3S技术在水文与水资源工程上的应用策略

3S技术在水文与水资源工程上的应用策略

邓慧明

深圳市广汇源环境水务有限公司

摘要:随着社会经济的持续发展，水文与水资源工程也在朝着新的方向发展，对水文与水资源工程的技术提出了越来越高的要求。3S技术是目前水文与水资源工程管理中最先进、最有效的技术之一，它不但能够实现水文自动监测，而且能够在一定程度上保证整个水利工程的质量。本文着重讨论了3S技术在水文与水资源方面的应用。

关键词:3S技术;水文与水资源工程;理论运用;实际运用

前言：水文与水资源与人民生活息息相关，我国人口众多，对水资源的需求也很大，随着经济社会的快速发展，水资源紧缺问题日益突出。水文与水资源建设的目的是合理开发利用、保护和控制水资源，促进经济发展，维护社会稳定。3S技术在水文与水资源领域的应用，对提高水文与水资源建设的质量、效益、社会可持续发展都有着十分重要的作用。

一、“3S”技术应用概述

3S技术是包括遥感在内的现代信息技术的一个重要部分，包括遥感技术、地理信息系统和全球定位系统。3S技术是一种综合的技术，如电脑技术、卫星定位技术、空间技术、通信技术等。综合应用上述技术，实现了对目标的相关信息的采集、分析、处理、应用等。遥感技术又称RS，是利用人造卫星等飞机来感知和采集目标的电磁波，并以此来实现对目标的探测。遥感技术可以采集、传输、存储和处理数据信息。地理信息系统又称GIS，是指利用计算机进行数据采集、存储、分析、处理、展示和描述的一种空间信息系统。GIS涵盖了多个领域的知识，具有广泛的应用前景，可以将有关地球的资料绘制成图表，并具有较强的功能。全球卫星定位系统，也就是所谓的GPS，可以利用卫星进行导航、定位、时间、距离等多个方面的功能。GPS应用范围很广，应用于生产、生活，极大地方便了人们的日常生活。

二、“3S”技术在水文与水资源方面的应用

（一）遥感技术在水文与水资源方面的应用

（1）监测径流量

通过远距离遥感技术，可以采集某一特定区域的地表土壤状态，并通过对某一区域的水体蒸发进行分析，从而判定其与地表水的关系。通过采集资料，利用水文构造模式，对该地区的蓄水量进行了初步估计。利用遥感技术，可以确保某些地区的采集资料的完整性、完整性，并使数据的采集更为快速。通过这种方法，可以获取大量的实时资料，从而能够构建出具体的水文构造模式，并对其进行准确的判定。

（2）蒸发量监测

蒸发量所携带的能源可以在一定程度上达到均衡，从而确保生态环境的稳定。随着遥感技术在许多方面的应用，它因其具有较强的检测能力，能够得到更为精确的蒸发资料。为了达到具体的应用效果，所采集的资料必须采用多种计算手段，其中主要有统计经验法、全遥感信息模型法、能力余项法等。蒸发量测量能够采集到多个层次的土壤结构，实时监测土壤表面的数据特性，并利用观测资料构建出日蒸腾的技术模式，从而判断出地表的蒸发状况。

（3）监测土壤和地表水分

利用微波遥感技术和光学遥感技术来监测土壤内部含水量。通过对土壤含水量的监测，可以实现对地表水和地下水的评价，从而初步掌握地下水的实际成分和对应的物质成分。由于水文的相关信息发生了变化，需要精确的测量数据，通过遥感技术来收集和监控数据，精确的获得数据的细微变化，从而提高监测的效率，从而达到动态监测土壤湿度的目的。

（二）地理信息系统在水文与水资源方面的应用

（1）在水资源管理方面的应用

国家水资源管理体制已基本实现了对某一地区水资源的综合监测。建立了水利系统的监控系统，实现了对水文与水资源的动态监控。将GIS技术与海量数据信息相结合，建立大型水资源管理模式，以提高水资源管理的有效性。例如：通过对黄河下游地区的淡水资源进行监测，可以实现对下游支流的有效管理，从而达到最大限度地开发和利用水资源。

（2）在地下水资源勘查方面的应用

精确测量与判断地下水资源，实现水资源的有效管理与保护，在大量资料的支撑下，可以精确的标示出地下水层的地质情况，并依据其空间分布情况，实现水资源的有效利用。利用GIS技术，可以获得有关地下水的数据，并对其应用的技术难点进行分析，建立数据模型，正确判定地下水的真实特性和流动规律，并将关键数据纳入数据库，以提高数据的查询与检索速度，实现对地下水的动态形态的精确判断，为地下水资源的开发、利用提供了依据。

