陳俊紅
(深圳市東部水源管理中心,廣東 深圳 518172)
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(yīng)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。
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(yīng)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(yīng)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(xué)、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(yīng)對措施,確保水域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的安全。
3S 技術(shù)在水文、水資源等領(lǐng)域中應(yīng)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
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(yīng)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)。
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(shè)備系統(tǒng)中相關(guān)信息,并傳輸至GIS 系統(tǒng)完成相應(yīng)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(luò)等方式,進行水文數(shù)據(jù)要素的科學(xué)預(yù)報。例如,預(yù)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(zāi)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)。
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(yīng)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(yīng)的河道進行監(jiān)測,從而能夠更加精準地估算需水量。
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(xué)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(yīng)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]。
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(dǎo)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(zāi)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(xué)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(zāi)害的出現(xiàn),進而保證水利工程的安全。
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(xué)、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(yīng)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(yù)案。在推進環(huán)境工程的前期,需要按照設(shè)計的要求、現(xiàn)場情況、材料設(shè)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(yīng)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。
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(yīng)用。此外,對于3S 技術(shù)的同一工作層面應(yīng)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(shè)備使用等,確保工作順利、有序開展。
3S 技術(shù)相關(guān)應(yīng)用人員的協(xié)調(diào)工作是提高建設(shè)質(zhì)量的重要指標,但部分項目可能并不完善,這與應(yīng)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(xùn),定期開展水文、3S 技術(shù)等相關(guān)知識的培訓(xùn),提高相關(guān)人員的自主學(xué)習(xí)意識,提升職業(yè)素養(yǎng),不斷地學(xué)習(xí)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(zé)任心,確保3S 技術(shù)工作開展的順利、圓滿。
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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。