灌區(qū)水資源管理地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

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［摘要］數(shù)字時(shí)代的水資源管理工作在積極尋求管理方式與管理手段的改革與創(chuàng)新。在水資源管理中地理信息系統(tǒng)作為促進(jìn)數(shù)字水利發(fā)展的重要工具，以數(shù)據(jù)展示的方式實(shí)現(xiàn)水資源管理中信息收集的圖文一體化為管理工作提供數(shù)據(jù)參考的同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)水利的進(jìn)一步發(fā)展。水資源管理有著多種的管理方向與管理角度，本文主要探究了在灌區(qū)水資源管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，以期通過(guò)應(yīng)用的歸納來(lái)促進(jìn)地理信息系統(tǒng)在水資源管理中的作用發(fā)揮。

［關(guān)鍵詞］地理信息系統(tǒng)；灌區(qū)；水資源管理；應(yīng)用

我國(guó)地形條件的特點(diǎn)使得我國(guó)北方地區(qū)呈現(xiàn)出干旱以及半干旱的風(fēng)貌。干旱與半干旱地區(qū)水資源管理工作的開(kāi)展要重視灌溉區(qū)的信息收集與有效管理。灌溉區(qū)面臨水資源有限的問(wèn)題使得當(dāng)?shù)厮Y源管理工作的開(kāi)展既要立足于水資源需求的實(shí)際，也要分析當(dāng)?shù)氐乃Y源現(xiàn)狀，提高資源利用率的同時(shí)確保管理工作的開(kāi)展確實(shí)符合生產(chǎn)生活的需求。我國(guó)的干旱與半干旱地區(qū)的出現(xiàn)既有著自然條件的影響，同時(shí)也受到人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的影響。人口數(shù)量增多，水資源利用率不高，水污染現(xiàn)象突出的水資源管理問(wèn)題是當(dāng)前灌區(qū)水資源管理工作要著重解決、重點(diǎn)優(yōu)化的部分。

1地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)依賴(lài)于信息系統(tǒng)的發(fā)展，在其運(yùn)行與工作的過(guò)程中，主要是通過(guò)對(duì)于數(shù)據(jù)的收集與整理，在采集、模擬、處理檢索的過(guò)程中更加高質(zhì)量的表達(dá)空間數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中空間數(shù)據(jù)的表達(dá)有著不同的來(lái)源與不同的形式，通常情況下表達(dá)空間數(shù)據(jù)都是通過(guò)對(duì)于空間位置特征的確定以及專(zhuān)題的范圍限定來(lái)確定數(shù)據(jù)的類(lèi)型與數(shù)據(jù)的基本信息。地理信息系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)，既有著空間性，同時(shí)也有著動(dòng)態(tài)性的特征。該種系統(tǒng)的應(yīng)用主要是以信息技術(shù)來(lái)研究地理，同時(shí)為地理方面的決策提供數(shù)據(jù)的參考。當(dāng)前地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用既有著基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集、編輯、處理功能，同時(shí)也有著較為高級(jí)的空間分析以及模擬分析功能。由于地理信息系統(tǒng)以空間模型的搭建為手段，因此在其應(yīng)用的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)支持的數(shù)據(jù)管理以及處理工作可以通過(guò)數(shù)據(jù)的處理，信息的收集，以地理信息系統(tǒng)的輸出功能來(lái)為科學(xué)的決策提供數(shù)據(jù)參考與依據(jù)。

2水資源管理中的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

科學(xué)的水資源管理既可以在一定程度上緩解干旱和半干旱地區(qū)的水資源短缺問(wèn)題，同時(shí)也能應(yīng)對(duì)由于盲目開(kāi)發(fā)以及不合理利用而造成的水資源危機(jī)。在當(dāng)前數(shù)字水利技術(shù)快速發(fā)展背景下，地理信息系統(tǒng)作為水資源管理中所應(yīng)用到的重要工具，在灌區(qū)水資源管理中大概可以分為以下幾種應(yīng)用方向。