（3）在流域面雨量计算方面的应用

流域面降雨和水库调度；由于城市供水等各方面的关系十分密切，因而所得到的资料具有较高的实用价值。一般采用三角形法、算术平均法、等雨量线法等三种方法。针对具体的应用场合，采用具体的计算方法，从而确保了计算的准确性和减小了计算误差。由于GIS技术在实际应用中的数据采集困难，在计算法的实施过程中，往往会对各个流域的降水量进行单独的计算，从而避免了对某一地区的降水量产生的影响和制约。

（三）全球定位系统在水文与水资源方面的应用

（1）全球定位系统在流量与水质监测中的应用

GPS可以准确地对全国范围内的水域进行准确的位置，掌握具体地区的水流情况，为进一步完善洪涝季节的监测提供依据，从而大大提升了监测工作的效能。在水质监控上，GPS可以准确地判断出特定的河道、湖泊和海水的环境，以获得被污染的具体情况和相关的数据，以便更好地进行水资源的管理。

（2）全球定位系统在洪涝灾害调度中的应用

GPS能够在洪涝灾害排涝过程中进行数据的采集，通过建立的水质采集与传输系统，对某一特定区域的水质进行监测，并将其转化为水位变化曲线，从而掌握在一定时期内的变化趋势。GPS可以实现实时的定位和采集，并且可以确保采集到的资料的准确性，在海量的精确资料的支持下，可以准确的预测出洪涝灾害的具体走向，从而为防汛做好充分的准备，减少了工作的难度。

三、3S技术在水文与水资源工程上的应用

（一）3s技术运用于水文与水资源工程规划中

水文与水资源工程规划关系到人类社会的发展，合理利用和利用特定地区的水资源，可以提高其利用效率，防止水资源的浪费。在水资源规划中，为了实现水资源的合理配置，必须收集海量的资料。采用3s技术进行数据采集，可以在较短的时间内进行大规模的数据采集，从而大大提高了数据的收集速度，方便了水文和水利项目的编制。例如：在确定某一地区的水量时，该技术可以精确地分析某一地区的水流，并利用该技术对某一地区的水流进行预测。

（二）3s技术运用于水环境污染监测中

通过对我国水环境的污染状况的分析，发现我国水体污染日益严重，应用3s技术进行水质监测，可以达到较好的效果。受污染的水域有不同程度的污染。在此基础上，应用3s技术对受污染水域进行了数据采集，并应用遥感技术对某一地区的水质进行了动态监测，从而对某一地区的水质进行了评价。利用遥感图像技术可以实现对水质的实时监控，并结合采集到的数据，对某一地区进行科学的控制与预防，防止水污染进一步恶化。

（三）3s技术运用于水文与水资源防洪中

洪涝灾害给人民的生命和财产造成了很大的威胁，如果能及早发现这一重大自然灾害，就可以避免造成重大的损失。应用3s技术对流域内的水文、水资源进行实时监测，对防汛工作有很大的帮助。并与GPS定位技术相结合，对水体进行动态分析，实现洪涝灾害防治。在采集到了洪涝灾害范围内的图像资料后，再根据这些精确的数据，进行建模，可以有效地防止洪涝灾害的发生，并制定出多种防灾措施，减少洪涝灾害带来的损失。

（四）3s技术运用于水文与水资源的水土保护中

土壤侵蚀关系到一个地区的实际经济发展，因此，对某一地区的水文与水资源的动态变化进行监测，将有助于保护这一地区的发展。3s技术在实现水质保护的同时，还必须依靠高效率的数据采集系统来实现水质的保护。3s技术还需要其他的数据采集和分析，在处理完这些数据之后，再进行分析和判断，最终得出一个有效的解决方案。水体保护工作要求采集与污染有关的海量资料，通过对其进行分析、处理，并通过建立监测模型，对其进行动态监测，从而为其提供科学、高效的保护措施。

结语

在过去的水文与水资源工程中，由于采用了大量的技术，在收集、分析和处理数据方面存在着诸多缺陷，同时也无法跟上当今社会的经济和科技的发展步伐。因此，3S技术在水文和水利方面的应用，可以让水文与水资源部门的工作人员获得精确的测量结果，并且能够及时的获取和分析水文与水资源的最新资料。这不但极大地促进了水利水电的发展，而且也为今后的发展指明了方向。

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