基于GIS在水文水资源领域中的应用分析

基于GIS在水文水资源领域中的应用分析

夏巍

内蒙古赤峰地质矿产勘查开发有限责任公司  内蒙古赤峰市  024000

摘要：水资源的生态系统是一个非常复杂的系统，它分为两大类，一类是水文，另一类是水利。这里的水文是指在没有外部动力作用的情况下，在天然条件下，产生的一系列的水流及其与周围的相互作用效果。将GIS技术融入到流域水文学的研究中，不仅可以提升流域水文学研究的准确性，而且可以避免水资源的浪费，而且可以加强对流域水的使用效率。为了推动我国水文状况的进一步改善，有关部门必须注重GIS技术的使用和应用能力的提高，并通过行之有效的方法，持续性地提高GIS技术的使用效率，从而实现内部和外部的共同努力，推动这一领域的发展。

关键词：GIS技术；水文地质；水资源管理；数据分析

中图分类号：U692

文献标识码：A

引言

目前，我国有大小河流5,800余条，其中已开辟航道里程达10万公里之灌区数量也与日俱增，因此，水工设施的数量也与之相适应，对于水文水资源灌区、水运航道而言，这些设施大多分散于同一河流的不同区域，这给管理者的巡查造成了极大的困难。另外，随着时间的增加，巡查资料也在不断增多，这些历史资料在分析结构的运行状态时起着关键的作用，严重影响着管理者的决策，于此同时，历史资料的存储就成为了一项难题，既要能使巡查资料按照时间顺序存储，又要方便管理者进行查看，然而现有资料大多数为纸质材料给查询带来了困难。为了解决上述问题，不少学者对此进行了研究，为了加强水上交通的监管，防止水上船舶的污染，采用无人机进行巡查，具有反应速度快、采集数据质量高、成本低廉等优点；为了及时发现航标故障，建立了无人机自动巡查系统，提升了航标的精细化管理水平。

1GIS技术的应用优势

1.1促进各部门与各单位之间的协调运作

水文水资源管理牵扯到多个部门、多个单位，各个部门、各个单位各自承担着不同的工作，为了确保整体工程的管理质量，就必须对各个部门、各个单位的工作任务和职责进行清晰的界定。在这种情况下，要想取得更加完美的水文水资源管理成果，就必须要合理地将各个部门、各个单位的工作内容进行有效地配合，确保每一项工作都能够落实到位，同时也要确保每一项工作的质量。同时，为了推动各部门与各单位的协同运行，应该为各部门与各单位建立一个畅通的交流通道，也就是在水文水资源管理中运用GIS技术，实现各项工作任务的无纸化操作，再利用统一的通信系统平台，让各部门、各单位的工作人员都可以参加到水文水资源管理工作中来，对工作业务是否合理、规范执行进行监督和检查。

1.2提高水资源的管理效果

水文水资源管理的基本目标是，通过对区域内的水资源进行合理配置，提升其利用效率，最大限度地满足当地居民的生产、生活用水需要。但是，从当前的水资源使用状况来看，因为所涉的工程比较多，造成了比较严重的水资源污染，水资源分配的数量也比较少，这就造成了水资源的管理问题，现在，对水资源的管理问题，已经变成了制约着我国社会和经济发展的一个重要问题。所以，国家有关部门对水资源的管理工作十分关注，希望能够充分地收集和精确地分析该地区的水资源组成和其他有关的数据信息，从而制定出最佳的水资源使用计划。要达到以上目的，就必须将GIS技术应用到水利工程信息化中，并在此基础上，利用地理空间信息采集功能，对该地区的水资源水量、位置、环境等信息进行更为完整的获取，然后，利用卫星遥感技术，对当地的气候条件、环境特征以及对水资源产生影响的多种因素进行科学的分析，最终，有关工作人员可以根据这些分析结果，制定出一套科学可行的水资源使用调度方案，从而使水资源的使用效率得到提升。此外，将GIS技术和现代信息技术有机地融合在一起，能够建立起一个立体的模型，在水利工程信息化中，对水资源的调配和汇集的整个过程展开了一次科学的检验，最终达到了对该地区的水资源进行了最优、最合理的分配，使水利工程的功能得到最大限度地发挥。

2GIS在水文水资源领域中的应用分析

2.1水情预报

GIS技术在现代洪水预报工作当中的应用频率越来越多、应用方面越来越广，已经成为当代水情预报领域强有力的技术工具。GIS技术利用空间数据处理分析功能来实现洪水预报的自动化及网络化。主要体现在设置自动报警装置、确定水文模型参数、处理水文水情信息、开发水文模型，及建立数字高程模型五个方面。（1）自动报警设置：GIS系统能够获取高分辨率的地理信息资料，将这些地理信息资料与地理信息组建（MapObjects）结合开发出气象信息分析组件，就可以对气象情况进行监测与定位，再结合计算机的编程技术实现对灾害性天气的自动报警设置。（2）确定水文模型参数：当代的水文模型需要进行输入的数据参数大多属于地理信息数据参数，主要包含河道的宽度、长度、坡度，河流流域的重心、坡度、土壤情况，以及流域下渗状况等。借助GIS系统可以直接确定这些河道与流域的水文信息模型参数。（3）处理水文水情信息。依托数字地图，借助GIS系统与数据库管理技术对水情信息进行查询、检索、显示及分析处理。（4）水文模型开发。水文模型的开发可以为水文水资源研究提供科学依据。GIS系统利用降水量的空间分布状况将其归结为流域水文模型，流域水文模型结合现代计算机技术对不同水域中的降水量与汇流阶段进行科学计算，从而合理客观地预测出流域旱汛期，为防洪抗旱工作及实际工程施工提供技术支持。（5）建立数字高程模型（DEM）。数字高程模型不仅能够进行流域汇流计算，还能够结合水力学模型，对灾情进行评估和分析。借助GIS技术建立数字高程模型，自动生成流域水系，为水文模型开发夯实基础。此模型能够准确、快速、客观的预测和评价灾情。

