淺談GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用

豐亞麗

(遼寧省盤錦水文局，遼寧 盤錦 124000)

目前，我國信息革命浪潮的沖擊日益激烈，加之水資源日漸枯竭，在這樣的形式下，我們就必須緊緊的圍繞水文水資源的問題進(jìn)行綜合研究。因此，對于水文資料的準(zhǔn)確、快速獲取以及空間信息的分析、圖形圖像的處理等就顯得尤為重要。由于GIS技術(shù)的空間特性、對于海量數(shù)據(jù)的管理與處理能力以及水的時空分布特性等，使得GIS技術(shù)必然能夠在水文水資源領(lǐng)域中發(fā)揮出重要的作用。

1 在水資源的開發(fā)與管理中的應(yīng)用

1.1 水資源的開發(fā)

目前，我國水文部門在對地表水資源的空間分布情況進(jìn)行調(diào)查時，通常都會采用GIS技術(shù)。通過GIS技術(shù)的應(yīng)用，地表水資源調(diào)查的過程將更加的高效，調(diào)查的結(jié)果也將更加精確。當(dāng)然，GIS技術(shù)并不是僅僅應(yīng)用于地表水的調(diào)查過程中，其也能夠?qū)Φ叵滤M(jìn)行高效的調(diào)查。GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠通過科學(xué)的手段來對大量級的開采地下水進(jìn)行精確的分析，能夠在地下水資源的保護(hù)工作中發(fā)揮出關(guān)鍵的作用。另外，GIS的應(yīng)用對于地下水資源的合理開發(fā)也能夠起到重大的支持、決策作用。

1.2 水資源的管理

目前，我國已經(jīng)逐漸的建立起了很多行之有效的GIS水資源管理系統(tǒng)，GIS技術(shù)在我國水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸形成了一定的規(guī)模，應(yīng)用的效果也充分的體現(xiàn)出了GIS技術(shù)的巨大作用。比如上海市的GIS水資源普查管理系統(tǒng)、黃河下游的水資源管理空間決策支持系統(tǒng)以及遼寧省的太子河流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)等。這些基于GIS技術(shù)而建立起的系統(tǒng)開辟了我國水資源合理開發(fā)以及可持續(xù)利用研究的先河。

就目前的情況來看，我國GIS水資源管理信息系統(tǒng)的技術(shù)水平與那些先進(jìn)國家(如美國、法國、俄羅斯等)的水平幾乎不相上下，概括起來主要具有以下特點(diǎn)。

(1)基礎(chǔ)電子地圖。目前，我國基礎(chǔ)電子地圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均為1∶25萬。其主要包括了行政區(qū)劃邊界、城鎮(zhèn)、鐵路、公路、居民點(diǎn)、水庫、江河湖泊等信息［1］。

(2)專業(yè)電子地圖。所謂專業(yè)電子地圖，即是通過將數(shù)字化的水文水資源專業(yè)地理數(shù)據(jù)疊加在基礎(chǔ)電子地圖上而形成的電子地圖。與基礎(chǔ)電子地圖相比，專業(yè)電子地圖對于水文水資源信息的描述將更加的實(shí)用、更加的具體，而所包含的信息資源也將更加的專業(yè)。

(3)遙感信息庫。所謂遙感信息庫，即是與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)相匹配的煙感遙測數(shù)據(jù)(其是通過解譯之后所得到的)。

(4)屬性數(shù)據(jù)庫。其能夠描述分區(qū)內(nèi)查詢對象的屬性，比如分區(qū)內(nèi)的水資源開發(fā)利用狀況、地表水資源狀況、地下水資源狀況。其是整個GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

(5)軟件系統(tǒng)。其是在上述四種技術(shù)的基礎(chǔ)上通過GIS嵌入技術(shù)的采用并結(jié)合水資源管理的實(shí)際需求而開發(fā)出的一種水資源管理系統(tǒng)軟件。其主要包含了屬性數(shù)據(jù)的管理、空間數(shù)據(jù)的管理以及這兩者相結(jié)合的信息管理等。

(6)“Web”GIS信息查詢。此信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計是充分的考慮的外部用戶。通過“Web”GIS信息查詢系統(tǒng)的建立，外部用戶即可通過Internet訪問來對生態(tài)環(huán)境、水資源等綜合信息進(jìn)行便捷的查詢［2］。

2 在水文情報預(yù)報中以及地下水資源勘察中的應(yīng)用

2.1 水文情報的預(yù)報

(1)模型參數(shù)的確定。是實(shí)際的流域水文模型當(dāng)中，絕大多數(shù)的參數(shù)都與地理信息是息息相關(guān)的。比如流域的坡度、河長、寬度以及土地的利用面積等，通過GIS技術(shù)的應(yīng)用即可以根據(jù)相應(yīng)的地理信息來確定出準(zhǔn)確的答案。而另外一些模型參數(shù)，如流域的下滲能力等，即可以通過GIS技術(shù)的應(yīng)用來根據(jù)相應(yīng)的地理信息進(jìn)行科學(xué)的分析與精確的計算。