2.1水資源調(diào)查

在灌區(qū)水資源管理工作中，信息的收集是保障決策有效性的基礎(chǔ)內(nèi)容。傳統(tǒng)的人工測(cè)量的手段下，水資源管理相關(guān)信息的收集往往有著數(shù)據(jù)有效性有限的問(wèn)題。在當(dāng)前地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展中，信息收集階段現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高數(shù)據(jù)的收集效率并保障數(shù)據(jù)的收集質(zhì)量。水資源調(diào)查工作中河流徑流量、湖泊水庫(kù)面積、地下水、水文、地質(zhì)、地貌、地層結(jié)構(gòu)以及冰川大小，雪覆蓋的范圍，性質(zhì)，厚度都可以通過(guò)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用來(lái)完成基本數(shù)據(jù)的收集。水文監(jiān)測(cè)的手段可以對(duì)于區(qū)域內(nèi)的河流徑流量進(jìn)行精確。湖泊水庫(kù)面積測(cè)量的精準(zhǔn)度影響著水資源管理工作開(kāi)展的質(zhì)量，而地理信息系統(tǒng)可以通過(guò)水位-面積-庫(kù)容的曲線展示來(lái)明確不同水期的多時(shí)相圖像。地下水的可再生性使得水資源管理中要重視水資源的開(kāi)發(fā)與利用。灌溉區(qū)域開(kāi)展水資源管理的過(guò)程中，對(duì)于地下水的有效應(yīng)用也直接影響水資源的管理效率。當(dāng)前地理信息系統(tǒng)資料收集的過(guò)程中，對(duì)于地下水部分的基本情況了解是保障水資源管理有效性的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)于水文地質(zhì)，地貌，地層結(jié)構(gòu)，城市環(huán)境的分析來(lái)提高地下水的開(kāi)發(fā)效率，快速查找地下水的同時(shí)也能為地下水開(kāi)發(fā)與利用工作的開(kāi)展提供一定的線索。冰雪水資源是重要的水資源類(lèi)型。在區(qū)域地理管理工作的開(kāi)展過(guò)程中對(duì)于冰雪水資源的基本信息收集也能以數(shù)據(jù)的完善性來(lái)提高管理的有效性。地理信息系統(tǒng)主要是通過(guò)對(duì)于冰川大小，雪覆蓋厚度以及性質(zhì)等基本信息的明確來(lái)完成對(duì)于去區(qū)域內(nèi)冰川水資源的收集工作。地理信息系統(tǒng)可以便捷的以技術(shù)來(lái)進(jìn)行云與雪覆蓋的區(qū)分，通過(guò)對(duì)于冰雪水資源、液態(tài)水性質(zhì)以及雪厚度等基本信息的收集為之后融雪徑流預(yù)報(bào)以及融雪含水量的預(yù)測(cè)提供參考。

2.2旱情監(jiān)測(cè)與預(yù)警

在灌溉區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，干旱問(wèn)題是影響著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要原因。雖然根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，干旱有著農(nóng)業(yè)、氣候、水文干旱等多種的類(lèi)型，但干旱問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活的影響使得水資源管理工作中要重視旱情的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)有效的信息收集，在關(guān)鍵的指標(biāo)收集過(guò)程中完成對(duì)于區(qū)域內(nèi)干旱情況的反映工作。在傳統(tǒng)水資源管理工作中，干旱地區(qū)的監(jiān)測(cè)工作主要是通過(guò)樣本的收集來(lái)為管理提供參考。而樣本代表性的問(wèn)題影響了旱區(qū)信息收集的有效性，在當(dāng)前地理信息系統(tǒng)快速發(fā)展的背景，信息收集工作的開(kāi)展可以通過(guò)傳感器的設(shè)置對(duì)管理區(qū)域內(nèi)的地面開(kāi)展監(jiān)測(cè)，明確基本數(shù)據(jù)與指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的有效旱情監(jiān)測(cè)工作。我國(guó)旱情監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展中主要應(yīng)用到了熱慣量法，作物缺水指數(shù)法，供水植被指數(shù)法等多樣性的測(cè)定土壤水的方法，從而通過(guò)對(duì)于土壤水的測(cè)量來(lái)明確區(qū)域內(nèi)的缺水情況以及旱情發(fā)展。為了進(jìn)一步提高區(qū)域內(nèi)水資源管理的水平，區(qū)域內(nèi)的旱情問(wèn)題不僅要完成數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與分析，指導(dǎo)水資源管理工作同時(shí)也要通過(guò)安全預(yù)警工作來(lái)及早的進(jìn)行抗旱措施的布置，盡可能的減小由于旱情對(duì)于生產(chǎn)生活的負(fù)面影響。當(dāng)前在構(gòu)建旱情模型的過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用既可以實(shí)現(xiàn)信息的收集，同時(shí)也可以通過(guò)核定指標(biāo)與收集指標(biāo)之間的對(duì)比，通過(guò)聲、光、色相結(jié)合的方式，向工作人員進(jìn)行旱情的預(yù)警。