2.2水资源空间控制

随着科技水平的不断提高，地理信息系统的技术水平也随之提高。同时，建立在GIS基础上的决策系统，能够对灾害发生过程中的实际特征进行仿真并对其进行响应，进而实现对流域水环境的有效控制，提升决策的可信度。从实际情况来看，应用GIS技术，在水利政策制定过程中，不仅能够得到精确的水利资料，还能将误差控制在极低的水平，从而能够提高空间管理模型的还原程度，有利于实现精确决策。

2.3防洪减灾

通过对GIS技术的运用，可以看出GIS技术对防汛减灾具有较好的作用。在使用过程中，防汛控制系统可以为开展各种决策活动，提供可靠的数据支撑。此外，在一个健全的系统帮助下，这样，就能在相对较少的时间内，迅速地整合各种资料，筛选出有用的资料，提高编制的精度。此外，与过去的灾害判定方式相比，GIS技术的应用还能利用多种方式获得更多的属性数据，并对这些数据进行高效地分类，这样就能更好地反映出整体演化的进程，获得更为准确的灾害信息，同时，也为今后的工作顺利开展奠定了基础。

2.4水污染控制规划

在我国的流域开发建设中，水污染问题已经引起了人们的广泛重视，并成为流域规划和治理的重要组成部分。GIS技术在水污染控制规划中，能够对已规划好的功能分区的水资源水质进行监测，并在可视化的辅助下，更直观地呈现出目前该水域的水污染情况，为后续制定水污染防控措施奠定基础。另外，利用信息技术，可以构建数据库，通过时间和属性对数据进行集成，为后续的数据提取奠定基础。

2.5汇流数据与产流数据计算

水文水资源管理与水利水电工程关系密切，与开发工作的高质高效完成有着密切的关系，与工程综合效益和实际使用效果有直接关系。对流域内土壤的真实状况、流域内的水源流进行了详细的分析。对该系数进行详细的分析和计算，将其与降水的强度相联系，得到了出水的渗透系数和纯净度。另外，各项工作具体的重点应该放在工作过程的各个方面，比如，协调沟通各相关单位，开展全面地质勘探，分析水库中储水可达高度等。只有严格按有关规定执行好各项工作，方能对后续的水利项目施工工作的顺利进行起到积极作用。

2.6优化水文水资源管理模式

由于目前水利工程建设中存在的水文水资源管理模式不够完善，因此必须进行相应的优化。即保证管理人员能够进行科学的计划安排，搞好工程的施工进度和质量的控制。在这个工程中有以下几点要说明：在进行水利工程施工的过程中，要了解整个施工的运行模式，思考相应的工作内容，全面实施施工造价管理。要加强对水文水资源施工进度的管理和控制，加强对水资源的管理，提高水利储量，保证工程进度实现预期目标。对每年发生的旱灾、洪涝灾害进行预测，并进行水储量预测。以此为依据，制定合理的水资源管理方案，以防止工程建设形势走向不利。在工程建设中，必须重视对施工工艺的管理与控制，要求施工符合水利工程标准与规范，以持续提高工程建设的效益与质量。只有如此，才能真正实现水利工程的整体利益。

2.7建立水文水资源地理空间数据库

建立一个全国统一的地理空间数据库，实现信息的共享，对于GIS在水文水资源的利用必定是一个重大突破。水文水资源特色数据库中可以包括一些子数据库，比如水情数据、水灾旱灾数据库、蓄滞洪区空间分布数据库等。另外还应该对该区域的人文情况、自然情况进行统计，并建立一个数据库进行管理。这样在做相关决策的时候就有数据可依，使决策更加科学化。

结束语

综上所述，对于GIS技术而言，在水文地质领域有着十分突出的作用，在一定程度上提升了水文地质工作现代化生产能力。同时还可以将计算机技术、地理信息系统以及水文研究技术进行有效结合，进行集中应用，不仅为我国水文地质管理工作提供了积极的助力作用，同时也为水文地质未来发展提供良好的保障性支持作用。在未来阶段的发展中，需要将GIS技术作为一种具有集成化特点、智能化特点、网络化特点、微机化特点、业务化特点和可视化特点的新型技术，同时不断增强GIS技术与水文地质信息管理之间的有效融合程度，并在最终阶段完善GIS技术功能在水文地质方面的应用效果，通过这种方式，创造出更为可观的经济效益、环境效益与社会效益。

参考文献：

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