研究GIS技术在新时代水利工程信息化建设中的应用

摘要：地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）技术在新时代水利工程信息化建设中扮演着至关重要的角色。它通过提供精确的空间数据分析，助力水资源规划，实现水资源量的空间分布分析和开发利用规划。在灌溉系统规划方面，GIS技术能够评估土地利用情况并优化灌溉设施布局。同时，GIS在水利工程建设与维护中辅助选址和维护，在洪水控制与防洪减灾中模拟洪水风险并制定应急预案，以及在干旱监测与调度中评价干旱影响并保障供水。

关键词：GIS技术水利工程信息化建设干旱监测

ResearchontheApplicationofGISTechnologyintheInformationizationConstructionofWaterConservancyEngineeringintheNewEra

WANGYongmeng

ShandongWaterConservancyConstructionGroupCo.，Ltd.，Jining，ShandongProvince，272000China

Abstract：GeographicInformationSystem（GIS）technologyplaysacrucialroleintheinformatizationconstructionofwaterconservancyengineeringinthenewera.Byprovidingprecisespatialdataanalysis，itsupportswaterresourcesmanagementandplanning，achieving spatialdistributionanalysisofwaterresourcesandtheplanningoftheirdevelopmentandutilization.Intermsofirrigationsystemplanningandmanagement，GIStechnologycanassesslanduseandoptimizethelayoutofirrigationfacilities.Additionally，GISassistsinthesiteselectionandmaintenancemanagementofwaterconservancyconstructionengineering，simulatesfloodrisksinfloodcontrolanddisasterreduction，andformulatesemergencyplans.Italsoevaluatestheimpactofdroughtsindroughtmonitoringandschedulingtoensurewatersupply.

KeyWords：GIStechnology;Waterconservancyengineering;Informationizationconstruction;Droughtmonitoring

水利事业是国民经济发展和社会进步的基础性事业，对于保障国家水安全、促进生态文明建设具有重要意义。近年来，随着信息技术的飞速发展，地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）凭借其空间数据采集、管理、分析和可视化的优势，在水利信息化建设中发挥了越来越重要的作用。GIS作为一种集成化的空间信息管理技术，能够有效整合各类水利数据，为水资源规划、灌溉系统建设、水利工程维护、洪水控制以及干旱监测等诸多方面提供重要支撑。通过GIS技术，可以实现对水资源量的空间分布、灌溉区域的土地利用、水利设施的选址优化等关键信息的高效管理和分析，为水利部门的科学决策提供有力支撑。此外，GIS还在干旱监测、水源调度等方面发挥重要作用，有助于增强水资源的合理利用和供水保障。

1GIS技术对水利信息化建设的重要性

GIS技术具有较强的空间数据分析与处理能力，能高效地对地理位置有关数据进行集成、分析及显示，对水利工程的规划及施工保护具有十分重要的意义。GIS技术有助于实现水资源合理配置与高效利用，并通过准确测绘水资源分布情况为合理配置与综合开发水资源提供了科学依据。在水利工程设计与施工阶段，GIS技术能够提供三维地理空间数据支撑，辅助工程师对复杂地理环境做出准确决策、优化设计方案、降低施工风险。GIS技术对水利设施日常养护工作有着无可替代的重要作用，利用GIS平台能够实时监测水库，大坝及其他水利设施，及时发现存在的问题并高效地安排维修与恢复，以保证水利设施的安全平稳运行。在防洪减灾中，GIS技术可以通过对洪水可能途径及范围的模拟来对潜在危险区域进行预测，从而对防洪预警及应急响应起到强有力的支撑作用。面对干旱这类极端天气事件，GIS技术也能起到举足轻重的作用，它通过分析干旱影响空间分布及趋势，为调度水源、预防水旱灾害提供决策支持[1]。

2GIS技术在新时代水利工程信息化中的应用

2.1水资源规划

2.1.1水资源量的空间分布分析

水资源量空间分布分析在水资源规划中占有重要地位，关系到水资源合理配置及可持续利用。将GIS技术运用到这一过程当中，使水资源量确定与分析变得更准确、更有效。借助GIS技术，能够对流域内的水文和水资源进行详细的空间分析，这包括降水量、地表水和地下水的分布模式，以及在不同时间尺度上水资源的时空变化规律。利用GIS空间分析方法进行空间插值，流域划分及水量平衡分析，可以细致地展现水资源空间分布格局并确定水资源富缺地区，从而为水资源优化配置提供了可靠数据支撑。该分布分析也可协助评价水资源可利用性、确定潜在水资源补给区、生态敏感区等，进而为水资源保护与合理开发提供指导。分析气候变化及人类活动作用下水资源量空间分布规律也可以对水资源变化趋势进行预测，从而为预防与适应气候变化及保障水资源安全等提供科学依据[2]。

