浅谈GIS在水文水资源领域中的应用

2015-04-05丰亚丽

水利技术监督 2015年4期

丰亚丽

(辽宁省盘锦水文局，辽宁盘锦 124000)

目前，我国信息革命浪潮的冲击日益激烈，加之水资源日渐枯竭，在这样的形式下，我们就必须紧紧的围绕水文水资源的问题进行综合研究。因此，对于水文资料的准确、快速获取以及空间信息的分析、图形图像的处理等就显得尤为重要。由于GIS技术的空间特性、对于海量数据的管理与处理能力以及水的时空分布特性等，使得GIS技术必然能够在水文水资源领域中发挥出重要的作用。

1 在水资源的开发与管理中的应用

1.1 水资源的开发

目前，我国水文部门在对地表水资源的空间分布情况进行调查时，通常都会采用GIS技术。通过GIS技术的应用，地表水资源调查的过程将更加的高效，调查的结果也将更加精确。当然，GIS技术并不是仅仅应用于地表水的调查过程中，其也能够对地下水进行高效的调查。GIS技术的应用能够通过科学的手段来对大量级的开采地下水进行精确的分析，能够在地下水资源的保护工作中发挥出关键的作用。另外，GIS的应用对于地下水资源的合理开发也能够起到重大的支持、决策作用。

1.2 水资源的管理

目前，我国已经逐渐的建立起了很多行之有效的GIS水资源管理系统，GIS技术在我国水文水资源领域中的应用已经逐渐形成了一定的规模，应用的效果也充分的体现出了GIS技术的巨大作用。比如上海市的GIS水资源普查管理系统、黄河下游的水资源管理空间决策支持系统以及辽宁省的太子河流域水资源实时监控管理系统等。这些基于GIS技术而建立起的系统开辟了我国水资源合理开发以及可持续利用研究的先河。

就目前的情况来看，我国GIS水资源管理信息系统的技术水平与那些先进国家(如美国、法国、俄罗斯等)的水平几乎不相上下，概括起来主要具有以下特点。

(1)基础电子地图。目前，我国基础电子地图系统数据的基础数据均为1∶25万。其主要包括了行政区划边界、城镇、铁路、公路、居民点、水库、江河湖泊等信息［1］。

(2)专业电子地图。所谓专业电子地图，即是通过将数字化的水文水资源专业地理数据叠加在基础电子地图上而形成的电子地图。与基础电子地图相比，专业电子地图对于水文水资源信息的描述将更加的实用、更加的具体，而所包含的信息资源也将更加的专业。

(3)遥感信息库。所谓遥感信息库，即是与基础地理数据相匹配的烟感遥测数据(其是通过解译之后所得到的)。

(4)属性数据库。其能够描述分区内查询对象的属性，比如分区内的水资源开发利用状况、地表水资源状况、地下水资源状况。其是整个GIS系统的基础数据库。

(5)软件系统。其是在上述四种技术的基础上通过GIS嵌入技术的采用并结合水资源管理的实际需求而开发出的一种水资源管理系统软件。其主要包含了属性数据的管理、空间数据的管理以及这两者相结合的信息管理等。

(6)“Web”GIS信息查询。此信息查询系统的设计是充分的考虑的外部用户。通过“Web”GIS信息查询系统的建立，外部用户即可通过Internet访问来对生态环境、水资源等综合信息进行便捷的查询［2］。

2 在水文情报预报中以及地下水资源勘察中的应用

2.1 水文情报的预报

(1)模型参数的确定。是实际的流域水文模型当中，绝大多数的参数都与地理信息是息息相关的。比如流域的坡度、河长、宽度以及土地的利用面积等，通过GIS技术的应用即可以根据相应的地理信息来确定出准确的答案。而另外一些模型参数，如流域的下渗能力等，即可以通过GIS技术的应用来根据相应的地理信息进行科学的分析与精确的计算。

(2)信息的查询以及空间信息的分析。基本上所有预报系统都是以电子地图作为背景的，通过GIS技术以及数据管理技术的应用来实现水情信息的查询、检索、分析、计算［3］。再次，是“DEM”的应用。DEM技术并不仅仅应用在流域的汇流计算中，其还能够在水利学模型的中发挥出极大的作用。对于灾情，通过DEM技术的应用能够客观、快速、准确的做出相应的评估与分析。

(3)分布式水文模型的开发。由于GIS系统能够有效地提供出详细、明确的信息资料，因此我们就可有根据流域的实际条件来将流域划分成能够满足分辨率的多种多边形或不规则的单元格，从而通过单元格的利用来充分的考虑降雨等要素在空间分布中的不均匀现象。

2.2 地下水资源的勘查

对于水资源的保护、规划、管理以及合理开发利用而言，地下水资源的勘查必然是基础环节。对地下水资源的勘查，其根本的目的在于查明区域内主要含水层的地质结构、空间分布、导水性、含水层的边界以及各个含水层之间的水力联系等特征［4］。针对于地表水资源的空间分布以及调配的方面来说，GIS技术的应用能够让我们对地表水的补给、地下水的埋深以及蕴藏量等信息进行系统、全面的掌握，以此来得出更加精确的空间数据与成果细化模型，对区域内地下水资源的规律、特征进行更加准确的反映，从而为地下水资源的保护、管理、规划以及合理开发与利用等提供具有全面性、准确性的决策支持，让地下水资源的管理更加科学化、规范化。

另外，在水资源勘查的过程中，GIS技术的应用主要是建立起相应的空间数据库系统，比如地下水动态资料、水文地质基础资料、地下水开采情况等数据库，不但能够实现对相应空间数据库系统的可视化查询与检索，还能够对地下水动态的发展趋势进行科学有效的预测，最终让地下水资源管理的空间辅助决策支持作用得以实现［5］。

3 突发性水污染事故应急响应

如果将网络分析功能、水质模拟技术与GIS技术下的空间数据集成进行充分的结合，那么即能够对那些突发性污染事故所造成的污染状况进行模拟，从而让我们能够及时的确定出受影响的对象及范围，以便我们采取适当的措施来对其进行控制。比如在“松花江污染事件”中，人们通过GIS技术的应用来建立起了松花江预警系统与污染检测系统，以此来对污染水带的流动与变化情况进行科学、合理的监测，对沿城市造成的影响进行评估，对污染变化的趋势进行分析，并且最终以电子地图的形式来将污染的情况方便、直观的展现出来，同时也能够具有科学性、准确性的预测、预警。