水利工程水文水資源管理的應(yīng)用

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摘要：水資源管理支撐著防洪抗旱、開源供水、增加水源等一系列的水利活動(dòng)，是未來流域規(guī)劃，水資源規(guī)劃、配置以及用水調(diào)度都具有重要價(jià)值和意義。

關(guān)鍵詞：水文；水資源管理；水利工程

1水文水資源管理的重要性

1）水文事業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性公益事業(yè)，水文要素包括水文變量和水文現(xiàn)象，常見的特征水位有起漲水位、洪峰水位、警戒水位、保證水位、防洪限制水位。包括降水、徑流、蒸發(fā)、水位、流速、流量、水溫、含沙量、冰凌和水質(zhì)等。2）水文水資源管理是我國社會(huì)發(fā)展與建設(shè)不可缺少的重要內(nèi)容之一，與自然環(huán)境保護(hù)以及人類社會(huì)生產(chǎn)生活都息息相關(guān)，它與地球上水的形成、循環(huán)、時(shí)空分布、化學(xué)和物理性質(zhì)，以及與環(huán)境間的種種關(guān)系等都有著密切的聯(lián)系，新時(shí)期下，為更加合理地開發(fā)和利用水資源、改善人類生存環(huán)境等方面提供了科學(xué)而準(zhǔn)確的依據(jù)。

2水文水資源管理在水利工程中應(yīng)用

2.1水文水資源中遙感技術(shù)在水利工程中應(yīng)用

2.1.1遙感技術(shù)可通過對(duì)紅外線信息和紫外線信息的快速準(zhǔn)確的讀取，將信息通過圖像的形式表現(xiàn)出來，能夠幫助相關(guān)工作人員實(shí)時(shí)了解水文水資源的一種重要方式，將遙感技術(shù)運(yùn)用到水文水資源工作中，已經(jīng)成為現(xiàn)代化水資源管理中一項(xiàng)非常普遍的現(xiàn)象。目前，該項(xiàng)技術(shù)已應(yīng)用到降水量檢測(cè)、地下水遙感、蒸發(fā)量檢測(cè)等多個(gè)方面，是提高水文水資源的工作效率，實(shí)現(xiàn)水文資源工作現(xiàn)代化、智能化、精細(xì)化的有效保證。

2.1.2遙感技術(shù)能夠突破不良環(huán)境條件的限制。在遇到惡劣環(huán)境條件時(shí)，采集信息與實(shí)際的數(shù)據(jù)有一定的偏差水文水資源的數(shù)據(jù)收集會(huì)受到很大程度的限制，并不會(huì)受到植被、地形、天氣或者冰層等客觀因素的影響，在一些危險(xiǎn)較強(qiáng)的地區(qū)借助衛(wèi)星進(jìn)行的非周期性的連續(xù)性工作，進(jìn)行全天候的信息檢測(cè)，并在較短的周期成像，保證采集信息與資料的完整性和精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的高效的采集。

2.1.3遙感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不可見光和可見光進(jìn)行捕獲。遙感技術(shù)可以運(yùn)用其紫外線和微波等技術(shù)手段，能夠捕獲人工作業(yè)時(shí)無法識(shí)別的物體，并通過圖像的形式表現(xiàn)出來，直觀地將反應(yīng)物體的現(xiàn)階段的基本特征和信息，實(shí)現(xiàn)水文水資源中檢測(cè)無法檢測(cè)到的水位范圍，探測(cè)范圍覆蓋面廣，探測(cè)環(huán)節(jié)少，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和完整性，也可以應(yīng)用到對(duì)水溫的檢測(cè)中，利用降水點(diǎn)和云頂溫度兩個(gè)方面相互作用，建立對(duì)應(yīng)的關(guān)系，根據(jù)衛(wèi)星對(duì)地面的雨量站進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，確定差值，了解水溫變化的規(guī)律，從而減少不必要的經(jīng)濟(jì)成本和人工成本。

