計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理中的應用
——評《水文與水資源管理》

楊明紅，楊振華

王文亮，王曉燕，崔姣利 著北京工業(yè)大學出版社出版

水資源管理旨在有效保護、合理利用地球上的有限水資源，保證人們獲得足夠的生產(chǎn)生活用水，預防水資源污染，維護供水安全；保護濕地、河流、湖泊和海洋等生態(tài)系統(tǒng)的健康，保護物種多樣性，維護生態(tài)系統(tǒng)功能，防止生態(tài)災難的發(fā)生。隨著科技的不斷進步，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理領域的應用日益廣泛，為水資源的監(jiān)測、分析、預測和管理提供了強有力的工具和平臺。《水文與水資源管理》一書深入探討了水文循環(huán)、水量平衡、水資源管理的內(nèi)涵、目標、原則、方法，以及水資源管理制度、法律法規(guī)的產(chǎn)生與發(fā)展等；回顧了不同文明階段的水資源管理方式，從原始文明到生態(tài)文明展示了水資源管理隨著社會發(fā)展的演變；分析我國水資源管理工作的難點，提出了解決策略，并對未來水資源管理的發(fā)展進行了展望。

參閱該書可知，目前全球水資源問題日漸凸顯，包括水資源短缺、水質(zhì)污染、水旱災害等。快速的人口增長、城市化進程和工業(yè)化擴張導致水資源需求急劇增加，供需矛盾日益尖銳，而且工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污染等威脅著水體健康。此外，某些區(qū)域水旱災害頻發(fā)且影響巨大，如洪澇、干旱、泥石流等，常常導致人員傷亡、財產(chǎn)損失和生態(tài)環(huán)境破壞。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段往往難以在災害來臨之前作出及時響應，而信息技術的快速進步為計算機監(jiān)控系統(tǒng)的應用創(chuàng)造了條件，能夠實現(xiàn)水資源數(shù)據(jù)的實時更新和精細分析，為水資源管理者提供準確的決策支持。具體而言，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理中的應用主要體現(xiàn)在以下三個方面。

第一，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水文學分析和水量平衡方面發(fā)揮著重要作用。計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過傳感器網(wǎng)絡在不同地區(qū)收集并傳輸降雨數(shù)據(jù)，建立地區(qū)降雨模型，揭示不同地點的降雨分布和變化趨勢，使水文分析更加全面和精確。例如，在一個流域內(nèi)，系統(tǒng)可以實時監(jiān)測各個地點的降雨情況，將這些數(shù)據(jù)輸入模型，從而更好地預測不同地區(qū)的徑流量和地下水補給量。另外，通過監(jiān)測不同流域的降雨、蒸發(fā)、蓄水、徑流等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還可以建立水量平衡模型，深入分析水資源的供需關系，揭示水資源的短缺情況，為水資源的科學調(diào)度和合理分配提供依據(jù)。例如，在一個水庫中，系統(tǒng)可以實時監(jiān)測蓄水量的變化，結合入庫和出庫數(shù)據(jù)，分析水庫的水量變化趨勢，從而指導水庫蓄水和放水決策，確保供水和灌溉的需要得到滿足。計算機監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)即時數(shù)據(jù)可視化和報告生成，通過圖表、圖像和報告的生成，管理者可以直觀地了解水資源的動態(tài)變化，及時作出決策。

第二，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)測與污染預警方面具有重要應用價值。利用實時傳感器監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)，系統(tǒng)可以隨時掌握水質(zhì)的變化情況。一旦出現(xiàn)水質(zhì)異常，如pH 值異常升高、溶解氧含量急劇下降等，系統(tǒng)會自動發(fā)出預警信號，通知相關人員及時進行干預。計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)分析和建模預測水體污染的趨勢和污染物擴散情況。系統(tǒng)可以建立水質(zhì)模型，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，預測污染物的擴散路徑和范圍，及早發(fā)現(xiàn)潛在的污染風險，為管理者制定應對策略提供科學依據(jù)。例如，系統(tǒng)可以根據(jù)河流的流速和水質(zhì)數(shù)據(jù)，預測某一污染源可能對下游水體產(chǎn)生的影響，從而引導管理者在污染擴散前采取適當?shù)拇胧瑴p小污染損害。此外，計算機監(jiān)控系統(tǒng)還能夠對水污染事件進行快速反應和分析。一旦發(fā)生污染事件，系統(tǒng)可以實時收集相關數(shù)據(jù)，利用模型分析污染源、擴散途徑等關鍵信息，幫助管理者迅速制定應對方案。

第三，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水資源調(diào)度和災害監(jiān)測方面發(fā)揮著關鍵作用。計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)采集和模型分析，有助于實現(xiàn)水資源的智能調(diào)度。系統(tǒng)可以集成各類數(shù)據(jù)，如水庫蓄水量、河流流量、降雨量等，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和歷史資料，預測未來的水資源供需狀況，生成不同調(diào)度方案的模擬結果，分析不同方案對供水、灌溉、生態(tài)環(huán)境等的影響。例如，在干旱季節(jié)，系統(tǒng)可以根據(jù)預測的降雨量和蓄水量，模擬不同蓄水和放水方案的效果，幫助管理者選擇最優(yōu)的調(diào)度方案，保障水資源的合理利用。此外，計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以通過實時數(shù)據(jù)采集和分析，實現(xiàn)水旱災害及時監(jiān)測。系統(tǒng)可以通過傳感器網(wǎng)絡實時監(jiān)測降雨量、河流流量、水庫水位等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中進行分析；系統(tǒng)還可以利用歷史數(shù)據(jù)和氣象預測，建立水旱災害預測模型，識別可能的災害風險。

綜上所述，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理領域具有重要應用價值。通過實時數(shù)據(jù)采集、分析和模擬，系統(tǒng)能夠更準確地了解水文情況、水質(zhì)狀況和水資源分布情況，提前預防和應對水質(zhì)污染及水旱災害問題，保障水資源的可持續(xù)利用和人類生命財產(chǎn)安全，促進水資源管理的現(xiàn)代化和智能化。