GIS技術在水資源和水環境領域中的應用

史建飛

【摘要】隨著我國科學技術的進步，GIS技術已被廣泛的應用到了水資源和水環境領域中，而且發揮了關鍵的作用。文章分析了現階段，國內外在水資源和水環境領域中GIS技術的應用現狀，并探討了具體的應用方面。同時，也希望同行業者能夠積極的探討，使GIS技術在水資源和水環境領域中發揮更大的作用。

【關鍵詞】GIS技術；水資源；水環境；應用

GIS的全稱為地理信息系統，是專門應用于空間地理信息處理與管理的系統，其作用的發揮要以計算機設備和相應的專業設備為載體。而水資源與水環境的數據分布充分的體現了空間分布性，所以能夠利用GIS技術進行數據采集、處理、分析、現場模擬、管理，并及時的進行管理問題處理，有效的提高了管理水平和管理效率，為此，我國應更深入的探索GIS技術在水資源和水環境領域的應用。

1、現階段，GIS技術在水資源和水環境領域中的應用現狀

1.1國內現狀

我國在上個世紀八十年代就已經開始進行GIS技術應用研究，并將其應用在黃浦江水環境治理上，其系統能夠對黃浦江的動態運行情況進行監測，并能夠在水污染過程的基礎上模擬治理過程，分析水質情況，形成水質報告，這項系統實現了對水環境的高效管理。經過發展，GIS技術在水資源與水環境領域的應用逐漸成熟，又被廣泛的應用在我國防洪治理上；在本世紀初，我國相關學者又從水質擴散模擬、水文模擬、地貌分析、植被分布、土壤覆蓋等角度研究了GIS技術的應用，并取得了顯著的成果。

1.2國外現狀

國外從上個世紀七十年起將GIS技術應用到實際水資源和水環境管理上，最早是應用在田納西流域管理中，服務于流域規劃與決策。逐漸的發展過程中，國外也從地形、水文、地質、污染等角度進行了GIS技術應用。近些年，國外一直致力于研發綜合利用軟件，將GIS技術與模擬技術、數據庫等系統集成到統一的管理平臺上，并且擴大了GIS技術在水資源和水環境的應用范圍，可以在農田灌溉、地下水流模擬、城市暴雨等管理上進行應用。

2、GIS技術在水資源和水環境領域中的具體應用分析

2.1在水環境規劃與評價上的應用

水環境的實際情況較為復雜，往往只能一項一項進行分析，而GIS技術具備了重置分析功能，是其它技術所無法實現的。同時，在距離分析、三維分析、包含分析、緩沖區分析等功能的支持和輔助下，能夠客觀、準確的進行水環境規劃與評價。例如，在分析水污染情況和制定相應的保護計劃時，就可以利用緩沖區分析這項功能劃分出緩沖區域，并將其信息與其它有效信息進行重疊分析，從而準確定位污染區域，并分析出影響保護計劃實施的客觀因素。

2.2在防洪預警與洪區治理上的應用

GIS技術具備信息數據采集、處理的功能，在配合遙感技術能夠及時的制定洪水的分布圖像，能夠為洪水治理和防洪措施的制定提供依據。而且將GIS技術與水文或水利學建模相結合，能夠預測出洪水的擴散范圍和趨勢，從而能夠實現及時控制，并向即將發生洪災區域發出預警。例如，利用GIS技術可以分析和存儲某河流流域的水文特征和地貌特征，在進行HMS等模型建立中可以直接提取河流的相關參數進行文件輸入。在輸入后會得出相應的計算結果，在結合河道的實際情況，輸入到水力學模型建設中，既可以測定具體的位置，在輸入到高程計算系統中，就可以計算出洪水的覆蓋面積。然后在根據這項結果，制定科學的防災措施，降低洪水對人民生命和財產的危害。

2.3在模擬排水系統上的應用

GIS技術具有網絡分析功能，能夠分析出流域在降水后，水流的徑流特征，并測繪出流域在匯流過程中的等流線，再配合水文模擬就可以分析出城鄉降水或流域降水過程中的排水情況，從而為評估排水系統等級提供依據，并且可以依照數據進行排水系統改進和重新設計。

2.4在模擬非點源污染上的應用

非點源污染又被稱為面源污染，其具有潛伏期長、滯后性、廣泛性等特點，所以在治理和管理上都有一定的難度，但GIS技術能夠全面整合空間地理信息，對非點源污染治理有著直觀重要的作用。將非點源污染模型與GIS技術進行結合，能夠簡化模擬任務，而且在GIS的數據庫中可以自動進行模型參數提取，提高了建模效率，能夠針對各種類型的水文區域和水質條件進行應用，能夠為環境部門的制定治理措施提供確定性依據。

2.5在模擬地表水流與地下水流上的應用

地表水模擬較為復雜，要清楚的表達出地表水與河流湖泊之間的徑流關系，而且還要利用地表徑流參數來擴大對局部地質、地形的分析，以便相關部門能夠有效的進行土地利用。而且GIS技術的數據信息處理功能能夠快速的進行地表水流參數處理，并能夠結合圖示進行展示，在地下水流模擬建模上有著關鍵的作用，保障了各項輸入的準確，提高建模的科學性。

2.6在研究流域集成上的應用

GIS技術不僅可以進行數據集成，還可以進行模型集成，能夠通過采集的水環境數據和流域內多項數據集成模擬模型，這樣相關工作人員就可以通過直觀的圖像進行綜合的分析和管理，其中在非點源污染治理上的應用效果最為顯著。

但在當前的應用中，GIS技術的信息獲取能力還需要不斷提高適應性，可以有效的綜合模擬技術或人工智能技術進行使用，也就是說要將信息處理與管理、問題匯總、解決方案制定進行結合，從而提高對水資源和水環境的管理效率。

結束語：

綜上所述，GIS技術作為一項先進的科學技術，已廣泛的應用到了我國水資源與水環境管理上，并在防洪治理、水污染治理等方面上發揮出了重要作用。但在當前的應用中，GIS技術仍有需要完善和提升的地方，希望相關科研人員能夠加強研發力度，盡早實現綜合化應用系統，為保護我國水資源，營造健康水環境發揮更大的貢獻。

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