2.1.4利用遙感技術(shù)在對(duì)降水量進(jìn)行檢測(cè)。該技術(shù)主要利用氣象衛(wèi)星系統(tǒng)的微波輻射法和綜合法利用航空飛機(jī)進(jìn)入云層，通過感知系統(tǒng)對(duì)云層中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，將衛(wèi)星檢測(cè)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)，與空間信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)降水量的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)水文水資源的工作順利高效的運(yùn)行。

2.1.5遙感技術(shù)在水文水資源蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)主要是從植物、土壤、水面三個(gè)方面蒸發(fā)來進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)地表能量和質(zhì)量轉(zhuǎn)化，以有能量余項(xiàng)法和統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法對(duì)整合的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的測(cè)定，然后利用全遙感信息模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再次核算，從而獲得水資源蒸發(fā)量數(shù)據(jù)。或?qū)ΡO(jiān)測(cè)程度的深淺進(jìn)行分層，建立模型：一層模型通常對(duì)地表水的植物和土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè)，檢測(cè)的內(nèi)容比較直觀，主要應(yīng)用于水資源蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)開始部分。二層模型對(duì)地表植被和土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還需要對(duì)地表下土壤之間的余熱參數(shù)以及地表的熱量進(jìn)行深度的監(jiān)測(cè)，需要將雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與遙感技術(shù)相結(jié)合。

2.1.6遙感技術(shù)在水文水資源徑流量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。對(duì)河川徑流進(jìn)行估算的過程中，根據(jù)遙感技術(shù)對(duì)水文水資源徑流量預(yù)測(cè)中的植被、土壤以及地貌特征、相關(guān)水系等方面進(jìn)行分析，結(jié)合降水量、蒸發(fā)量、土壤含水量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行參考綜合估算，通過圖像顯示土壤類型、植被種類、分布狀態(tài)等，建立完整的信息模型，然后根據(jù)雨量站所匯總的該地區(qū)的降水量、土壤內(nèi)部含水量、水流波動(dòng)量等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)徑流量的預(yù)測(cè)。

2.1.7利用遙感技術(shù)對(duì)水資源環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用遙感技術(shù)生成的圖像上會(huì)顯示出不同的顏色和覆蓋面，這些顏色、形態(tài)和紋理代表著不同的內(nèi)容，以此估算水體的污染范圍、污染濃度、污染面積、污染源等?；谒w污染后的密度會(huì)發(fā)生改變的特性，可根據(jù)圖像的顏色判斷出水體污染的最嚴(yán)重部分，能過此技術(shù)，相關(guān)工作與部門，可以在第一時(shí)間進(jìn)行處理，防止水污染蔓延，保護(hù)水資源。

2.2水文水資源中除險(xiǎn)加固技術(shù)在水利工程中應(yīng)用

隨著水利事業(yè)建設(shè)規(guī)模和進(jìn)度的不斷提高，施工質(zhì)量的要求也越來越高，安全問題備受人們關(guān)注。在水文水資源管理中，水庫除險(xiǎn)加固工程是重中之重，不容忽視，其作用性與實(shí)用性的發(fā)揮，大大提高了工程中經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，對(duì)如何開展水文水資源管理和運(yùn)用、水工程設(shè)計(jì)提供了重要的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)，在保證工程的質(zhì)量安全運(yùn)行、合理控制施工成本、提高工程施工的安全性等方面，均發(fā)揮著極其重要而不可替代的作用。

2.2.1工程信息與資料，分析計(jì)算結(jié)果。在水利樞紐工程中，需要結(jié)合土壤含水量、區(qū)域蓄水量、精確的水位信息數(shù)據(jù)做支撐。目前，很多單位均利用暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算下滲率、產(chǎn)流數(shù)值、匯流數(shù)值完成水文水資源管理中工程信息的輸出，同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，搜集和整理與之相關(guān)的各種資料，例如：周邊地形圖，或通過登記信息、安全評(píng)審、原始設(shè)計(jì)資料、歷史加固措施等，或通過整理工程資料，進(jìn)行圖實(shí)對(duì)比，實(shí)現(xiàn)偏差控制，也可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，尤其是壩頂高度實(shí)際測(cè)量觀察有無漫頂現(xiàn)象，以此計(jì)算出河道特征、集水面積、庫容和水位變化，提高抗洪能力。同時(shí)，依據(jù)水位的合理性，來評(píng)估工程設(shè)計(jì)的滿意度，確保加固施工順利進(jìn)行，均增強(qiáng)了設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，減少了后期變更，也提高了水利工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