(2)信息的查詢以及空間信息的分析。基本上所有預(yù)報系統(tǒng)都是以電子地圖作為背景的，通過GIS技術(shù)以及數(shù)據(jù)管理技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)水情信息的查詢、檢索、分析、計算［3］。再次，是“DEM”的應(yīng)用。DEM技術(shù)并不僅僅應(yīng)用在流域的匯流計算中，其還能夠在水利學(xué)模型的中發(fā)揮出極大的作用。對于災(zāi)情，通過DEM技術(shù)的應(yīng)用能夠客觀、快速、準(zhǔn)確的做出相應(yīng)的評估與分析。

(3)分布式水文模型的開發(fā)。由于GIS系統(tǒng)能夠有效地提供出詳細(xì)、明確的信息資料，因此我們就可有根據(jù)流域的實(shí)際條件來將流域劃分成能夠滿足分辨率的多種多邊形或不規(guī)則的單元格，從而通過單元格的利用來充分的考慮降雨等要素在空間分布中的不均勻現(xiàn)象。

2.2 地下水資源的勘查

對于水資源的保護(hù)、規(guī)劃、管理以及合理開發(fā)利用而言，地下水資源的勘查必然是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。對地下水資源的勘查，其根本的目的在于查明區(qū)域內(nèi)主要含水層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、空間分布、導(dǎo)水性、含水層的邊界以及各個含水層之間的水力聯(lián)系等特征［4］。針對于地表水資源的空間分布以及調(diào)配的方面來說，GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠讓我們對地表水的補(bǔ)給、地下水的埋深以及蘊(yùn)藏量等信息進(jìn)行系統(tǒng)、全面的掌握，以此來得出更加精確的空間數(shù)據(jù)與成果細(xì)化模型，對區(qū)域內(nèi)地下水資源的規(guī)律、特征進(jìn)行更加準(zhǔn)確的反映，從而為地下水資源的保護(hù)、管理、規(guī)劃以及合理開發(fā)與利用等提供具有全面性、準(zhǔn)確性的決策支持，讓地下水資源的管理更加科學(xué)化、規(guī)范化。

另外，在水資源勘查的過程中，GIS技術(shù)的應(yīng)用主要是建立起相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，比如地下水動態(tài)資料、水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料、地下水開采情況等數(shù)據(jù)庫，不但能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可視化查詢與檢索，還能夠?qū)Φ叵滤畡討B(tài)的發(fā)展趨勢進(jìn)行科學(xué)有效的預(yù)測，最終讓地下水資源管理的空間輔助決策支持作用得以實(shí)現(xiàn)［5］。

3 突發(fā)性水污染事故應(yīng)急響應(yīng)

如果將網(wǎng)絡(luò)分析功能、水質(zhì)模擬技術(shù)與GIS技術(shù)下的空間數(shù)據(jù)集成進(jìn)行充分的結(jié)合，那么即能夠?qū)δ切┩话l(fā)性污染事故所造成的污染狀況進(jìn)行模擬，從而讓我們能夠及時的確定出受影響的對象及范圍，以便我們采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣韺ζ溥M(jìn)行控制。比如在“松花江污染事件”中，人們通過GIS技術(shù)的應(yīng)用來建立起了松花江預(yù)警系統(tǒng)與污染檢測系統(tǒng)，以此來對污染水帶的流動與變化情況進(jìn)行科學(xué)、合理的監(jiān)測，對沿城市造成的影響進(jìn)行評估，對污染變化的趨勢進(jìn)行分析，并且最終以電子地圖的形式來將污染的情況方便、直觀的展現(xiàn)出來，同時也能夠具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性的預(yù)測、預(yù)警。

4 結(jié)語

總之，在水文水資源的領(lǐng)域中，通過GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)樗Y源的保護(hù)、規(guī)劃、管理以及合理的開發(fā)與利用等提供出具有科學(xué)性、直觀性、可靠性的依據(jù)。顯然，GIS技術(shù)的應(yīng)用必定能夠有效的促進(jìn)水文水資源應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展。

［1］張海廷.GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究［J］.華北水利水電學(xué)院學(xué)報，2013(03):63-66.

［2］徐明珠，楊洋，王海榮.GIS在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用初探［J］.科學(xué)咨詢(科技管理)，2010(09):76.

［3］梁永萬.GIS在水文水資源研究領(lǐng)域中的應(yīng)用分析［J］.科技與企業(yè)，2012(22):125.

［4］王化月.基于GIS技術(shù)的水文水資源應(yīng)用研究［J］.氣象水文海洋儀器，2014(04):26-28+32.

［5］杜勇，王文輝，張青.水質(zhì)分析中總氮校準(zhǔn)的質(zhì)控措施研究［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2014(03):8-10.