计算机监控系统在水资源管理中的应用——评《水文与水资源管理》

杨明红，杨振华

王文亮，王晓燕，崔姣利 著北京工业大学出版社出版

水资源管理旨在有效保护、合理利用地球上的有限水资源，保证人们获得足够的生产生活用水，预防水资源污染，维护供水安全；保护湿地、河流、湖泊和海洋等生态系统的健康，保护物种多样性，维护生态系统功能，防止生态灾难的发生。随着科技的不断进步，计算机监控系统在水资源管理领域的应用日益广泛，为水资源的监测、分析、预测和管理提供了强有力的工具和平台。《水文与水资源管理》一书深入探讨了水文循环、水量平衡、水资源管理的内涵、目标、原则、方法，以及水资源管理制度、法律法规的产生与发展等；回顾了不同文明阶段的水资源管理方式，从原始文明到生态文明展示了水资源管理随着社会发展的演变；分析我国水资源管理工作的难点，提出了解决策略，并对未来水资源管理的发展进行了展望。

参阅该书可知，目前全球水资源问题日渐凸显，包括水资源短缺、水质污染、水旱灾害等。快速的人口增长、城市化进程和工业化扩张导致水资源需求急剧增加，供需矛盾日益尖锐，而且工业废水、农业污染等威胁着水体健康。此外，某些区域水旱灾害频发且影响巨大，如洪涝、干旱、泥石流等，常常导致人员伤亡、财产损失和生态环境破坏。传统的监测手段往往难以在灾害来临之前作出及时响应，而信息技术的快速进步为计算机监控系统的应用创造了条件，能够实现水资源数据的实时更新和精细分析，为水资源管理者提供准确的决策支持。具体而言，计算机监控系统在水资源管理中的应用主要体现在以下三个方面。

第一，计算机监控系统在水文学分析和水量平衡方面发挥着重要作用。计算机监控系统通过传感器网络在不同地区收集并传输降雨数据，建立地区降雨模型，揭示不同地点的降雨分布和变化趋势，使水文分析更加全面和精确。例如，在一个流域内，系统可以实时监测各个地点的降雨情况，将这些数据输入模型，从而更好地预测不同地区的径流量和地下水补给量。另外，通过监测不同流域的降雨、蒸发、蓄水、径流等数据，系统还可以建立水量平衡模型，深入分析水资源的供需关系，揭示水资源的短缺情况，为水资源的科学调度和合理分配提供依据。例如，在一个水库中，系统可以实时监测蓄水量的变化，结合入库和出库数据，分析水库的水量变化趋势，从而指导水库蓄水和放水决策，确保供水和灌溉的需要得到满足。计算机监控系统能够实现即时数据可视化和报告生成，通过图表、图像和报告的生成，管理者可以直观地了解水资源的动态变化，及时作出决策。

第二，计算机监控系统在水质监测与污染预警方面具有重要应用价值。利用实时传感器监测的水质参数，系统可以随时掌握水质的变化情况。一旦出现水质异常，如pH 值异常升高、溶解氧含量急剧下降等，系统会自动发出预警信号，通知相关人员及时进行干预。计算机监控系统可以通过数据分析和建模预测水体污染的趋势和污染物扩散情况。系统可以建立水质模型，根据历史数据和实时数据，预测污染物的扩散路径和范围，及早发现潜在的污染风险，为管理者制定应对策略提供科学依据。例如，系统可以根据河流的流速和水质数据，预测某一污染源可能对下游水体产生的影响，从而引导管理者在污染扩散前采取适当的措施，减小污染损害。此外，计算机监控系统还能够对水污染事件进行快速反应和分析。一旦发生污染事件，系统可以实时收集相关数据，利用模型分析污染源、扩散途径等关键信息，帮助管理者迅速制定应对方案。

第三，计算机监控系统在水资源调度和灾害监测方面发挥着关键作用。计算机监控系统通过实时数据采集和模型分析，有助于实现水资源的智能调度。系统可以集成各类数据，如水库蓄水量、河流流量、降雨量等，根据现有数据和历史资料，预测未来的水资源供需状况，生成不同调度方案的模拟结果，分析不同方案对供水、灌溉、生态环境等的影响。例如，在干旱季节，系统可以根据预测的降雨量和蓄水量，模拟不同蓄水和放水方案的效果，帮助管理者选择最优的调度方案，保障水资源的合理利用。此外，计算机监控系统可以通过实时数据采集和分析，实现水旱灾害及时监测。系统可以通过传感器网络实时监测降雨量、河流流量、水库水位等数据，并将这些数据传输到计算机系统中进行分析；系统还可以利用历史数据和气象预测，建立水旱灾害预测模型，识别可能的灾害风险。

综上所述，计算机监控系统在水资源管理领域具有重要应用价值。通过实时数据采集、分析和模拟，系统能够更准确地了解水文情况、水质状况和水资源分布情况，提前预防和应对水质污染及水旱灾害问题，保障水资源的可持续利用和人类生命财产安全，促进水资源管理的现代化和智能化。