GIS 技術在水文水資源領域中的應用

謝曉婷

（河北省水利水電第二勘測設計研究院，河北 石家莊 050021）

1 GIS 技術在水文水資源領域中的應用

1.1 在地下水的應用

水文水資源研究領域中，最困難的問題是如何監測地下水資源。地下蘊含豐富的水資源，只有監測到地下水的實際狀況，才能夠采用合適的方法來開發和利用，也可以在水資源綜合利用中對地下水進行保護。勘察地下水，主要需要獲取以下信息，一是地下水的水層邊界，二是水質狀況，三是礦物質種類和含量，四是水層分布等等。這些信息是肉眼看不到的，也是設備無法勘察的。GIS 技術可以對地下水的分布及相關信息進行分析，為是否開發地下水提供有價值的參考信息。

1.2 在地表水的應用

第一，GIS 技術應用于地表水資源保護工作。地表水資源非常寶貴，人類已經開始意識到保護水資源的重要性。保護水資源是一項長期的大工程，需要對水資源的分布情況進行統計，然后制定計劃，根據實際情況有序開展保護水資源活動。地表水分布寬闊，依靠人力來統計地表水資源是一項龐大的工程。GIS 技術應用該項工作，提高了工作效率。首先，利用遙感技術來采集地表水資源的信息，根據這些信息明確水資源的變化周期。然后，運用GIS 技術開始后續工作，首先要對遙感技術采集的信息進行處理，基于采集信息和人類需要構建一個水資源保護系統，模擬每種方案執行后的結果，優選出最佳方案。由此可見，使用GIS 技術來制定地表水保護方案，可以提高效率，減少人的工作量，降低勘察費用。

第二，GIS 技術應用于地表水資源規劃工作。自然資源是有限的，人類文明發展進程是沒有終點的。如果合理使用既有的水資源，是可持續發展視角下關注的問題。傳統水資源規劃工作繁重，采集區域內的水資源分布、人口分布需要大量的人力好無力，設計出水資源規劃方案耗費大量的時間。城市化進程的加速，導致了城市內給排水工程頻繁升級改造。這就說明現有的水資源規劃工作完成之后，也許并不適合接下來的城市建設。GIS 技術應用于水資源規劃工作有顯著優勢，該技術可以短時高效采集并處理數據，模擬出水資源規劃方案，可以實現區域水資源規劃與城市發展同步，甚至可以提前做好規劃工作。GIS 技術應用于地表水資源規劃工作，有以下幾個特點。第一，豐富數據庫信息。GIS 技術具有強大的數據處理功能，可以將自己采集的信息進行處理，還可將其他形式的信息轉換為可用新，最終匯集成一個強大數據庫。例如，原有的地表水文數據可以繪入新的數據庫，水資源史料、水資源特性、水資源相關地理信息等也都可以繪入新的數據庫。數據庫信息越豐富，所制定的水資源規劃方案的實用性就越強。GIS 技術可以根據需要基于數據庫信息設計方案，完成專題報告；可以設計區域內的調水路線，為水利工程施工提供有價值的參考信息。

第三，GIS 技術可以用來預測水情。遙感技術來采集地表水資源的信息，GIS 技術可以對這些信息明確水資源的變化周期。這就可以根據降水情況來推算出洪水發生的概率，以及洪水危害的程度。我國是農業大國，洪水對農業生產有極大影響。城市化進程中，市政給排水設計都是根據正常需要設計，可以應對強降水，但是泄洪能力不足。GIS 技術可以構建區域水文模型，通過參數調節來對水情進行預測。每年可以階段性的將實時的降水情況輸入模型中，預測后續洪水發生的情況，提前對社會發出洪水警示。這樣就可以提前準備，采用有效的手段來降低洪水造成的災害。

2 GIS 技術在水文水資源領域中的發展趨勢

GIS 技術在水文水資源領域中的優勢是可以對空間數據進行整合分析，并且模擬出各種方案。盡管該技術已經在水資源領域中應用，但是依然有很大提升空間。例如，如何運用GIS 技術來處理復雜對象的空間問題還在持續研究中。如果GIS 可以將所有相關信息都添加到三維空間模擬，則能夠更精準地分析自然災害。因此，GIS 相關技術都需要進一步提升，包括地球遙感技術、計算機數據處理能力、計算機模擬能力等等。在未來的研究中，GIS 技術會形成自己的基本應用規范，然后將向著個性化方向發展，根據水資源領域的研究需求來優化技術。當今社會現存的空間決策支持系統（SDSS） 是在傳統決策體系的基礎之上，結合GIS 發展而得到的。目前該系統發展的并不完善，盡管困難重重，并且需要使用大量的人力、物力，但是仍然需要加大力度支持對空間決策支持系統的研究。此外，GIS 技術將會完善在水文水資源專業模型中的應用。目前，我國建立的水文水資源專業模型完美的體現了GIS 技術強大的信息收集、儲存與傳輸功能，但是GIS 技術針對這些數據進行空間分析以及方案預設方面還存在很大的不足，充分利用GIS 空間數據管理功能是研究的方向。

3 結語

綜上所述，GIS 技術在水文資源領域中的應用優勢已經凸顯出來，并且有良好的發展前景。因此，水資源研究領域的工作人員要積極了解GIS 技術，掌握該技術的運用方法，從而可以發揮自己專業優勢，讓GIS 技術更好的服務于水資源研究。與此同時，計算機相關研究人員，要與水文領域有深入的溝通，通過交流來了解需求，然后不斷升級更新GIS 技術，讓該技術更加完善，更好的服務于水資源領域。