2.3沙漠化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

沙漠化反映著人類(lèi)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)，也反映著當(dāng)?shù)貧夂蜃匀画h(huán)境的變化。在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，沙漠化的出現(xiàn)導(dǎo)致了我國(guó)農(nóng)田面積的進(jìn)一步缺少，同時(shí)也為環(huán)境保護(hù)工作的順利推進(jìn)帶來(lái)了一定的阻礙。在我國(guó)灌溉區(qū)水資源管理工作過(guò)程中，不同區(qū)域有著氣候與水資源條件的差異。沙質(zhì)草原沙漠化、固定沙丘活化以及沙丘遷移入侵的沙漠化過(guò)程影響著當(dāng)?shù)厮Y源管理的開(kāi)展方向，因此為了更好的完成灌溉區(qū)水資源管理工作，要通過(guò)對(duì)于沙漠的動(dòng)態(tài)化監(jiān)控來(lái)及時(shí)的了解地區(qū)內(nèi)的沙漠化發(fā)展情況，以實(shí)時(shí)實(shí)地情況為基礎(chǔ)提出針對(duì)性的治理方針與治理方案。在監(jiān)測(cè)沙化面積，沙化狀況以及空間分布情況時(shí)，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用可以完成對(duì)于基本信息的收集，通過(guò)直觀的畫(huà)面呈現(xiàn)來(lái)提高沙漠化監(jiān)測(cè)的有效性，同時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新也能實(shí)現(xiàn)對(duì)于地區(qū)內(nèi)沙漠化問(wèn)題的實(shí)施監(jiān)測(cè)。在地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于沙漠監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，根據(jù)地區(qū)沙漠化程度的不同階段，監(jiān)測(cè)的角度與重點(diǎn)也有所差異。在當(dāng)前沙漠化問(wèn)題的治理過(guò)程中，其主要的管理方向是正在退化的沙質(zhì)草原沙漠化，因此在監(jiān)測(cè)地區(qū)沙漠化情況時(shí)要通過(guò)對(duì)于沙質(zhì)草地沙化面積，沙化狀況，植被情況的監(jiān)測(cè)提高信息收集及時(shí)性，以信息的收集的指導(dǎo)水資源管理工作的開(kāi)展。

