水文水資源分析方法及應(yīng)用探討

朱春龍主編

中國水利水電出版社出版

水文水資源是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)包含眾多子系統(tǒng)。由朱春龍主編、中國水利水電出版社出版的《水文水資源分析計(jì)算》一書，總結(jié)了水文水資源分析的新技術(shù)、新設(shè)備、新情況等，系統(tǒng)地介紹了水文水資源調(diào)查與分析的相關(guān)概念、途徑和方法，重點(diǎn)分析了暴雨洪水、防洪項(xiàng)目、水資源情況、入河排放口等水文分析和水資源計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于加強(qiáng)水資源的開發(fā)與管理、提高水資源使用效率、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

《水文水資源分析計(jì)算》一書共九部分內(nèi)容。第一部分為緒論，講述了水文水資源分析的主要內(nèi)容，介紹了主要的研究方法。第二部分為暴雨分析計(jì)算，先概述了相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)，分析了暴雨資料審查與處理、暴雨頻率分析的相關(guān)方法，并以典型的暴雨過程為案例進(jìn)行了暴雨分析計(jì)算。第三部分為洪水分析計(jì)算，分別從流量資料、暴雨資料、小匯水面積洪水等方面分析了洪水的計(jì)算方法。第四部分討論了暴雨洪水分析計(jì)算的方法和應(yīng)用手段。第五部分和第六部分分別從地表水資源量和地下水資源量的角度討論了地表和地下水資源量分析和計(jì)算的方法。第七部分和第八部分講述了用水量和可供水量分析與計(jì)算的方法。第九部分從河流水質(zhì)角度分析了河流水資源分析計(jì)算的方法。此外，作者在每一部分都附有小結(jié)、思考與練習(xí)題，幫助讀者對(duì)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行鞏固和提升。

參閱全書可知，水文水資源主要受到氣候變化和人類活動(dòng)的影響，呈現(xiàn)出不確定性、多目標(biāo)性、多層次性、非線性、動(dòng)態(tài)性等特征，分析難度較大。水文水資源分析涉及水利工程和水資源合理利用，目前主要運(yùn)用的分析方法是瞬時(shí)流量法、間斷流量法、洪水折算法、集流模型法、水文模型法等。相關(guān)部門應(yīng)運(yùn)用多種勘測技術(shù)和分析計(jì)算方法，建立全流域、實(shí)時(shí)性的監(jiān)測裝置，初步構(gòu)建高效的水資源利用和管理模式，提高水資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)的水資源優(yōu)化調(diào)度，緩解人類面臨的水資源危機(jī)，具體可以從以下三個(gè)方面入手。

其一，構(gòu)建全方位的水文分析系統(tǒng)，對(duì)水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。水資源受降水、地形、氣候、徑流等因素的影響，分析過程極為復(fù)雜，計(jì)算量大。為了方便對(duì)水資源進(jìn)行管理，首先，相關(guān)部門可以建立水文分析系統(tǒng)，對(duì)降水量、蒸發(fā)量、滲透量、降水頻率等進(jìn)行計(jì)算。比如，工作人員只需要將不同時(shí)期的降雨量導(dǎo)入系統(tǒng)，再由附近的水文站進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，就可以得到地區(qū)平均降雨量。其次，相關(guān)部門可以建立空間數(shù)據(jù)庫，用點(diǎn)、線、面等來構(gòu)建相關(guān)的水文數(shù)據(jù)，然后通過影像匹配和空間校準(zhǔn)得到水文地圖，以地圖為依據(jù)對(duì)區(qū)域水文水資源特征進(jìn)行整體性的分析和計(jì)算。同時(shí)，工作人員可以通過降水頻率來預(yù)測未來的天氣，也可以通過附近水文站的雨量數(shù)值和站點(diǎn)的權(quán)重來計(jì)算區(qū)域降雨量。最后，為了提高水文水資源數(shù)據(jù)的使用效率，不同的水文站之間可以建立共享式的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，及時(shí)上傳區(qū)域的原始水文數(shù)據(jù)，以自動(dòng)化的數(shù)據(jù)管理和計(jì)算模式代替手工監(jiān)測和計(jì)算。

其二，建立豐水期和枯水期子系統(tǒng)，做好水資源優(yōu)化調(diào)度。受季風(fēng)氣候影響，各流域有明顯的枯水期和豐水期之分。在不同的時(shí)間里水文要素會(huì)呈現(xiàn)出不同的變化特征，如枯水期就需要進(jìn)行開閘放水，保持中下游水量，維持河流中下游生態(tài)平衡。由于水資源是隨著時(shí)間和空間的變化而變化的，因此水文監(jiān)測站應(yīng)該對(duì)降水量、蒸發(fā)量、滲透量、水溫等進(jìn)行記錄和管理，通過數(shù)據(jù)計(jì)算和分析做好流域內(nèi)的水資源優(yōu)化調(diào)度。此外，由于水資源調(diào)度往往是由政府進(jìn)行統(tǒng)一決策和安排的，因此需要科學(xué)依據(jù)和詳細(xì)的數(shù)字支撐，水文監(jiān)測站可以利用豐水期和枯水期子系統(tǒng)來調(diào)配和分析水文數(shù)據(jù)，制定水資源調(diào)度方案，保障不同時(shí)期水資源調(diào)度的科學(xué)性與合理性。

其三，以生態(tài)保護(hù)為前提，利用水利工程統(tǒng)一調(diào)配水資源。水文水資源內(nèi)部各系統(tǒng)之間存在著復(fù)雜的關(guān)系和客觀的不確定性，不僅增加了水資源管理的難度，而且加大了生態(tài)保護(hù)的難度。因此，政府必須建立專門的水文水資源管理部門，以科學(xué)、可持續(xù)為調(diào)配原則，對(duì)水資源進(jìn)行統(tǒng)一分配和科學(xué)調(diào)度，解決不同部門、不同地區(qū)、不同企業(yè)之間的用水矛盾，最大限度保障水資源的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。比如，為了防洪和抗旱，應(yīng)建設(shè)大中型水庫，發(fā)揮水資源開發(fā)和利用優(yōu)勢，但是盲目地修建水庫會(huì)導(dǎo)致徑流量發(fā)生改變，影響地下水位和生態(tài)環(huán)境。因此，政府在進(jìn)行水利工程建設(shè)時(shí)，要優(yōu)先考慮人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，在調(diào)配水資源時(shí)以生態(tài)保護(hù)為前提，按照供需結(jié)合的水資源調(diào)配方法，構(gòu)建宏觀的水資源調(diào)配模式。