3S技术在水文与水资源工程中的应用研究

3S技术在水文与水资源工程中的应用研究

张昕頔  刘恒恒

黄委中游水文水资源局  030600

摘要：水资源是人类社会生存和发展的基本要素，具有重要的经济、社会和生态价值。水资源不仅支持农业、工业和城市用水，还是生态平衡的重要组成部分。然而，我国水资源面临严重的压力，水资源短缺、水污染等问题日益突出，水资源利用效率较低。而水文水资源工程是指运用水文学、水资源学等科学原理和方法，对水文过程进行观测、分析、预测，进行水资源的评价、开发和管理，以实现水资源的合理保护、高效利用和可持续发展的工程领域。文章主要分析水文水资源工程中，关于3S技术的实践应用，仅供借鉴。

关键词：3S技术；水文与水资源工程；实践应用

水文水资源工程通过监测和分析水文信息，预测降雨和径流情况，进行水资源调查和评价，制定水资源管理策略，指导水资源的合理开发和利用。它对于保障水资源的可持续利用、应对水灾、保护生态环境等方面都起着重要作用。3S技术是地球观测技术的重要组成部分，包括遥感、地理信息系统、全球定位系统。在水文水资源工程中，应用3S技术可以实现对水文数据的高效获取、处理和分析，提高数据质量和准确性，为水资源管理和决策提供支持。

一、3S技术

作为现代化信息技术手段的3S技术，主要是基于各种专业技术逐步发展而来，它的应用有助于一系列数据信息的获取。近些年，因环境污染所造成的影响越来越恶劣，所以我国对环保越发重视。而在环保工作中极为重要的构成就是3S技术，应用3S技术有助于对环保工程中当地水文形势的准确模拟，从而将可靠用水量数据计算出来，利于有关工作人员对当地具体情况的科学、准确评判[1]。除此之外，3S技术也可对某水域水污染等方面的变动情况进行监测，从而在发现水体污染的情况下，可以为有关人员相应措施的及时采取提供辅助作用，为水域生态环境始终处在安全状态提供保障。

二、3S技术在水文水资源中的应用

（一）遥感技术的应用

1. 径流监测

水文水资源工程中，遥感技术的应用可以针对某一特定区域地表土壤情况数据进行采集，从而就该区域水体蒸发量进行分析，此时即可以达到对地下水、地表水相对价值的判断。而在资料收集之后，基于水文结构模型的应用，能够初步估算该地储水量。与此同时，应用遥感技术可以为地区数据的完整、全面采集提供一定保障，也可以高效化的进行数据采集[2]。通过此技术，可以实现大量实时信息数据的获取，有助于特定水文结构模型的构建，从而更精确判断径流数据。

2. 蒸发监测

目前来看，遥感技术在诸多领域已经得到广泛应用，因为它具备的测量效果十分强大，有助于对蒸发数据的准确获取。而基于所收集信息，通过不同计算方法的应用，可以保障蒸发监测目的的良好达成。具体涉及统计经验法及容量剩余法等多种计算方法。另外，蒸发测量还可以针对土壤多层结构数据进行采集，从而达到对土壤表面数据特性的实时监测目的。此时，将监测数据整合起来就蒸散量技术模型进行构建，可以更好的判断地表蒸发状态。

3. 土壤和地表水分监测

通过微波遥感、光学遥感技术的应用，可以在一定程度上监测土壤水分。通过土壤水分的监测，可以对地表水、地下水进行一定程度的判断，达到对地下水具体径流组成、对应物质含量的了解目的[3]。水文水资源工程中，要通过精确数据的应用，将土壤图绘制工作完成，同时要与遥感技术相配合，将数据采集、监测方面的工作做好，达到对细微数据变化情况的准确获取，促进监测高效化发展，从而动态监测土壤水分。

（二）地理信息系统的应用

1. 水资源管理

从现阶段我国水资源管理系统实际情况来看，已经能够综合监控特定区域的水资源系统，尤其是相应监测体系的构建，可以动态监测水文水资源。而与GIS技术相结合，就大量、丰富数据信息进行收集，从而将大型水资源系统管理模型积极构建起来，能够促进水资源的高效化管理。比如，立足黄河，检测到其下游淡水资源信息的情况下，基于这些数据信息的应用，能够有效管理下游支流，保障水资源得到最大限度开发、利用。

