加強水文水資源勘測提高水資源開發(fā)利用合理性的策略

摘 要：隨著全球水資源的日益緊張和環(huán)境變化的不確定性增加，加強水文水資源的勘測工作對保障水資源的可持續(xù)利用、促進經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義。基于此，闡述了加強水文水資源勘測的意義，介紹了水文水資源勘測的影響因素，并提出了加強水文水資源勘測提高水資源開發(fā)利用合理性的策略，旨在提高水文信息的準確性和時效性，為水資源管理決策提供科學(xué)依據(jù)，從而實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞：水文水資源勘測；開發(fā)利用；合理性

中圖分類號：TV213.4 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

全球氣候變化和人口增長的雙重壓力下，水資源的有效管理與合理開發(fā)已成為世界范圍內(nèi)亟待解決的重大問題。作為生命之源和經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，水資源可持續(xù)性直接關(guān)系到生態(tài)平衡、糧食安全、能源供應(yīng)乃至社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。然而，由于自然條件的復(fù)雜多變、人類活動的高強度干預(yù)及水資源管理技術(shù)與政策的滯后，許多地區(qū)正面臨水資源短缺、水質(zhì)惡化等嚴峻挑戰(zhàn)。因此，加強水文水資源勘測，提高數(shù)據(jù)的準確性和時效性，對于優(yōu)化水資源配置、保障水資源安全具有重要意義。

1 加強水文水資源勘測的意義

1.1 確保水資源管理決策科學(xué)性

加強水文水資源勘測是確保水資源管理決策科學(xué)性的重要前提。首先，精確的水文數(shù)據(jù)是決策制定的基礎(chǔ)，能為水資源政策的規(guī)劃與日常管理提供翔實的依據(jù)。持續(xù)加強水文監(jiān)測，可以全面且準確地掌握水量、水質(zhì)、水位等動態(tài)信息，為科學(xué)評估水資源的現(xiàn)狀、預(yù)測未來發(fā)展趨勢提供扎實的數(shù)據(jù)支撐。其次，及時監(jiān)測數(shù)據(jù)還能在風(fēng)險預(yù)警方面發(fā)揮重要作用，通過預(yù)警系統(tǒng)，可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)水資源短缺、水體污染等潛在風(fēng)險，為災(zāi)害預(yù)防和應(yīng)急響應(yīng)贏得寶貴時間，從而減輕水資源危機對社會經(jīng)濟活動的沖擊。最后，模擬與優(yōu)化過程同樣受益于高質(zhì)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入能夠顯著提升水資源系統(tǒng)模型的精確性，通過模型模擬不同管理方案的可能后果，為決策者提供科學(xué)依據(jù)，幫助他們選擇最為高效合理的資源配置策略，確保水資源的最優(yōu)化利用。

1.2 促進水資源可持續(xù)利用

加強水文水資源勘測對推動水資源的可持續(xù)利用至關(guān)重要?；谙鑼嵉乃乃Y源信息，可以科學(xué)評估水資源的可用量和開發(fā)潛力，避免因過度開發(fā)引發(fā)的生態(tài)退化，確保水資源利用保持在自然恢復(fù)能力之內(nèi)。在節(jié)水與保護方面，持續(xù)的監(jiān)測和評估能揭示節(jié)水潛力較大的領(lǐng)域，推動節(jié)水技術(shù)與管理措施的實施，同時為水源地保護和水質(zhì)改善提供科學(xué)指導(dǎo)，確保水資源長期穩(wěn)定的供給。此外，加強對河流、湖泊、濕地等生態(tài)系統(tǒng)的水文過程研究，確保生態(tài)需水量的滿足，維持水生態(tài)系統(tǒng)的健康，促進生態(tài)與人類活動的和諧共存。

1.3 支持應(yīng)對氣候變化的適應(yīng)措施

適應(yīng)性管理要求深刻理解氣候變化對水資源的影響機制，通過加強監(jiān)測，提供科學(xué)依據(jù)，幫助決策者制定適應(yīng)策略以應(yīng)對極端天氣事件和降水模式變化。在水資源規(guī)劃調(diào)整上，基于長期的水文監(jiān)測數(shù)據(jù)分析氣候變化趨勢，適時調(diào)整水資源的開發(fā)與利用規(guī)劃，確保在干旱和洪澇頻繁發(fā)生的地區(qū)也能保障供水安全。同時，通過優(yōu)化水資源管理，例如提高用水效率、恢復(fù)濕地等自然水體，不僅能夠有效減少氣候變化的負面影響，還能夠促進碳匯的增加和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的提升，為全球氣候治理貢獻重要力量。

