計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理中的應(yīng)用
——評(píng)《水文與水資源管理》

楊明紅，楊振華

王文亮，王曉燕，崔姣利 著北京工業(yè)大學(xué)出版社出版

水資源管理旨在有效保護(hù)、合理利用地球上的有限水資源，保證人們獲得足夠的生產(chǎn)生活用水，預(yù)防水資源污染，維護(hù)供水安全；保護(hù)濕地、河流、湖泊和海洋等生態(tài)系統(tǒng)的健康，保護(hù)物種多樣性，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)功能，防止生態(tài)災(zāi)難的發(fā)生。隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，為水資源的監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)測(cè)和管理提供了強(qiáng)有力的工具和平臺(tái)?！端呐c水資源管理》一書深入探討了水文循環(huán)、水量平衡、水資源管理的內(nèi)涵、目標(biāo)、原則、方法，以及水資源管理制度、法律法規(guī)的產(chǎn)生與發(fā)展等；回顧了不同文明階段的水資源管理方式，從原始文明到生態(tài)文明展示了水資源管理隨著社會(huì)發(fā)展的演變；分析我國(guó)水資源管理工作的難點(diǎn)，提出了解決策略，并對(duì)未來(lái)水資源管理的發(fā)展進(jìn)行了展望。

參閱該書可知，目前全球水資源問(wèn)題日漸凸顯，包括水資源短缺、水質(zhì)污染、水旱災(zāi)害等?？焖俚娜丝谠鲩L(zhǎng)、城市化進(jìn)程和工業(yè)化擴(kuò)張導(dǎo)致水資源需求急劇增加，供需矛盾日益尖銳，而且工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污染等威脅著水體健康。此外，某些區(qū)域水旱災(zāi)害頻發(fā)且影響巨大，如洪澇、干旱、泥石流等，常常導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)環(huán)境破壞。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段往往難以在災(zāi)害來(lái)臨之前作出及時(shí)響應(yīng)，而信息技術(shù)的快速進(jìn)步為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和精細(xì)分析，為水資源管理者提供準(zhǔn)確的決策支持。具體而言，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水文學(xué)分析和水量平衡方面發(fā)揮著重要作用。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)在不同地區(qū)收集并傳輸降雨數(shù)據(jù)，建立地區(qū)降雨模型，揭示不同地點(diǎn)的降雨分布和變化趨勢(shì)，使水文分析更加全面和精確。例如，在一個(gè)流域內(nèi)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)地點(diǎn)的降雨情況，將這些數(shù)據(jù)輸入模型，從而更好地預(yù)測(cè)不同地區(qū)的徑流量和地下水補(bǔ)給量。另外，通過(guò)監(jiān)測(cè)不同流域的降雨、蒸發(fā)、蓄水、徑流等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還可以建立水量平衡模型，深入分析水資源的供需關(guān)系，揭示水資源的短缺情況，為水資源的科學(xué)調(diào)度和合理分配提供依據(jù)。例如，在一個(gè)水庫(kù)中，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄水量的變化，結(jié)合入庫(kù)和出庫(kù)數(shù)據(jù)，分析水庫(kù)的水量變化趨勢(shì)，從而指導(dǎo)水庫(kù)蓄水和放水決策，確保供水和灌溉的需要得到滿足。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)數(shù)據(jù)可視化和報(bào)告生成，通過(guò)圖表、圖像和報(bào)告的生成，管理者可以直觀地了解水資源的動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)作出決策。

第二，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)與污染預(yù)警方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。利用實(shí)時(shí)傳感器監(jiān)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)，系統(tǒng)可以隨時(shí)掌握水質(zhì)的變化情況。一旦出現(xiàn)水質(zhì)異常，如pH 值異常升高、溶解氧含量急劇下降等，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，通知相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析和建模預(yù)測(cè)水體污染的趨勢(shì)和污染物擴(kuò)散情況。系統(tǒng)可以建立水質(zhì)模型，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)污染物的擴(kuò)散路徑和范圍，及早發(fā)現(xiàn)潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)，為管理者制定應(yīng)對(duì)策略提供科學(xué)依據(jù)。例如，系統(tǒng)可以根據(jù)河流的流速和水質(zhì)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)某一污染源可能對(duì)下游水體產(chǎn)生的影響，從而引導(dǎo)管理者在污染擴(kuò)散前采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小污染損害。此外，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)λ廴臼录M(jìn)行快速反應(yīng)和分析。一旦發(fā)生污染事件，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，利用模型分析污染源、擴(kuò)散途徑等關(guān)鍵信息，幫助管理者迅速制定應(yīng)對(duì)方案。

第三，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源調(diào)度和災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和模型分析，有助于實(shí)現(xiàn)水資源的智能調(diào)度。系統(tǒng)可以集成各類數(shù)據(jù)，如水庫(kù)蓄水量、河流流量、降雨量等，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和歷史資料，預(yù)測(cè)未來(lái)的水資源供需狀況，生成不同調(diào)度方案的模擬結(jié)果，分析不同方案對(duì)供水、灌溉、生態(tài)環(huán)境等的影響。例如，在干旱季節(jié)，系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)測(cè)的降雨量和蓄水量，模擬不同蓄水和放水方案的效果，幫助管理者選擇最優(yōu)的調(diào)度方案，保障水資源的合理利用。此外，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析，實(shí)現(xiàn)水旱災(zāi)害及時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨量、河流流量、水庫(kù)水位等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行分析；系統(tǒng)還可以利用歷史數(shù)據(jù)和氣象預(yù)測(cè)，建立水旱災(zāi)害預(yù)測(cè)模型，識(shí)別可能的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析和模擬，系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地了解水文情況、水質(zhì)狀況和水資源分布情況，提前預(yù)防和應(yīng)對(duì)水質(zhì)污染及水旱災(zāi)害問(wèn)題，保障水資源的可持續(xù)利用和人類生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)水資源管理的現(xiàn)代化和智能化。