GIS技術(shù)在水資源評價中的應(yīng)用

李寅 王亮 汪雅楠

摘要：為解決水資源評價中出現(xiàn)的各項問題，突破水資源管理中的現(xiàn)實限制條件，提升水資源評價的整體效率，本文對GIS技術(shù)在水資源評價中的應(yīng)用優(yōu)勢，應(yīng)用范圍進行研究，提出GIS技術(shù)在水資源評價與規(guī)劃、防洪減災(zāi)、水環(huán)境監(jiān)測、水務(wù)污染治理、水文專業(yè)模型的建設(shè)等不同措施，以期為相關(guān)人員提供參考，希望可以提升GIS技術(shù)在水資源評價中的應(yīng)用實效。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù);水資源評價：應(yīng)用

引言

GIS技術(shù)是一種新的技術(shù)，結(jié)合定位技術(shù)、圖像技術(shù)、信息技術(shù)等多項技術(shù)為一體，在各個領(lǐng)域中均有應(yīng)用，隨著GIS技術(shù)的成熟，被逐漸應(yīng)用在水資源評價中，為水資源的管理、評價提供了有效的技術(shù)手段，傳統(tǒng)水資源評價模式以實地勘察、檢驗、取樣、收集、數(shù)據(jù)為主，費時費力且水資源評價管理工作內(nèi)容多，范圍廣，深受實際環(huán)境的限制和影響，GIS技術(shù)的應(yīng)用為水資源評價工作提供了新的技術(shù)支持，可以幫助管理者更好地了解該地的水資源分布、水質(zhì)、水資源環(huán)境等，從而推動水資源管理工作的高效發(fā)展。

1?GIS技術(shù)在水資源評價中的應(yīng)用優(yōu)勢

GIS技術(shù)是以信息技術(shù)為技術(shù)支撐，由硬件和軟件組成的計算機系統(tǒng)，能夠處理大量的數(shù)據(jù)信息，穩(wěn)定性極強，GIS系統(tǒng)可以在任何時間接受和分析大量數(shù)據(jù)，突破了時間的限制，受到外界環(huán)境的影響較低。在水資源評價中應(yīng)用GIS技術(shù)能夠呈現(xiàn)出水資源分布、水質(zhì)等實況，通過3D模擬技術(shù)和定位技術(shù)，構(gòu)建水資源分布模型，可以為工作者提供動態(tài)的水資源信息;在水資源評價中應(yīng)用GIS技術(shù)可以為動態(tài)的水資源研究提供服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)字化的水資源管理。應(yīng)用GIS技術(shù)是水資源管理實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)元素，我國的水資源問題在當(dāng)下已經(jīng)十分明顯，水質(zhì)變差、大量的淡水河湖消亡，傳統(tǒng)模式下的水資源管理力不從心，應(yīng)該加大水資源評價，應(yīng)用GIS技術(shù)可以對不同階段的水資源水質(zhì)、分布等情況進行監(jiān)控，實現(xiàn)高質(zhì)量的水資源管理，通過利用?GIS技術(shù)可以模擬水資源的分布變化模型，能夠針對性地分析水資源的具體情況[1]。同時應(yīng)用GIS技術(shù)也是水資源管理工作發(fā)展至今的必然訴求，至今人們對水資源的需求加大，將GIS技術(shù)應(yīng)用在水資源中，可以時刻警醒人們節(jié)約用水，提高人們保護水資源的意識。水資源評價是一項長期的工作，水資源管理者要了解不同時期水資源的變化，監(jiān)測工作量巨大，需要有先進的現(xiàn)代化技術(shù)作為支撐，GIS技術(shù)能夠滿足水資源在評價與規(guī)劃、防洪減災(zāi)、水環(huán)境監(jiān)測、水污染治理、水文專業(yè)模型的建設(shè)等多個方面的需求，可以有效地減少水資源評價的工作量，從而提升水資源評價的質(zhì)量。當(dāng)前，在水資源評價中，需要克服很多惡劣的水文環(huán)境限制，在不了解地理的情況下冒然采樣、評價等，不僅會造成資源的浪費，也會加大水資源評價的成本，所以應(yīng)用GIS技術(shù)可以提高水文環(huán)境勘測的效率。

