GIS技术在水文水资源工作实践中的运用探究

李伶婕

水资源是人类生存的必需能源之一，面对水资源日益枯竭和水体污染愈发严重现状，如何实现水资源的合理利用和有效保护，已经引起了人们的广泛关注和重视。而水资源的管理、规划及保护，都是依靠水文资源工作所获取的相关资料开展的。只有将更多先进技术手段引入到该项工作中去，才能为决策的制定提供更加科学、可靠的依据，而GIS技术在这方面体现出了显著优势。由此可见，将其运用到水文资源工作中是非常必要的。

1 GIS技术

GIS技术中文全名为地理信息系统，具有较强的综合性和交叉性特点，其本质为计算机系统，主要用于地理研究和地理决策服务方面。借助相应的计算机硬件、软件系统，可以以地理空间为基础，完成地理分布数据的采集、存储、处理、分析、显示等，通常是将所获取的地理数据先在表格呈现出来，然后再将其转换为地理图形，最后进行浏览、分析和操作，可实现对所获取数据的有效利用，用于支持相关工作的开展。GIS技术主要具备空间定位、多维结构、时序性等特征，首先，可以在空间参照系中获得有关的数据，实现空间实体位置识别从而形成地理信息；其次能够实现3D结构的多专题信息通过二维结构；另外，GIS获得的地理信息能够随着时间变化而变化，具有较强的时序性[1]。应用GIS技术，既可以对具有空间属性的资源环境信息进行管理，在短时间内完成多次对资源环境情况的分析和测试，提供可靠的决策依据和政策评价标准；又能够掌握资源环境的动态情况，并比较不同时期所发生的变化。基于GIS技术所体现出的价值和作用，已经在农业、林业、环境资源、土地资源、水文资源等领域中得到了广泛应用。

2 GIS技术在水文水资源管理中的应用价值

在开展水文资源工作时，不仅涉及到地理空间问题，掌握水资源的时空分布特性，而且还需要完成对海量数据的管理和处理，进而做出科学、合理的决策。而GIS技术正好满足这一工作需求，有着多方面的应用优势，其价值主要体现在以下几方面。第一，可以充分利用GIS技术的空间性好实效性特点，完成水文资源空间信息的采集和实时更新，建立标准化空间坐标系统，并实现与非空间信息的有效结合，提供连接机制，实现水文资源信息在不同模型之间的传递和共享[2]。第二，GIS技术有着友好的人机界面及良好的视图显示功能，能够以可视化形式将水文资源分析结果呈现出来，使用者可更加方便、直观、清晰的了解到水文资源具体情况，便于进行深入分析并最大化保证决策的精准性。同时可以采用统计表格、专题地图、报告等形式，将模拟过程和结果表示出来，丰富了水文水资源工作方式。第三，还可以将GIS技术与计算机技术、卫星遥感技术等相结合，实现对水文水资源数据的优化管理，能够得到更加全面、精准的数据信息，为水文水资源工作的科学开展提供可靠的决策依据。这些都是水文资源领域中GIS技术所体现出的显著作用，在实际工作中有着良好的应用及发展前景。

3 GIS技术在水文水资源管理中的具体运用

3.1 水文情报预报及防洪减灾

水文情报预报是以全面、可靠的水文信息为基础的，而GIS技术具有较强的数据整合能力，可以完成覆盖面积较大的水文信息采集，并对其进行分类、整合、处理，为水文情报预报提供了重要的辅助资料。对于骨干河道、自然湖泊、大中型水库等来讲，可以借助GIS技术完成洪水预报方案的编制，并提供准确性较高和实效性较强的水文情报，为洪水预报作业的开展提供技术保障[3]。另外，在防洪减灾方面作业中，GIS技术也起到了良好的决策辅助作用，在管理平台、灾情评估、风险分析与区划和城市防洪等环节得到了广泛应用。首先，将GIS技术引入到管理平台中，能够加强空间数据和时间数据的管理，强化信息资源整合和利用功能，以可视化方式通过数据和优化参数，将决策方面呈现出来。其次，在灾情评估方面，GIS技术可以将空间数据和各种属性数据进行多层次整合、管理，模拟洪水灾害，从而为灾情数据的分析、提取、评估提供有利的辅助手段。在评估完洪水灾害之后，是对灾害风险的分析和区划。这个过程需要集合GIS技术对自然、地理、社会因子等诸多因素并附上相应的权重进行空间叠加，然后完成分析和区划，是一种评估灾害损失的有效手段。