2.1.2水资源开发利用规划

借助GIS系统规划人员可以从地形地貌、气候条件、流域特征、生态环境及社会经济诸方面综合分析可能开发水资源的地区。GIS技术可以模拟出不同开发方案对于水资源与环境所产生的效果，并对开发活动进行可行性与持续性的评估。GIS中的空间分析工具有助于确定水资源配置的最佳方案，并通过定量评价各方案的经济与环境影响来优化水资源开发的次序与布局，从而达到水资源高效利用与保护的目的。在水资源开发利用规划执行过程中，GIS技术也起到了监督作用[3]。对开发活动进行实时监测与后评价，GIS技术可以保证水资源开发与利用活动满足规划要求并对不合理开发行为进行适时调整，保障水资源长期、稳定供应。

2.2灌溉系统规划

2.2.1灌溉区域的土地利用评估

在现代灌溉系统规划中，GIS技术发挥着至关重要的作BJBegvxsB9JR81HCEnJuHkmmQarI3wFz8hAv+hVatOg=用，特别是在灌溉区域的土地利用评估方面。GIS的应用使得专业人员能够捕捉、存储、分析以及展示所有类型的地理和空间数据，进而为土地利用提供详尽的信息。通过GIS技术，可以详细分析土地的当前使用状况，如作物种植情况、土地覆盖类型以及可供灌溉的土地面积。这些分析帮助农业规划人员识别最佳的作物轮作系统，以及确定适合特定作物生长的最优土地利用方式。GIS技术能够评估土壤类型和地形，确定地下水位和水分保持能力，从而精确规划灌溉区域，以达到水资源的最大效用。

2.2.2灌溉设施的布局优化

GIS提供了一个多维空间分析平台，使灌溉工程师能够在设计灌溉网络时综合考虑地形地貌、土壤类型、作物需水量及社会经济因素等多重条件。通过对这些复杂因素的精确测绘和分析，可以优化水道、管网、泵站等灌溉基础设施的布局，减少水资源的损失和浪费。GIS技术还允许模拟不同灌溉方案，预测各种灌溉模式对地下水位、土壤盐碱化和作物产量的影响，从而指导采取最合理的灌溉措施[4]。

2.3水利工程建设与维护

2.3.1水利设施建设项目选址

通过集成地形、气候、水文、生态、社会经济等多源数据，GIS为工程师提供了强大的空间分析工具，以确保选址决策的科学性和合理性。GIS的应用能够帮助专家团队评估潜在选址点的水资源条件，如水源的可靠性、河流流量的季节性变化、地下水位的深浅以及水质状况。同时，还能分析土地利用现状、生态敏感区域、保护区分布等环境因素，以及基础设施状况、交通便利性、经济开发区布局等社会经济属性。

2.5.2水利设施的维护

GIS技术通过集成空间数据和属性数据，提供了一种强有力的工具，用于水利设施的监测与维护。首先，GIS能有效地进行水利设施的空间定位，这对于维护大型水利系统至关重要，尤其是在复杂的地形和广阔的地理区域中。通过GIS，能够对水坝、水库、河道、灌溉系统等设施进行详尽的空间分析，识别潜在的风险区域，如易发洪水的低洼地带或者河堤的薄弱环节。其次，GIS技术支持对历史数据的存储与分析，这有助于了解和预测水利设施的老化趋势，并据此制定维护计划。

2.4洪水控制与防洪减灾

2.4.1洪水模拟与风险区域预测

洪水模拟与风险区域预测是现代水利工程中的关键组成部分，它们依托于先进的数值模型和大数据分析技术，包括GIS技术、遥感技术以及各种水文和气象模型。通过这些技术，专家们可以利用海量的历史降雨记录、河流流量数据、地形地貌信息以及气候变化趋势等，建立复杂的洪水预测模型。这些模型不仅能够预测洪水发生的概率，还能够模拟洪水的流向、速度、深度和可能影响的区域，从而提前识别可能的风险区域。洪水模拟的准确性对于城市规划、土地利用政策的制定有着极其重要的作用，它能够帮助政策制定者和工程师在不同洪水情景下进行风险评估，并据此进行有效的防洪策略规划。

