摘要:随着国内水文生态环境的日益恶化,水资源不仅遭受较为严重的污染,而且逐渐表现出枯竭的趋势,水危机问题受到人们的广泛关注,由此对水文水资源的研究逐渐增多。而GIS技术是一种基于信息技术、计算机技术快速发展的先进技术,将其应用到水文水资源研究中,能够快速准确的获取到所需要的水文资料数据,从而为区域水文水资源管理提供数据支撑,提升水文水资源管理的科学性。
关键词:GIS;水文水资源;领域
随着我国现代化建设进程的逐渐推进,国家和政府高度重视对水文水资源的保护。在积极践行“水利工程补短板、水利行业强监管”水利改革发现总基调的社会背景下,提高水文水资源信息化程度,建设“数字水利”就显得尤为重要。GIS技术具有管理和分析空间数据的核心作用,将会成为制定防洪减灾决策、开展水文模拟工作、监测水资源和环境的重要手段,在现代化建设的过程中具有重要指导意义。
1GIS的应用特点
1.1基础电子地图
基础GIS图对基础数据的要求十分严格,其所需基础数据采用的比例尺要视实际情况而定,但一般所选用的比例尺为1:25万。而且基础电子图系统中所包含的数据十分广泛,既包括铁路、公路、水库以及基础设施,也包括居民点和城镇,甚至是河流湖泊位置等具体信息,其覆盖面极广。
1.2专题电子地图
在水文水资源领域,相关技术人员可以借助GIS软件建立其水文水资源专题地图,具体来说也就是将所涉及到的专题数字地理数据和基础电子地图进行叠加。在实际应用过程中专题地图对于水文水资源信息的描述更加具体详细,具有较高的专业性和实用性。在开展相关工作的过程中,水利工程、水文测站的分布情况,水资源分区等信息都在水文水资源专题GIS地图上有所显现。
1.3遥感信息库
遥感信息库是由经过解译后的基础地理数据信息而构成的数据信息库。在当今时代,借助比较先进的遥感影像,技术人员能够解译相关区域的水体信息,并且对水文水资源领域的各方面信息进行动态监测,借助GIS艺术对同一区域不同时期的影像进行对比,就可以推断出该区域内水源水资源特征变化的结果以及趋势。
1.4属性数据库
在描述空间数据的过程中,GIS技术的基础数据库,也即GIS属性数据库发挥了重要的作用。借助对这一数据库中的信息分析,可以充分获知该区域的水资源开发利用情况、地表和地下的水资源开发情况、水环境状况、水利工程参数及状况等详细信息。
2GIS技术在水文水资源领域的应用
2.1地下水方面的应用
2.1.1地下水模型
为了明确某个区域地下水资源的实际情况,往往需要技术人员直接前往实地进行进行全面系统的勘察,通过应用GIS技术,可以准确有效地对地下水含水层中的地质结构以及空间分布等信息进行掌握和明确。更为有利的是,在进行水资源数据库创建的同时,许多的基础性资料、地下水分布情况均可以通过GIS技术实现,如此一来,GIS技术的空间辅助效果便可以得到全面的发挥。就目前GIS技术应用现状来看,地下水模型主要有物理模型和数学模型2种,对地下水模型中应用较广泛的GIS技术来说,建模流程主要包括空间数据库的建设、专题层的网格化、模型构造和识别以及水文地质图的制作。除此之外,GIS技术可以对地下水的储量、水位、水流量以及不计量等进行监测。
2.1.2地下水资源勘测
在此环节中通过应用GIS技术,不仅能够准确获取到地下水水位、水量等基础性数据,还能够由GIS技术构建出三维数据模型,对地下含水层空间分布进行模拟,形成对地下含水层的可视化显示,通过该数据模型能够准确预测地下水资源的动态变化趋势,同时在对其观察中能够有效掌握流域地下水资源变化规律,这将对流域地下水资源开采提供较为充分的理论支持。
2.1.3地下水资源污染