3.2 地下水资源勘查

为了解地下水具体分布情况，便于不同地区水资源的配置管理，便需要开展相应的勘察工作，而利用GIS技术可以得到含水层的地质结构、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资料。具体应用过程中，地表水的补给、地下水的埋深和储藏量等信息，都可以通过GIS技术获取，能够以此作为依据建立地理空间模型，将各项数据在模型上更加细致、全面的表示出来，掌握地下水资源规律和特点，提供更加准确、全面的决策支持，保证了地下水资源开发和利用的科学性及合理性，能够避免造成水资源浪费。并且，在建立空间数据库系统时，如水文地质基础资料、地下水分布资料、地下水动态资料等，都可以借助GIS技术实现。为便于工作人员查询和检索，还可以用可视化形式呈现出来，同时还能利用现有数据，对地下水未来变化情况进行模拟和预测，充分发挥其空间辅助决策支持作用，提高地下水资源勘查效果和管理水平。

3.3 生态用水量计算

生态用水量是基于生态环境恶化背景下所提出的一种新概念，也叫做生态环境用水量或生态需水量，表示不同生态系统位置自身平衡所需要的实际水量，是当前水文水资源工作中的一项重要内容。通过运用GIS技术，需要先确定具体的生态系统，如河流、湿地等。了解其土地覆被分布状况及其变化规律，用遥感图像形式呈现出来，经过处理后得到土地植被覆盖率、土地建设情况、水深等各项专题信息。为保证数据的精准性，需要结合全球定位系统对所得数据进行检验和修正。如此一来，便可以得到生态系统各项空间数据，为生态环境的评价、管控等各项工作提供基础资料，并结合土地覆盖面积和生态用水量的计算模型，计算出精准度较高的生态用水量。比如利用GIS技术对2009-2010年洞庭湖面积进行量测，可得知其需水量呈上升趋势，表明洞庭湖调蓄面积和调蓄量，随着国家“退田还湖”方案的实施有所增加，且高洪水位也明显降低。

3.4 水污染控制规划

在开展区域环境规划工作时，必须将水污染现象考虑在内。加强治理和防控力度，主要是通过控制水资源总量实施的，将GIS技术应用到该项作业中，可以提高水污染控制规划水平。其具体应用过程为：城市排污管网分布情况、各个水域单元水质分布情况等，用地图形式更加直观的呈现出来，保证管网设计的合理性，并明确不同水域单位的具体分布范围。另外，对于污染物的种类和数量、国民经济统计资料等，可以利用GIS技术建立相应的数据库，便于信息的存储、查询、管理和应用。如此一来，便能够充分发挥城市排污管网的作用，将水污染所造成的影响降到最低，实现对其有力控制。

4 结束语

基于节能减排理念的提出，要想实现可持续发展，建设资源节约型、环境友好型社会，便需要加强对水资源的保护，避免造成水资源的浪费。所以，需加强水文水资源工作力度。将GIS技术加以合理、有效利用，能够实现对传统工作模式的创新，水文水资源各项数据信息的获取、分析及管理将会更加方便，同时还保证了资料的全面性和准确性，可以为工作决策的制定提供可靠依据，在保证水文水资源科学应用方面发挥了重要作用。并且随着研究的不断深入，GIS技术将该领域必将有着更加广阔的应用前景。

[1]高永芹,李家法.分析GIS技术在水文水资源领域的应用现状与展望[J].信息与电脑(理论版),2015,(13):34-36.

[2]全占东.水文水资源领域中GIS技术的应用现状分析与发展趋势探讨[J].黑龙江水利科技,2017,(2):128-130.

[3]师晟国.GIS技术在水文水资源工作实践中的运用研究[J].城市地理,2017,(18):185.