3S技術(shù)在水文與水資源工程中的應用研究

陳俊紅

（深圳市東部水源管理中心，廣東 深圳 518172）

0 引言

我國的水文與水資源工程事業(yè)，在社會經(jīng)濟的發(fā)展下快速發(fā)展起來，同時對水文與水資源中的相關(guān)技術(shù)應用提出更高的要求。3S 技術(shù)能夠有效地提升水文和水資源工程相關(guān)工作的質(zhì)量和效率，滿足人們的用水需求。

1 關(guān)于3S技術(shù)的簡述

3S技術(shù)是指一種現(xiàn)代化信息技術(shù)，包括全球定位系統(tǒng)、地理信息以及遙感技術(shù)等，是在各種專業(yè)及技術(shù)基礎(chǔ)之上集成的，而通過這種技術(shù)的應用能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進行采集。隨著近年來，因環(huán)境污染造成的一系列問題的凸顯，我國逐漸對環(huán)境保護工作引起重視。3S 技術(shù)也是環(huán)境保護工作推進中的重要一環(huán)[1]。3S 技術(shù)的應用有利于在環(huán)境保護工作中更準確地進行局部地區(qū)水文情況的模擬，計算出水量消耗的可靠數(shù)據(jù)，幫助相關(guān)工作者對當?shù)氐木唧w情況進行科學、準確的評價和判斷。除此之外，該項技術(shù)還能對某水域水質(zhì)污染等不同變化進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)水體污染情況，可幫助工作人員及時采取應對措施，確保水域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的安全。

2 水文、水資源等工程領(lǐng)域中3S技術(shù)的運用

2.1 水文勘測

3S 技術(shù)在水文、水資源等領(lǐng)域中應用時，能夠在具體流域勘測相關(guān)圖片、圖形、文字等數(shù)據(jù)信息資料。3S 技術(shù)展現(xiàn)的水文、水資源水勢圖如圖1 所示。

從圖1 我們不難看出，在光譜、樣本區(qū)域特征基礎(chǔ)上呈現(xiàn)的水勢圖，能夠滿足標記解釋、遙感圖像的判讀。同時，3S 技術(shù)中包括GPS 技術(shù)系統(tǒng)，能夠根據(jù)野外的實地進行定點、校核，尤其在野外環(huán)境中，采取GPS 系統(tǒng)核驗位置，不僅能確認核驗范圍準確性，還能通過GIS 數(shù)據(jù)庫在短時間內(nèi)進行準確的分類，對于水文勘測給予有效、可靠的評價及分析。

圖1 水文與水資源的水勢圖

2.2 水文模擬

水文和水資源的工程中對水文進行模擬的技術(shù)主要是應用DEM 分布模型，這也是水文模擬當中最為主要的發(fā)展方向。就目前的情況看來，水文模擬技術(shù)、GIS、水文模型之間具有非常密切的關(guān)系，這也是水文模擬相關(guān)數(shù)據(jù)能夠利用GIS 技術(shù)進行管理、環(huán)境空間分析的重要原因[2]。GIS尤其在DEM 分布的模式中充當十分重要的數(shù)據(jù)，能夠幫助該流域中水文參數(shù)的有效提取和建模，包括該流域方向、實際坡度、匯流等方面，然后模擬流域內(nèi)土壤狀況、植被覆蓋情況等，最終完成整個流域內(nèi)地表以及地下水實際情況，從而為之后的水文與水利工程的進行打下扎實的基礎(chǔ)。

2.3 水文預報

3S 技術(shù)還包括RS 技術(shù)，該項技術(shù)能接收衛(wèi)星傳遞的圖像和氣象信息，自動綜合自動檢測設備系統(tǒng)中相關(guān)信息，并傳輸至GIS 系統(tǒng)完成相應工作，從而有利于查看水文環(huán)境實際數(shù)據(jù)信息[3]。此外，3S 技術(shù)還能通過模型數(shù)據(jù)庫、回歸分析以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等方式，進行水文數(shù)據(jù)要素的科學預報。例如，預報實際洪峰流量、降水量等多方面水文情況，以便于工作人員根據(jù)防洪抗災情況調(diào)度水量，也能為后續(xù)工作的開展提供可靠數(shù)據(jù)。

3 3S技術(shù)在水文與水資源工程上的實際應用分析

3.1 3S技術(shù)在工程規(guī)劃中的運用

對于水文與水資源工程來說，如何進行合理規(guī)劃是十分重要的，能夠直接影響社會的穩(wěn)定。因此，在對水資源工程進行規(guī)劃時，相關(guān)人員需要綜合考量，獲取大量的數(shù)據(jù)信息，并且勘測的范圍十分廣泛，如果使用傳統(tǒng)的技術(shù)會給技術(shù)人員帶來龐大的工作量。因此，可以將3S 技術(shù)應用到水文與水資源工程規(guī)劃中，進一步擴大勘測范圍，同時還可以獲取大量的數(shù)據(jù)信息，也可以保障數(shù)據(jù)信息收集的準確性[4]。例如，在技術(shù)人員估算某地的需水量時，可以使用3S 技術(shù)對相應的河道進行監(jiān)測，從而能夠更加精準地估算需水量。