2 水文水資源勘測的影響因素

2.1 自然因素

水文水資源的勘測受自然因素的深刻影響，其影響了水資源的生成、分布和動態(tài)變化。第一，氣候條件。包括降水模式（雨量、雪量、雨季與旱季的分布）、溫度和蒸發(fā)率，它們直接決定地表水體的補給和蒸發(fā)，

進而影響河流流量和湖泊、水庫的水量。第二，地形地貌。山川走勢、海拔、盆地構(gòu)造影響降水的分布，地形的坡度和土壤類型則決定了地表徑流的速度和水分滲透能力。第三，土壤與植被的類型和覆蓋程度影響地表水的吸收與滲透，植被通過蒸騰作用調(diào)節(jié)地表水分平衡，而土壤質(zhì)地則決定著水分的保持與滲透能力。第四，地質(zhì)結(jié)構(gòu)特別是含水層的特性，如巖石的孔隙度和滲透性，決定地下水的儲存與流動路徑。第五，水文循環(huán)，即水在大氣、地表和地下之間的轉(zhuǎn)換過程，是整個水文水資源系統(tǒng)的基礎(chǔ)，影響著水量的可用性和水質(zhì)的分布。

2.2 人為因素

人為活動給水文水資源的勘測和管理帶來了復(fù)雜的影響，這些影響往往會加劇水資源的緊張狀態(tài)。第一，水資源的開發(fā)利用，特別是農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水、城市供水系統(tǒng)和水電站建設(shè)，大幅度改變自然水體的流動模式和分布，有時導(dǎo)致水位下降和生態(tài)平衡的破壞。第二，環(huán)境污染。工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)和生活污水，嚴重降低水質(zhì)，增加監(jiān)測的難度和處理成本。第三，城鎮(zhèn)化進程，如城鎮(zhèn)擴張和土地硬化，縮小自然滲透面積，增加地表徑流，增加洪水風(fēng)險，同時減少地下水的補給量[1]。第四，水利設(shè)施，如水庫和大壩的建設(shè)，雖然對防洪、發(fā)電和灌溉有積極作用，但也會改變天然水流和生態(tài)系統(tǒng)的水文循環(huán)。第五，氣候變化，盡管屬于長期的人為因素，但其對降水模式、溫度和蒸發(fā)率的改變，間接但顯著地影響水文特征，使得水資源的管理和監(jiān)測面臨更大的不確定性。

2.3 技術(shù)與管理因素

技術(shù)進步和管理水平對水文水資源的勘測和可持續(xù)利用至關(guān)重要。一是監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)代化，如高精度傳感器、自動化監(jiān)測系統(tǒng)、遙感技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高數(shù)據(jù)采集的準確性和實時性。二是數(shù)據(jù)處理與分析能力的提高，大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法、模型模擬等，使數(shù)據(jù)的解讀更深入，預(yù)測更準確，為水資源管理提供科學(xué)依據(jù)。三是管理法規(guī)制度，如水資源管理法規(guī)的制定、跨國水資源協(xié)議的簽訂，為水資源的保護、合理分配提供制度保障。這些技術(shù)與管理上的進展，雖然面臨實施和執(zhí)行的挑戰(zhàn)，但為水資源的高效利用和環(huán)境保護提供新途徑。

3 加強水文水資源勘測提高水資源開發(fā)利用合理性的策略

3.1 優(yōu)化水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局與升級設(shè)施

第一，細化布局規(guī)劃與綜合評估。優(yōu)化水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局時，需采用先進的地理信息系統(tǒng)（GIS）和多準則決策分析方法，確保布局方案科學(xué)合理?；诹饔虻乩硖卣鞔_定優(yōu)先級較高的監(jiān)測區(qū)域。考慮氣候變化的不確定性，利用氣候模型預(yù)測未來降水量、蒸發(fā)量等，評估潛在的水文極端事件風(fēng)險區(qū)域。結(jié)合人口分布、經(jīng)濟發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)灌溉需求等社會經(jīng)濟因素，識別水資源供需矛盾突出的地帶。此外，生態(tài)敏感區(qū)與保護地亦需重點布設(shè)監(jiān)測站點，以監(jiān)控人類活動對自然水文循環(huán)的影響。

第二，設(shè)施升級與技術(shù)創(chuàng)新。設(shè)施升級應(yīng)側(cè)重于傳感器技術(shù)的迭代，例如采用激光雷達測量水流速度與流量，以及部署能夠檢測微塑料、重金屬等新型污染物的高靈敏度水質(zhì)傳感器。自動化與遠程控制系統(tǒng)的普及，可以實現(xiàn)全天候無人值守操作，減少人為誤差，提高數(shù)據(jù)收集頻率與質(zhì)量。同時，構(gòu)建云平臺與邊緣計算架構(gòu)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸與初步處理，加快響應(yīng)速度。在設(shè)施能源供應(yīng)上，除了太陽能也可探索風(fēng)能、水力發(fā)電等可再生能源的利用，特別是在偏遠或難以接入電網(wǎng)的監(jiān)測站點[2]。