2.4.2防洪应急预案的制订与执行

编制防洪应急预案涉及以减少洪水所造成损失为目标的一系列战略与行动计划。应急预案编制以区域洪水风险评估为依据，综合考虑了不同洪水情景下的对策，主要包括疏散计划，应急救援队伍组织以及救灾物资储备与发放。在编制预案时需跨部门协作，以保证水利部门，交通运输部门和卫生部门各有关机构之间的协调。预案中应包含定期演练以保证当真实洪水事件出现后全体人员能够快速有效运作。洪水事件中，快速的信息传递与决策是非常关键的，预案应包括信息共享和传递机制、决策支持系统等内容，才能达到高效指挥、协调的目的。

2.5干旱监测与调度

2.5.1干旱影响评价与监测

干旱影响评价与监测，是鉴定与评价干旱在环境、经济、社会等各方面影响大小的一项重要工作流程。这个过程包括了多种监测技术和评估方法，包括遥感技术、地面观测站点的数据收集，以及水文模型的应用。通过采集气象，土壤水分，植被覆盖度与水库水位资料，可实时监测干旱的发生情况，评价干旱的发展趋势。这些资料有助于科学家和决策者理解干旱在空间上的分布及其严重程度，以便制订出对应措施。例如：根据所收集到的资料可对粮食产量下降、水资源短缺区域以及潜在生态系统退化做出预测。干旱监测系统能够对干旱可能给供水安全及农业生产带来威胁进行预警，并为旱情应急处理提供决策支撑。准确地进行干旱监测与影响评估对缓解干旱带来的危害具有重要意义，可有助于政府及地方部门制定预防措施，如推行节水政策、调整种植结构、优化水资源配置等。

2.5.2水源调度与供水保障

水源调度与供水保障在干旱时期具有关键意义，对于确保社会经济的正常运行、农业生产的持续发展以及生态环境的健康至关重要。在面临干旱挑战时，有效的水源调度和供水保障措施可以起到关键作用，帮助社会应对水资源紧缺的情况，保障各个领域的用水需求。水源调度的核心在于实现水资源的合理配置，以最大限度地满足各个领域的用水需求。动态监测水资源状况是水源调度的基础，需要对水库、河流以及地下水的水位和流量等进行实时监测和数据分析。基于监测结果，制订科学的水源调度计划是确保供水保障的重要手段。这些计划可能涉及到水库的蓄水与释水策略调整，跨流域调水计划的优化，限制用水措施的实施，以及提高水资源利用效率等方面。在极端干旱条件下，供水保障的挑战更为严峻，可能需要采取更加切实有效的措施。通过多元化的供水保障措施，可以有效缓解干旱对人类生活、农业生产和生态环境造成的影响，保障社会的可持续发展。水源调度与供水保障的最终目标是在维护生态系统的前提下，尽可能减少干旱对人类社会和经济活动带来的危害[5]。

3结语

经过深入研究，GIS技术在水利工程信息化建设中的应用展示出强大的潜力和价值。本文通过对GIS技术应用的案例分析，揭示了成功实践的关键因素，同时指出了信息化进程中遇到的挑战和问题。未来，随着技术的不断进步和创新，GIS技术将在水利工程信息化建设中扮演更加重要的角色。为此，建议加强对GIS技术的研究与推广，不断提升水利工程的信息化水平，以更好地服务于社会经济的可持续发展。

参考文献

[1] 陈建玲.GIS技术在新时代水利工程信息化建设中的应用[J].黑龙江水利科技，2023，51（12）：112-114.

[2] 崔东林.新时代背景下GIS技术在水利工程信息化中的应用[J].工程技术研究，2023，8（6）：202-204.

[3] 苏本谦.基于BIM+GIS的水工结构管理系统研究[D].青岛：青岛理工大学，2021.

[4] 宋宜昌.基于BIM+GIS的水利工程数字孪生构建研究[D].北京：华北水利水电大学，2023.

[5] 王振映.GIS技术在新时代水利工程信息化中的运用分析[J].科技资讯，2021，19（14）：91-93.