GIS技术在地下水污染治理和管理中主要有以下的应用流程:①明确检测区域内地下水污染现状,并明确检测区域内排污管的分布情况,进而为后期的检测工作和智力工作提供指导性建议。除此之外,还需要掌握对水域单元水质分布情况。②通过GIS技术系统的地图形式,可以对地下水资源的污染情况进行直观展示,并对各个水域分布范围进行明确,通过全面的展示,可以保证地下管网工作的顺利开展。③通过GIS技术可以及时构建数据库,数据库中包括水资源污染的实际情况、实际数量等基本信息,在帮助技术人员信息存储和管理方面发挥着重要的作用,进而解决地下水资源污染的问题,提升防治工作的整体效率。
2.1.4完成水质预测评价
在地下水监管中,针对水质做出预测评价是最为主要的内容之一,依靠传统人工采集地下水资源检测、评价、得出预测结果的方式,不仅效率较低,且在准确性上显得较为不足。而在将以往应用的水质预测评价模型,与GIS技术进行融合,能够有效集合各自的优势,从而提升地下水质预测评价的效率和准确性。从具体应用来看,主要步骤包括:首先通过GIS技术采集到水质预测评价所需要的数据信息,将其存储到对应的数据库之中;其次利用传统的水质预测模型,通过特定的应用程序,将前期采集到的数据信息带入到参数模型中;最后通过模型输出地下水质预测评价结果。由于前期通过GIS技术采集所需要的数据信息,所得到的信息更加全面,这有助于提升水质预测评价的准确性。
2.2地表水方面的应用
2.2.1水资源的保护与规划
具体来说,首先通过RS技术获取对地表水周期性水文信息,然后基于GIS技术建立模型,完成相关数据的计算以及规划,最终形成水资源保护方案。图像显示,可以对方案实施后的效果进行评价,一方面可以有效减少工作量,提升工作效率,另一方面可以保证水资源预测结果的准确性。相比传统的大尺度战略规划,GIS技术具有操作灵活简便、管理方便以及信息数据获取准确性高的特点,应用GIS技术可以快速的创建实测数据库与属性数据库,并且根据GIS系统中强大的空间分析功能,对流域水资源空间分布、水资源储蓄量、社会关系、人口结构等进行定量分析,为水资源保护规划工程的效益评价、调水路线以及管理监测等提供可靠性的决策依据。
2.2.2洪水预防监测
(1)构建自动报警系统。自动报警功能的实现,主要需将流域GIS系统与气象监测系统进行结合,以此来分析流域内未来一段时间内的水位情况,当预测水位超出一定范围之后,自动触发报警功能;(2)确定模型中需要的参数信息。模型参数信息大部分能够直接通过GIS技术进行获取,如:河道的宽度、深度、坡度,河流下渗参数等,然后将这些参数信息输入到对应的预测模型中;(3)模拟水文水情。利用GIS技术,结合数字地图,可以动态模拟水文水情到来时的情形,由此可以准确判断洪峰;(4)开发水文模型。针对流域水资源情况开发对应的水文模型,是促进对流域水资源深入研究的重要方式,将GIS技术与各气象监测站的信息数据进行结合,计算流域上游和本地区域的降雨量,通过模型预测流域水文水情,可以有效实现对旱灾、洪灾的提前预测,便于做好对应的防护工作;(5)构建DEM数字高程模型,通过构建DEM模型,能够有效弥补前期完成的水文模型之不足,对流域内各区域水资源的汇流变化过程做出预测,然后再与水文模型进行结合,所得到的水文水情预测结果将更加的准确。
3结语
综上所述,水文水资源领域中GIS技术的应用是新时期“数字水利”建设的一项伟大举措。GIS技术的应用将使传统水文向数字水文转型的过程事半功倍,具有较高的应用前景。
参考文献
[1]张珍珍,曹利军,韩立新,等.基于GIS技术的水文水资源研究[J].黑龙江水利科技.2019.47(05):20-22.
[2]蒋公社,孙婕,李振.GIS技术在水文水资源领域的运用[J].科技视界.2019(01):259-260.