2.4生態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

在我國(guó)傳統(tǒng)水資源管理的過(guò)程中，雖然有著環(huán)境保護(hù)的考量，同時(shí)也以人類(lèi)的生產(chǎn)生活為基本的管理方向，但其管理過(guò)程中忽視生態(tài)需水量的問(wèn)題導(dǎo)致了水資源的利用以犧牲生態(tài)為代價(jià)，生態(tài)環(huán)境的惡化則對(duì)當(dāng)下的生產(chǎn)生活帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。因此在水資源管理的過(guò)程中，為了更好的完成生態(tài)的保護(hù)工作，要通過(guò)對(duì)于生態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在有效估算生態(tài)需水量的過(guò)程中確保水資源管理利用的質(zhì)量。當(dāng)前地理信息系統(tǒng)不僅能完成對(duì)于當(dāng)下資源狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)也能通過(guò)歷史的追溯來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于區(qū)域內(nèi)生態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在生態(tài)保護(hù)的過(guò)程中，可以通過(guò)水資源利用前后生態(tài)的變化來(lái)明確是資源管理工作的效果。通過(guò)監(jiān)測(cè)與對(duì)比來(lái)為之后水資源的管理工作提供參考。在數(shù)字水利發(fā)展下為了確保其資源收集與管理應(yīng)用的有效性，在對(duì)生態(tài)開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)要通過(guò)高分辨率資料的收集與整理，從而確保其收集整理的地理信息資料可以直觀清晰的呈現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)動(dòng)態(tài)。

2.5灌溉區(qū)面積調(diào)查與灌溉區(qū)發(fā)展規(guī)劃

灌溉區(qū)水資源管理工作的開(kāi)展要通過(guò)水資源合理的開(kāi)發(fā)與利用，保障生產(chǎn)生活順利性的同時(shí)促進(jìn)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。部分灌溉區(qū)在利用水資源的過(guò)程中，為了盡可能地獲得較多的水資源，存在著盲目發(fā)展工業(yè)區(qū)面積的實(shí)際問(wèn)題。水資源管理過(guò)程中對(duì)于水資源的互相爭(zhēng)奪導(dǎo)致了上游的過(guò)度用水，影響到了下游的正常生產(chǎn)生活，因此為了實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的水資源管理工作，要通過(guò)對(duì)于區(qū)域內(nèi)流域水資源的信息收集與調(diào)查來(lái)保障基礎(chǔ)信息采集的有效性。水資源管理工作中灌溉區(qū)通常指的是有灌溉設(shè)備和配套體系的土地較為平整的區(qū)域。灌溉條件的不同會(huì)影響到農(nóng)作物產(chǎn)量的差異，也會(huì)直接影響到農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此在地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，為了確保地區(qū)上報(bào)信息的準(zhǔn)確性，可以通過(guò)信息技術(shù)的手段來(lái)真實(shí)的反映區(qū)域內(nèi)的灌溉面積，以真實(shí)的數(shù)據(jù)收集來(lái)指導(dǎo)灌區(qū)的規(guī)劃以及發(fā)展工作。在我國(guó)干旱與半干旱地區(qū)，水資源管理工作中對(duì)于灌溉面積要在分析當(dāng)?shù)氐匦嗡Y源條件的基礎(chǔ)上合理的進(jìn)行開(kāi)發(fā)。通過(guò)地理信息系統(tǒng)在空間疊加水體、水質(zhì)、氣溫、地形、降水徑流的基礎(chǔ)之上，以不同影響因素不同權(quán)重的加入來(lái)提高灌溉面積選擇的有效性，以水資源的合理利用來(lái)完成灌溉區(qū)水資源的管理水平與管理質(zhì)量。

3結(jié)語(yǔ)

水資源管理工作的開(kāi)展主要是為了通過(guò)對(duì)于水資源的高效利用，維護(hù)區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)生活的同時(shí)也以合理的開(kāi)發(fā)與利用來(lái)促進(jìn)區(qū)域內(nèi)的條件改善與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我國(guó)干旱與半干旱地區(qū)在開(kāi)發(fā)利用水資源的過(guò)程中要通過(guò)合理有效的水資源管理，確保水資源應(yīng)用有效性，盡可能的以管理水平的提高來(lái)避免資源應(yīng)用過(guò)程中的浪費(fèi)問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于灌溉區(qū)水資源現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與有效調(diào)查，當(dāng)前水資源管理工作的開(kāi)展要依賴(lài)于現(xiàn)代信息技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)多樣性調(diào)查手段與調(diào)查技術(shù)來(lái)保障數(shù)據(jù)收集與整理的有效性，提高水資源管理的質(zhì)量與效率。

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作者：李貴蘭 單位：民勤縣水土保持工作站