2?GIS技術(shù)在水資源評價中的應(yīng)用

2.1?GIS技術(shù)在水資源評價與規(guī)劃中的應(yīng)用

在水資源的評價和規(guī)劃中工作量極大，且難度也高，應(yīng)用GIS技術(shù)可以提升水資源規(guī)劃和評價的效率，在對水資源相關(guān)信息進行評價、規(guī)劃時，可以用GIS技術(shù)完成對空間信息資源的分析、整合、應(yīng)用，應(yīng)用GIS技術(shù)對水文大量信息加以處理，可以完成對水文控制站斷面位置、地貌、地形、水文情況的繪制。GIS技術(shù)可以處理大量的數(shù)據(jù)，可應(yīng)對無限制和頻繁的數(shù)據(jù)編輯，作為一個強大的技術(shù)系統(tǒng)，可對大量數(shù)據(jù)進行分析，允許無限制的數(shù)據(jù)編輯和更改，也不會出現(xiàn)崩潰的風(fēng)險，所以利用GIS技術(shù)可以完成對大量水資源信息的分析，處理，通過采集、存儲、分析、利用等完成不同水資源的規(guī)劃工作，通過數(shù)據(jù)模型保證水資源信息數(shù)據(jù)的時維性，應(yīng)用建設(shè)數(shù)據(jù)庫，要以實際情況為準(zhǔn)，建立數(shù)據(jù)空間信息對水資源進行分析，可以建立不同的分析維度，從水資源的不同特性進行分析，通過多個數(shù)據(jù)的疊加分析，可以處理不同水資源信息圖層，快速地實現(xiàn)水資源的規(guī)劃。例如，在對某一河湖空間岸線進行規(guī)劃時，就可以應(yīng)用GIS技術(shù)，通過收集不同時段河湖空間岸線的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型，從而合理劃分河湖岸線空間資源，應(yīng)用GIS技術(shù)收集河湖岸線空間資源數(shù)據(jù)為河湖規(guī)劃提供基本的數(shù)據(jù)支持[2]。

2.2?GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用

在水資源數(shù)據(jù)監(jiān)測中，要對水位、流量、降水等信息進行動態(tài)化監(jiān)測，另外還要對旱情、汛情、地形地貌、河流、植被、土壤等信息進行監(jiān)測，要獲取大量的水資源信息，且要保證水資源數(shù)據(jù)信息的全面性、完整性，在水資源管理中應(yīng)用GIS技術(shù)可以完成對不同類型數(shù)據(jù)信息的處理、采集，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的多元化疊加處理，這些數(shù)據(jù)都可以應(yīng)用在水資源管理中，從而保證水資源管理決策的科學(xué)合理。在對這些數(shù)據(jù)信息進行管理時，可以應(yīng)用GIS技術(shù)對數(shù)據(jù)進行合理分析，通過圖形自動化處理技術(shù)，形成交叉水資源信息圖形，可以從更加完整的角度了解水資源信息，提高水資源管理的精確性，從而促進了水資源管理的數(shù)字化發(fā)展。另外，GIS技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用也極為有效，應(yīng)用GIS技術(shù)可以完成目標(biāo)區(qū)域水資源的分布、汛情風(fēng)險分析、災(zāi)情評價等，在防洪減災(zāi)中將GIS技術(shù)和防洪管理系統(tǒng)結(jié)合在一起，可以完成對洪水空間分布量、流速、預(yù)期流入?yún)^(qū)域等相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，通過對這些信息數(shù)據(jù)進行整合，可以為防洪減災(zāi)提供有效地預(yù)防決策。為了保證災(zāi)情評估、結(jié)果預(yù)測的準(zhǔn)確性，可以發(fā)揮GIS技術(shù)的空間處理功能，保證相關(guān)信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，同時通過數(shù)據(jù)的整合疊加，可以構(gòu)建洪水災(zāi)害的動態(tài)化模型，從洪水的動態(tài)化流動情況來進行觀察，可以為搶險救災(zāi)留下充足的時間[3]。此外，利用GIS技術(shù)還可以對洪水風(fēng)險程度、對預(yù)期發(fā)生的災(zāi)害進行分析，通過對水流流速、降水量，可以對洪水的強度、發(fā)生率進行預(yù)測。結(jié)合洪水的數(shù)據(jù)模型可以對風(fēng)險區(qū)域進行劃分，將GIS技術(shù)應(yīng)用在防洪減災(zāi)工作中，實現(xiàn)了對洪水災(zāi)害的分析，提升防洪減災(zāi)的效果，減少了人們的損失，為了提升防洪減災(zāi)的效果，要充分發(fā)揮GIS技術(shù)的優(yōu)勢，利用GIS技術(shù)建立防洪減災(zāi)體系，從而促進城市的發(fā)展。

