机载热成像助力沿海地下水及海水入侵调查

位于地中海中央的马耳他群岛与辉固公司达成合约,开展机载热成像航测以利于沿海淡水调查,并为其提供有效的水资源管理。其水温差异法或可为中国海岸带或岛屿的水资源调查提供借鉴。

马耳他群岛坐落于地中海中心,主要由三个岛屿构成:马耳他、戈佐岛和科米诺岛。在这些岛屿上,地下含水层是淡水的主要来源。

热成像遥感技术的进步在提高可用水资源管理当中扮演了很重要的角色。马耳他是世界上人口最稠密的国家之一,这对地下含水层带来了巨大的压力。作为项目的一部分,为更好地理解这种资源的特点,马耳他可持续能源和节水厅(隶属于马耳他能源与卫生部)与辉固公司达成合约,由辉固公司开展热成像航测,来定位沿海淡水排放区域并为有效的水资源管理提供帮助。

1马耳他的天然含水层

群岛的含水层系统的地下水年总流入量约为5.7×107m3,其中每年约2.3×107m3在沿海地区的自然排放中流失。此外,盐水(海水)入侵淡水系统仍旧是一个问题,并为原本存在的淡水需求及天然淡水资源的缺口带来了重大挑战。为了确保有效地管理海水的入侵,马耳他政府实施了大量的监测。

2借助航空监测

机载热成像使用对红外能量十分敏感的机载传感器来测量基于地表散发出的热量所带来的地表温度变化。在这个项目当中,这项技术使得辉固公司能够在海水与地下淡水的温度变化之间进行明确界定。马耳他的地下水温度一般稳定在19?20℃,而海水的温度在冬天大约是15℃。考虑到这种温度变化,机载热成像技术使得区分淡水和海水的交汇处变成一个相对简单的任务。热成像图像提供了充足的细节去表征海水表面的热量变化,并将这些热量变化与海水和淡水区域进行关联。

3识别热点

技术专家分析热成像的图像,然后生成报告。该报告重点标出了热点的位置和范围,热点主要依据水体(大部分是咸水)与地下水接触部位的不同温度变化进行分布。海岸线沿线共识别出了51个热点,有一些是在1990年调查中发现并识别出的,辉固公司分析并识别出了23个新热点。研究25年前的一项研究成果为建立和确认热点提供了帮助,热点区域的水体(主要是咸水)以不同于地下水的温度持续不断的被排入大海。这些热点区域是进行进一步实地调查的主要目标,以期描述水体的流量和属性并且在合适的情况下采用保水技术。

4世界级的遥感解决方案

辉固公司技术销售经理Arjun Sheoran解释道,“热成像遥感技术的进步在改善可用水资源管理上扮演了重要角色。辉固公司所提供的研究分析及结果为更好地对马耳他群岛的沿海地下水排放进行特征描述,并展示了辉固公司世界级的遥感解决方案和该遥感技术在广泛领域的应用。”

2015年,红外热成像空中调查被欧洲区域发展基金会(ERDF)346项目,即评估马耳他群岛地下水排放情况项目所使用,此项目由ERDF合作赞助开展。

刘学铮 译自:http://www.fugro.com/media centre/fugro world/article/enhancing characterisation of coastal ground water discharge. August 25th, 2016.(吴西顺 审稿)

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