2.2.2加強(qiáng)實(shí)地勘察。很多水利工程加固期間，設(shè)計(jì)方案和實(shí)際情況不相符，存在重施工、輕設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。為此，應(yīng)做好實(shí)地勘察工作，查看水庫進(jìn)水、梯度調(diào)水、引水渠道，認(rèn)真研究泄洪洞閘門的材質(zhì)、孔數(shù)、底板高度等。確保水文水資源施工管理工作順利進(jìn)行，最大限度發(fā)揮出水利工程的功能與作用。

2.2.3考慮洪水與灌溉因素，合理調(diào)整水位。預(yù)測(cè)洪水對(duì)下游人身財(cái)產(chǎn)安全造成的影響，注重泄流能力，合理判斷上下游的水位高差、蓄水位變化等指標(biāo)，動(dòng)態(tài)調(diào)整，重要地段或庫容量不滿足實(shí)際要求，應(yīng)該調(diào)整水位，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，滿足灌溉需求。

2.3水文水資源中氣候變化研究在水利工程中應(yīng)用

水文以及水資源環(huán)境與人類社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展息息相關(guān)，當(dāng)氣候出現(xiàn)異常的情況時(shí)，淡水資源會(huì)受到影響，流域水量平衡、區(qū)域具體的需水量、供水量、干旱情況、洪水頻率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際灌溉量等都會(huì)發(fā)生變化。因此，掌握水資源、人類生產(chǎn)活動(dòng)之間的關(guān)系，是水文資源研究的工作在氣象變化領(lǐng)域方面的新趨勢(shì)，也是更好地從氣候變化的角度來研究水文水資源的保障。

2.3.1情境再現(xiàn)生成技術(shù)。情境再現(xiàn)生成技術(shù)應(yīng)用已非常廣泛，通過該技術(shù)，可以設(shè)置水文水資源情景，為相關(guān)科研工作的開展提供有效依據(jù)，以此防治自然災(zāi)害，保障人們生產(chǎn)生活安全。

2.3.2水文模型技術(shù)。目前用于估算區(qū)域水文水資源對(duì)氣候變化響應(yīng)的水文模型主要有分布式水文模型和經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型。其中，水文模型技術(shù)基于模型內(nèi)在的精度、率定和參數(shù)變化、通用性和便于應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，提高了時(shí)空分辨率與模擬精度，應(yīng)用廣泛。

3地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用

地理信息是一種兼容信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是水文水資源的重要基礎(chǔ)信息之一，離不開數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、檢索、分析、輸出等技術(shù)支撐，先進(jìn)的信息管理手段來提高工作效率，它分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)，它除了在水資源管理和防汛抗旱中有重要作用，對(duì)分析空間數(shù)據(jù)、水土保持監(jiān)測(cè)、農(nóng)田灌溉中也得到了廣泛的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)在防汛減災(zāi)中的應(yīng)用。我國是自然災(zāi)害頻發(fā)的國家，為防治自然災(zāi)害造成的損失，國家和各級(jí)政府對(duì)防洪減災(zāi)十分重視，在GIS技術(shù)和先進(jìn)的通訊手段的支持下，可實(shí)現(xiàn)地理信息、圖像處理、航空攝影、遙感技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)水情在電子地圖上即時(shí)報(bào)警，提供了重要的應(yīng)急措施預(yù)案。

參考文獻(xiàn)

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[2]王東寧.水文水資源管理在水利工程中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家，2017，（3）：97.

作者：鄭琪 單位：棗莊市水文局