第三，智能化管理與數(shù)據(jù)分析。構(gòu)建一個集成數(shù)據(jù)接收、處理、分析、預(yù)警與展示功能于一體的智能管理平臺，是提升水文監(jiān)測效能的關(guān)鍵。平臺應(yīng)支持多源數(shù)據(jù)融合，如地面監(jiān)測、遙感數(shù)據(jù)、歷史記錄等，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)揭示水文過程的內(nèi)在規(guī)律。此外，開發(fā)用戶友好型界面，使非專業(yè)人員也能直觀理解數(shù)據(jù)圖表與預(yù)警信息，促進跨部門間的信息共享與協(xié)同決策。

3.2 采用高科技手段強化水文監(jiān)測

第一，遙感與GIS技術(shù)的深度整合。在遙感監(jiān)測中，利用高光譜成像技術(shù)可以區(qū)分不同類型的水體污染，結(jié)合GIS的高級空間分析能精確評估污染擴散范圍和生態(tài)影響程度。構(gòu)建流域水動力學(xué)模型，模擬不同降雨情景下的洪水傳播路徑與淹沒范圍，為防洪減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。此外，結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法，遙感圖像的自動解譯能力得到顯著提高，能夠快速識別湖泊萎縮、濕地退化等環(huán)境變化，為生態(tài)保護提供及時預(yù)警。

第二，無人機憑借其機動性和搭載多種傳感器的能力，在水文監(jiān)測中扮演重要角色。例如，在洪水期間，無人機可快速飛越災(zāi)區(qū)，利用紅外相機探測水體溫度，輔助評估熱污染情況；或攜帶多光譜相機，監(jiān)測藻類暴發(fā)和水質(zhì)變化。地面機器人，如自主水下航行器，則能深入水域，進行水下地形掃描、底質(zhì)采樣，對于研究河床演變、水下生態(tài)系統(tǒng)有不可替代的作用。

第三，結(jié)合人工智能技術(shù)，特別是深度學(xué)習(xí)模型，可以處理和分析來自各類監(jiān)測設(shè)備的大量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對水文變量的精準預(yù)測。大數(shù)據(jù)分析還能揭示水文過程與經(jīng)濟社會活動之間的復(fù)雜關(guān)系，為制定水資源管理政策提供科學(xué)依據(jù)，例如通過關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)工業(yè)增長與水質(zhì)下降之間的因果關(guān)系，從而制定針對性的減排措施。

3.3 建立全面、動態(tài)的水資源信息數(shù)據(jù)庫

建立全面、動態(tài)的水資源信息數(shù)據(jù)庫是提高水資源管理智能化、科學(xué)化水平的重要基石。該策略的核心在于構(gòu)建一個集數(shù)據(jù)整合、標準化處理、實時更新與數(shù)據(jù)共享于一體的綜合信息平臺。首先，對來自不同源頭的數(shù)據(jù)（水文監(jiān)測站、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)、無人機監(jiān)測記錄及地面實地考察信息）進行系統(tǒng)整合與標準化處理，確保數(shù)據(jù)的一致性與互操作性，可解決“數(shù)據(jù)孤島”問題。其次，實施實時數(shù)據(jù)更新機制，利用現(xiàn)代通信技術(shù)和云計算能力，確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)容能夠迅速反映出水資源狀態(tài)的最新變化，無論是水量的波動、水質(zhì)的變動還是水位的升降，都能得到即時反映[3]。此外，構(gòu)建開放的數(shù)據(jù)共享服務(wù)體系，通過云端平臺、API接口及在線互動地圖等形式，方便各級政府、科研機構(gòu)、企業(yè)乃至公眾獲取權(quán)威、最新的水資源信息，既促進科研合作與技術(shù)創(chuàng)新，又能增強公眾的水資源保護意識。在此過程中，重視數(shù)據(jù)安全與隱私保護，采用加密技術(shù)、訪問控制機制等手段，確保數(shù)據(jù)在共享過程中的安全性，維護國家安全與個人隱私權(quán)益。