3.2 3S技術(shù)運用在水環(huán)境污染監(jiān)測

我國水資源分布不均，且水污染情況比較嚴重，3S 技術(shù)作為水環(huán)境監(jiān)測中最為常見的一種措施，能夠較為準確地模擬出監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的水文狀況，并計算水量消耗的情況，對區(qū)域內(nèi)整體水文情況進行科學的評價。此外，該技術(shù)還能監(jiān)測某一水域內(nèi)的水質(zhì)污染以及水域變化情況，一旦出現(xiàn)污染，便于及時作出應對措施，為水域生態(tài)環(huán)境的安全提供良好的保障。由此可見，3S 技術(shù)可以有效地改善水體的環(huán)境和水量，對水體或者土壤中的有害物質(zhì)進行過濾、遷移或者吸收等，提升水資源的利用價值，促進各個行業(yè)的全面發(fā)展，保障人與自然的可持續(xù)發(fā)展[5]。

3.3 3S技術(shù)運用于水文與水資源的水土保護中

從目前的情況來看，我國許多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境都受到極大地破壞，并且由于水土流失現(xiàn)象嚴重，導致水資源配置十分不合理。因此，為了夠提高水資源的利用率，必須做好水文與水資源工程中的水土保護工作，將3S 技術(shù)運用于水土保護中，通過不斷進行水土保持工作來盡量減少水土流失，進而更加合理地配置水資源，發(fā)揮出水土資源的最大價值，具體來說，就是通過將RS 和GIS 相結(jié)合，對區(qū)域內(nèi)水土流失的相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集和分析。一方面，在進行水土保護工作中運用GIS 對水土流失的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行動態(tài)地分析管理，能夠削峰調(diào)流，從而減輕對河道的破壞，避免洪澇災害的出現(xiàn)，可以提高梯田和水庫等水利工程的工作效率，從而增加土壤的入滲量，加強對水土的保持。另外，在汛期還可以起到一定的防洪和攔蓄徑流作用，而在比較干旱的季節(jié)還可以補充徑流，合理利用水資源。另一方面，運用GIS 能夠為水土保護工作提供大量的更加科學和直觀的數(shù)據(jù)資料，維護河流湖泊的生態(tài)健康。同時，水土保持工作在一定程度上還可以起到防洪作用，減少山區(qū)地帶的滑坡和泥石流災害的出現(xiàn)，進而保證水利工程的安全。

4 加強水文與水資源工程中3S技術(shù)的應用措施

4.1 做好3S技術(shù)應用前組織策劃

為了最大程度地提高水文、水資源的工程質(zhì)量水平，制定科學、合理的方案是前提。這就要求相關(guān)人員嚴格按照國家的相關(guān)法律法規(guī)，具體考慮當?shù)厮Y源等環(huán)境的實際情況，明確技術(shù)路線后，選擇出最具有代表性的樣本，照實準確記錄真實情況。與此同時，為確保樣本可靠、有效，相關(guān)人員應該在事前對可能存在或出現(xiàn)的不利影響因素進行分析，針對性制定處置預案。在推進環(huán)境工程的前期，需要按照設計的要求、現(xiàn)場情況、材料設備情況以及人員配置等情況，與3S 技術(shù)相互配合，考慮工程的安全、速度、質(zhì)量和成本，最終選擇一項最佳的3S 技術(shù)應用，積極完善前期的策劃，從而為后期該技術(shù)的開展和合理利用創(chuàng)造條件。

4.2 加強內(nèi)部協(xié)調(diào)管理

當3S 技術(shù)的計劃被確定之后，在實際開展工作的過程中可能會出現(xiàn)不同程度的偏差，這就要求相關(guān)人員積極做好內(nèi)部協(xié)調(diào)以及人員管理的工作，確保各相關(guān)部門都能在原定計劃方案的基礎(chǔ)上，相互協(xié)作，積極改善工作中遇到的問題或異于工作計劃的部分，確保3S 技術(shù)能夠順利開展應用。此外，對于3S 技術(shù)的同一工作層面應用人員來說，需要在不同時間段的作業(yè)交接時，要自覺做好協(xié)調(diào)工作以及臨時設備使用等，確保工作順利、有序開展。

4.3 提高3S技術(shù)應用人員職業(yè)素質(zhì)

3S 技術(shù)相關(guān)應用人員的協(xié)調(diào)工作是提高建設質(zhì)量的重要指標，但部分項目可能并不完善，這與應用隊伍中人員素質(zhì)也有密切關(guān)系。因此，我們需要加強對相關(guān)監(jiān)測人員的培訓，定期開展水文、3S 技術(shù)等相關(guān)知識的培訓，提高相關(guān)人員的自主學習意識，提升職業(yè)素養(yǎng)，不斷地學習工作領(lǐng)域內(nèi)的先進技術(shù)，從而建立起一支專業(yè)技術(shù)水平過硬、職業(yè)素養(yǎng)高的監(jiān)測隊伍。與此同時，3S 技術(shù)相關(guān)單位還要重視對監(jiān)測人員的管理，在提高其知識水平、職業(yè)素養(yǎng)的同時，調(diào)動他們在工作中的積極性、主動性，提高責任心，確保3S 技術(shù)工作開展的順利、圓滿。

5 結(jié)論

綜上所述，生態(tài)環(huán)境是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，3S 技術(shù)的合理應用雖然能夠提升水文與水資源工程的效率，但在該技術(shù)的實際應用、工作開展過程中可能遇到各種問題，相關(guān)工作人員需要積極做好計劃，根據(jù)實際情況合理選擇應用，并結(jié)合實際問題進行針對性的改善，最大程度地避免工作中不足之處，不斷提高我國水文、水資源工程的開展質(zhì)量，更好地改善我們的飲水、居住環(huán)境，為我國居民提供更好的生態(tài)環(huán)境，為國家生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展提供保障。