2.3?GIS技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

水環(huán)境是人類和動物賴以生存的資源，保持健康穩(wěn)定的水環(huán)境是人類發(fā)展中的重要工作，將GIS技術(shù)應(yīng)用在水環(huán)境監(jiān)測中，可以隨時了解水環(huán)境的變化情況，利用GIS技術(shù)可以實現(xiàn)對水環(huán)境、水資源污染情況的監(jiān)測、分析，從而合理控制水資源污染源頭。GIS技術(shù)可以對水資源的斷面流向、洪水質(zhì)量等信息進行分析和監(jiān)測，管理者可以更全面掌握水資源的惡化情況，可以緩解水災(zāi)害惡化、加重的實際問題。在水資源管理中，將GIS技術(shù)和RS技術(shù)結(jié)合在一起使用，可以監(jiān)測水土流失、地面沉降、水資源浪費的問題，從而提出針對性地解決措施。在收集水資源數(shù)據(jù)時，用GIS技術(shù)對監(jiān)測區(qū)域的地理、空間情況進行分析，借助計算機技術(shù)可以實現(xiàn)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測、預(yù)判，從而根據(jù)數(shù)據(jù)制定合理治理方案。

造成水資源污染的因素涉及不同領(lǐng)域，所以追溯污染源頭十分艱難，在傳統(tǒng)的工作模式中，檢測人員往往要通過化驗的方式尋找污染源，通過采樣質(zhì)檢，分析水中污染物質(zhì)，結(jié)合污染物質(zhì)進行治理，將GIS技術(shù)應(yīng)用在水源污染治理中，可以監(jiān)測水資源發(fā)展動態(tài)，完成對水資源的動態(tài)化管理，減少水資源的評價難度。

2.4?GIS技術(shù)在水文專業(yè)模型中的融合應(yīng)用

2.4.1水文地理空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)據(jù)庫要存儲大量的、不同類型的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)庫是GIS技術(shù)得以應(yīng)用的關(guān)鍵，在水資源信息監(jiān)測中，數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)水資源監(jiān)測、水文信息獲取的核心。在數(shù)據(jù)庫的建設(shè)中，可以應(yīng)用GIS技術(shù)收集大量水資源的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如雨情、汛情、水情等信息，從而建立個性化水文數(shù)據(jù)庫，通過和其它數(shù)據(jù)庫的結(jié)合利用，并用服務(wù)器將其連接在一起，可以對不同類型數(shù)據(jù)進行實時獲取，可以通過動態(tài)化的災(zāi)情預(yù)警、存水信息，了解最新災(zāi)情訊息。