2. 地下水资源勘查

在准确调查、判断地下水资源的情况下，能够更好的保护、管理水资源。而依据大量数据，能够对含水层地质条件、边界特征进行准确标注，在此基础上，以水体空间分布为依据，可以实现对水资源的高效化利用、合理开发等目标[4]。与GIS技术相结合，就地下水埋深有关数据信息进行获取，从而针对地下水收集、利用的难点进行分析，并将对应的数据模型构建起来，能够对地下水具体特征、流动规律进行准确判断，也可以在空间数据库系统内搜集、储存重要数据信息，促进信息查询、检索效率、便捷性的提升。以此为前提，能够精准判断地下水动态形态，而这在地下水开发、利用上有着极重要的作用。

3. 流域面雨量计算

流域降雨会直接影响到水库调度及水资源管理等各方面工作的开展，所以流域降雨相应数据的获取价值极高。在计算流域降雨量的过程中，主要涉及三角法及算术平均法等几种方式，以不同应用领域为依据，要保障选择的计算方式具备针对性，这样才可以为计算更精确提供一定保障，从而使计算误差有效减少

[5]。应用GIS技术的情况下，数据获取方面的难度较大，而具体选用计算方法的环节，为了使大的数据误差有效规避，可以分开计算不同流域的降雨量，这样的方式可以使动态数据影响、限制特定区域降雨量的情况得到有效规避。

（三）全球定位系统的应用

1. 流量与水质监测

应用GPS能够精确定位流域，从而达到对特定区域具体水流变化的了解目的，此时能够促进汛期数据的高效化采集，可以使水文探测效率大大提升。水质监测方面的GPS技术应用，能够对特定河流及湖泊等水质进行准确判断，从而达到对水体污染具体程度、相对变化数据的了解目的，这样能够为水体有效管理提供一定便利作用。

2. 防洪

GPS还能够辅助洪水调度中数据采集工作的开展，尤其是将水质采集传输系统建构建起来，能够对特定流域水质变化参数进行采集，也可以利用水位变化曲线的绘制来展现数据信息实际情况，从而对特定时间水体的变动趋势进行了解。应用GPS能够动态化的定位、采集数据，可以为数据采集准确度提供一定保障[6]。而基于大量精准数据，能够对洪水具体的变动趋势进行精准预测。这种情况下，有关人员基于上述资料、数据的应用，可以将防洪准备方面的工作有效做好，也可以使防洪工作难度大大降低。

结束语：

水文与水资源工程在近些年越来越受重视，而将3S技术应用到其中，有助于水资源的高效、合理开发与利用。与此同时，从现阶段水文水资源领域情况来看，对3S技术的应用需求也开始逐步递增。尤其是综合应用3S技术，从而将其数据分析及处理、实时和高效采集等方面的强大能力、功能发挥出来，能够依据更可靠、更科学的信息基础，辅助水资源各方面管理决策的合理制定。

参考文献：

[1]焦鸿雁,闫静,蒋铁君. 3S技术在水文与水资源工程中的应用[J]. 区域治理,2020(21):147.

[2]孙光耀. 3S技术在水文与水资源工程上的应用策略[J]. 城镇建设,2021(1):178-179.

[3]陈凤. 3S技术在水文与水资源工程领域的运用探讨[J]. 黑龙江水利科技,2019,47(2):102-103,125.

[4]李能能,郭帅. 浅谈3S 技术在水文与水资源工程上的应用[J]. 中国科技纵横,2012(24):74.

[5]胡源明. 水文与水资源工程中3S技术的应用研究[J]. 科技创新导报,2017,14(30):70,72.

[6]马海青. 3S技术在水文与水资源工程领域的运用研究[J]. 建筑发展,2022,6(6):23-25.

张昕頔 (1995-)，女，2018年毕业于天津农学院水文与水资源工程专业，助理工程师。