是Golden Software，Inc.公司研制的Grapher。其特點是可以自動繪制非常復雜的二維動態曲線圖，並可集多因素動態曲線於壹圖，便於綜合對比分析。同時，Grapher還可自動擬合出回歸方程，包括線性方程、指數方程、冪函數方程、對數方程、多項式方程等，供分析、預測預報用。
圖1展示的是趵突泉自1959年以來的流量動態變化曲線及根據多項式擬合方程自動繪制的曲線。
圖1 趵突泉實測流量變化曲線及其擬合曲線
縱坐標為趵突泉流量，104m3/d，橫坐標為時間，年；實線為實測流量值，帶菱形符號的曲線為擬合值
圖2展示的是多因素動態曲線圖，包括礦化度（圖中的TDS）、總硬度（圖中的Total hardness）、水位（圖中的Water level）、水溫（圖中的Temperature）及開采量（圖中的Production）等。
圖2 多因素動態曲線圖
Microsoft Excel 也可實現上述部分功能，但不如Grapher機動、靈活。
2 三維數據處理
三維數據處理最常用的計算機軟件是Golden Software，Inc.公司研制的Surfer。其特點是能夠自動繪制水位標高、水位埋深、水位降深、水溫、水化學、地面沈降量等三維圖件，及各種疊置圖。
圖3展示的是由Surfer繪制的羊莊盆地巖溶地下水位等值線圖、地下水流向圖與水面立體圖的疊置圖。從圖中可以清晰地看出地下水主徑流帶及匯集富水區的分布範圍，對空間水文地質特征的研究變得直觀、形象、簡捷。
如圖4所示，Excel也可繪制另壹類多因素三維圖。
3 數值法計算數據處理
Modflow是美國地質調查局開發研制的數值法計算機軟件，是英文Modular Three-dimensional Finite-difference Ground-water Flow Model的英文簡稱，即模塊化三維有限差分地下水流模型。Modflow在全世界範圍內得到了廣泛的應用，已經成為目前世界上最為流行的地下水運動數值模擬的計算機程序。其特點之壹是可直接調用MapGIS、Surfer等數據格式，也能夠將輸出數據轉換為Grapher、Surfer格式（圖5、圖6）。這樣，便可將Modfow與Map-GIS、Grapher、Surfer等軟件結合起來，使繁瑣、復雜的數值法計算變得相對便捷、高效。
圖3 羊莊盆地巖溶地下水位等值線圖、地下水流向圖與水面立體圖的疊置圖
圖4 趵突泉多因子水質動態圖
圖5 Modflow計算、Grapher繪制的地下水位實測及擬合曲線
縱坐標為地下水位，m，橫坐標為時間，d；實線為Modflow計算地下水位，帶五角星的虛線為實測水位
圖6 Modflow計算、Surfer繪制的地下水位等值線及地下水流向圖
4 數據庫建設
處理海量水文地質、環境地質數據的最有效途徑之壹是建立勘查、研究及監測數據庫。目前最流行的數庫系統軟件是FoxPro、最流行的高級編程語言是C＋ ＋。圖7就是利用這兩種軟件研制的地下水勘查信息系統所展示的成果之壹。利用該系統可以方便地實現水源地數據查詢、統計、綜合分析、動態圖繪制等功能。
圖7 地下水信息系統水源地動態分析功能之壹
5 空間數據庫管理
空間數據庫管理需借助於地理信息系統（GIS）軟件。目前國際上最通用的GIS軟件是ESRI公司研制的ArcInfo和ArcView。ArcView可將壹般數據庫與圖形庫鏈接起來，並可實現動態鏈接。圖8中的右下圖為山東省地下水水源地分布圖，用鼠標選中某壹水源地後，與其鏈接的外部數據庫便會自動打開，如圖8中的右上圖所示；同時，可利用定制的ArcView中的Grapher功能，自動生成各種動態曲線圖或柱形圖與餅圖，如圖8中的左圖所示。
6 結語
在水文地質工作中，無論是野外資料整理，還是室內參數及資源計算、數據管理、圖形繪制，都可以實現計算機自動化處理。
圖8 圖形庫與外部數據庫的動態鏈接
參考文獻
Cees van Westen，1997.Introduction to Geographic Information Systems，Geo-hazard Management in Coastal Areas，CCOP COASTPLAN Workshop，Osaka，Japan
Kang Fengxin and Yuan Xilong，2001.GIS Application for the Management of Groundwater Resources in Shandong Province，China，CCOP TECHNICAL BULLETIN VOL.30—Geo-information and GIS Application for the Urban Areas of East and Southeast Asia，GSJ/AIST
Kang Fengxin and Xu Junxiang，2000.Urban Environmental Geologic Problems and Its Countermeasures in Shandong Province，China，Technical Documents in Hydrology，No.27—Future groundwater resources at risk，UNESCO，Paris