2.4.2?GIS和水文模型的融合應(yīng)用

在應(yīng)用GIS技術(shù)時，可將其和其它水文技術(shù)結(jié)合在一起使用，從而可以更好地處理數(shù)據(jù)信息、分析數(shù)據(jù)信息，在具體的應(yīng)用中可以發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢。雖然GIS技術(shù)可以對單個空間指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行分析，也可以對多個圖層進行處理，但是卻不能構(gòu)建地下水轉(zhuǎn)化模擬，難以模擬水文管理情況，所以可以將GIS技術(shù)和專業(yè)的水文模型技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)揮不同數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，彌補不同技術(shù)的劣勢，將GIS技術(shù)和專業(yè)的水文模型技術(shù)結(jié)合在一起可以實現(xiàn)以下功能：第一，可以對空間化的數(shù)據(jù)進行處理，GIS技術(shù)可以借助模型集中處理管理不同數(shù)據(jù)，并可以對信息進行更新、檢索維護等功能;第二，兩種技術(shù)的融合使用可以對水文特征、地形坡度坡向、河網(wǎng)、流域等信息進行處理;第三，兩種技術(shù)的融合使用可以實現(xiàn)對土壤類型圖、地下水埋深圖等信息的收集，從而可以完成對水文空間信息的判斷。

2.5?GIS技術(shù)在水文水資源中的應(yīng)用趨勢

GIS技術(shù)的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展其應(yīng)用將會更加的廣泛，水資源管理工作事關(guān)民生發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展，要重視GIS技術(shù)應(yīng)用，將GIS技術(shù)靈活地應(yīng)用在水資源的管理中，GIS融合了多項信息技術(shù)，是對不同信息進行協(xié)調(diào)、融合處理的先進技術(shù)。當(dāng)下GIS技術(shù)的功能多樣，可以實現(xiàn)不同管理目標(biāo)，為了滿足社會發(fā)展，GIS技術(shù)在水資源評價中應(yīng)用要隨之升級。第一，功能將會更加完善，GIS技術(shù)的核心技術(shù)系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)，而SDSS系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的支撐，其在水資源評價中的應(yīng)用有很大價值，但是在實際中GIS技術(shù)的應(yīng)用在解決復(fù)雜空間問題上仍存在一定的局限性，例如不能滿足社會經(jīng)濟的應(yīng)用功能，所以后期空間決策支持系統(tǒng)的功能升級將有很大潛力。第二，GIS技術(shù)是數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫作為GIS技術(shù)的核心，所以注重GIS技術(shù)的模型發(fā)展，可以為后期GIS技術(shù)的應(yīng)用提供發(fā)展方向，提升GIS技術(shù)信息決策的精確性。第三，GIS技術(shù)在后期發(fā)展中將向著多維化的方向而發(fā)展，當(dāng)下三維技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，應(yīng)用范圍也逐漸擴大，在實際的地下水文監(jiān)測時，GIS技術(shù)的應(yīng)用受限制，導(dǎo)致其在水資源監(jiān)測中的分析功能、建模功能不強，所以發(fā)展GIS技術(shù)的三維應(yīng)用非常有必要。

3?結(jié)束語

綜上所述，GIS技術(shù)的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展其應(yīng)用將會更加的廣泛，水資源管理事關(guān)民生，要重視其應(yīng)用，不斷探索新的應(yīng)用功能，才能將GIS技術(shù)靈活的應(yīng)用在水資源評價中。

參考文獻：

[1]吳昊，梁思聰.水文水資源領(lǐng)域中GIS技術(shù)的運用探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（29）：224.

[2]殷同生.淺析GIS技術(shù)在水文水資源中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2016（09）：31-32.

[3]馬丁.淺談GIS在水文水資源分析管理領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].河北水利，2020（04）：36-37.

作者簡介：李寅（1986-），男，漢族，湖北武漢人，工程師，本科，從事水工環(huán)地質(zhì)工作。