3.4 實施精細化水資源管理

精細化水資源管理是實現(xiàn)水資源高效、可持續(xù)利用的必由之路，其核心在于實施精準施策、定量管理與公眾參與的綜合管理模式。首先，根據(jù)自然地理條件、經(jīng)濟社會特征及生態(tài)環(huán)境需求，將管理區(qū)域細分為若干個管理單元，針對每個單元的具體情況制定個性化的水資源開發(fā)利用和保護策略，如在水資源匱乏地區(qū)推行節(jié)水型農(nóng)業(yè)，在工業(yè)密集區(qū)實施嚴格的廢水排放標準。其次，引入水資源總量控制與定額管理制度，安裝智能計量設(shè)備，精確計量各行業(yè)、各用水戶的用水量，結(jié)合績效評估體系，定期審查用水效率和節(jié)水成果，促使節(jié)水成為一種自覺行動。同時，推動節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，如推廣滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，發(fā)展工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)，以及城市雨水收集與再利用系統(tǒng)，提高水資源的循環(huán)利用率。此外，建立節(jié)水激勵機制，例如水權(quán)交易市場，允許水資源使用權(quán)的流轉(zhuǎn)，激勵節(jié)水行為；設(shè)立節(jié)水獎勵政策，鼓勵節(jié)水技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新。最后，強調(diào)跨界協(xié)同與公眾參與，通過建立跨行政區(qū)域的水資源聯(lián)合管理機制，協(xié)調(diào)解決跨界水資源分配與保護問題。

3.5 加強跨界水資源合作與管理

水資源日益成為全球性議題的當前，加強跨界水資源的合作與管理顯得尤為重要。這不僅涉及國家之間的跨境河流和地下含水層，還包括省際、市際等不同行政區(qū)劃間的水資源管理。建立多層次的溝通協(xié)調(diào)機制，如簽訂跨界水資源合作協(xié)議，設(shè)立聯(lián)合管理委員會，定期召開會議討論水資源共享、污染防控、災(zāi)害預(yù)警等問題；實施跨界水資源的聯(lián)合監(jiān)測與數(shù)據(jù)共享，統(tǒng)一監(jiān)測標準，共享水文、水質(zhì)數(shù)據(jù)，確保雙方對水資源狀況有共同的認識和理解；開展聯(lián)合研究與規(guī)劃，針對跨界流域特性，合作進行水資源的綜合評估、防洪抗旱規(guī)劃和生態(tài)保護項目；建立應(yīng)急響應(yīng)機制，共同應(yīng)對突發(fā)性水災(zāi)害和污染事件，確?？缃缢Y源的安全與穩(wěn)定供應(yīng)；利用國際法律框架和爭端解決機制，和平解決跨界水資源分配和利用中的爭議，確保公平合理利用水資源，促進區(qū)域和平與發(fā)展。

3.6 推動公眾參與和水資源保護教育

公眾參與是實現(xiàn)水資源可持續(xù)管理不可或缺的力量，而教育則是提高公眾認識與參與度的有效途徑。首先，普及水資源保護知識，通過學(xué)校教育、媒體宣傳、社區(qū)講座等方式，提高公眾對水資源現(xiàn)狀、節(jié)水重要性及水資源保護緊迫性的認知，特別是向青少年普及水資源科學(xué)，培養(yǎng)其節(jié)水意識。其次，構(gòu)建參與平臺，鼓勵和便利公眾參與水資源管理決策過程，如建立公眾意見征詢機制，舉辦水資源保護論壇，讓公眾的聲音得以表達。再次，實施獎勵與激勵措施，如節(jié)水之星評選、節(jié)水創(chuàng)意競賽，表彰節(jié)水成效顯著的個人或團體，調(diào)動社會的節(jié)水積極性。最后，加強與非政府組織、企業(yè)及社會各界的合作，共同發(fā)起水資源保護倡議，開展公益活動，形成政府引導(dǎo)、社會共治的良好氛圍，共同推動水資源保護事業(yè)發(fā)展。

4 結(jié)束語

加強水文水資源勘測是提高水資源開發(fā)利用合理性的重要環(huán)節(jié)，它不僅關(guān)乎水資源的科學(xué)管理與高效利用，更是實現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展、應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)、保護生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵。未來，相關(guān)部門可通過優(yōu)化水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局、設(shè)施的現(xiàn)代化升級，以及采用高科技監(jiān)測手段，構(gòu)建全面、精確、動態(tài)響應(yīng)的水資源信息體系，從而確保水資源的可持續(xù)利用。

參考文獻

[1] 賈小強，米曉輝.水資源管理中的水文水資源勘測分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（27）：202-204.

[2] 王亞楠.加強水文水資源勘測，合理利用水文水資源[J].河南科技，2020（16）：73-74.

[3] 岳亞濤.水文水資源勘測中遙感技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2021（4）：42.

收稿日期：2024-07-15

作者簡介：韓彥霞（1980—），女，河北滄州人，高級工程師，研究方向為水文水資源。