胡先林

(新疆昌吉水文勘測局，新疆 昌吉 831100)

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水文水資源領(lǐng)域技術(shù)需求及實(shí)踐的探討

胡先林

(新疆昌吉水文勘測局，新疆 昌吉 831100)

為了使水資源發(fā)揮更大的作用，水利工程更好的為人民服務(wù)，要求認(rèn)真對待水文水資源的實(shí)時監(jiān)測、科學(xué)規(guī)劃、合理開發(fā)、高效利用等各項工作，因此迫切要求提高水文水資源領(lǐng)域的科技水平。筆者從事水文水資源工作多年，認(rèn)真研究了我國當(dāng)前水文水資源領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀，論述了我國最近幾年水文水資源領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展情況。

水文水資源；技術(shù)需求；實(shí)踐應(yīng)用

當(dāng)前，我國國民經(jīng)濟(jì)得到了較快發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，人民的生活水平得到了明顯提高，但隨之而來的缺乏水資源、水環(huán)境污染、頻繁的洪澇災(zāi)害等對人民的生產(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重的影響。在新的歷史時期，為了解決水資源短缺與實(shí)現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展等問題，必須提高水文水資源的科學(xué)技術(shù)水平，充分研究現(xiàn)代水文水資源的變化情況，認(rèn)真對待水文監(jiān)測與預(yù)測預(yù)報工作，逐步實(shí)現(xiàn)自動化提高信息服務(wù)水平，大力發(fā)揮水資源的作用，在水利事業(yè)中利用引進(jìn)較高水平的科學(xué)技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)水文水資源事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 水文水資源領(lǐng)域的技術(shù)需求分析

1.1 與國際先進(jìn)技術(shù)水平的差距

1.1.1 水文技術(shù)

近年來，水文水資源領(lǐng)域在水文理論、水文實(shí)驗、水文模擬、觀測手段等方面得到了一定提高，但還是達(dá)不到世界發(fā)達(dá)國家水平，因此還需進(jìn)一步提高水文科技水平，主要有下面這些表現(xiàn)：不能及時預(yù)測洪澇災(zāi)害、技術(shù)手段較為落后；沒有深入研究大尺度的水文問題，沒有涉及全國范圍內(nèi)這一尺度的問題研究；關(guān)于區(qū)域性的水文研究，如生態(tài)系統(tǒng)的水循環(huán)機(jī)理研究較少；不能有效開展水文領(lǐng)域中的技術(shù)理論研究與實(shí)驗研究，還不能有效應(yīng)用當(dāng)前世界上出現(xiàn)的新技術(shù)與新方法。

1.1.2 水資源技術(shù)

要求各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，水文水資源管理也不例外，但我國因為還沒有開展水資源領(lǐng)域的技術(shù)研究，更不能與世界發(fā)達(dá)國家相比，主要有下面這些表現(xiàn)：我國水資源不能實(shí)現(xiàn)整體利用，不能有效保護(hù)水資源；還需進(jìn)一步完善水資源管理體系，不具備完善的水文水資源理論；不同流域不能實(shí)現(xiàn)水資源的合理調(diào)配，我國當(dāng)前還沒有深入研究關(guān)于不同流域間的調(diào)配技術(shù)。

1.2 水文水資源領(lǐng)域中的技術(shù)需求

深入研究洪澇災(zāi)害與干旱災(zāi)害是如何形成的，做到及時預(yù)報，如衛(wèi)星遙感技術(shù)、雷達(dá)測雨技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等；深入研究采集、傳輸、整理、匯總水文信息等技術(shù)，同時在做好這一基礎(chǔ)性工作的前提下建立水文水資源信息平臺，實(shí)現(xiàn)信息共享，才能有效減輕由于洪澇與干旱災(zāi)害給人民帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

深入研究不同流域生態(tài)需水量，應(yīng)用最為合理的水資源評價指標(biāo)與評價手段；合理確定水資源的承載能力，在評價水資源過程中引進(jìn)現(xiàn)代化水文技術(shù)，以求不斷提高評價水平。

深入研究水資源形成與變化規(guī)律，及時引進(jìn)水資源開發(fā)與保護(hù)先進(jìn)技術(shù)，科學(xué)確定水資源體系、生態(tài)體系、經(jīng)濟(jì)社會體系間的平衡關(guān)系，才能逐步實(shí)現(xiàn)我國水資源的可持續(xù)利用。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

新疆地區(qū)存在豐富的水資源，每年平均水資源總量為935億 m3，最多年份達(dá)到1 069億 m3，最少年份也可以達(dá)到754億 m3，最大值與最小值都居于正常變化范圍內(nèi)[2]。2010年，新疆水資源總量達(dá)到1 113億 m3，平均每人達(dá)到73 m3，分別居于全國總排名的11位和4位，總體位置居于中等偏上，這一現(xiàn)狀也表明新疆具有豐富的水資源。但分析新疆的單位面積產(chǎn)水量可以看到，新疆單位面積產(chǎn)水量為7萬立方米每平方公里，在全國居于22位，自此可以看出新疆屬于水資源缺乏地區(qū)。

2.1 水文信息監(jiān)測和水文預(yù)測預(yù)報方面

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，最近幾年出現(xiàn)了數(shù)不勝數(shù)的雨量、蒸發(fā)、水位、流量觀測技術(shù)、測驗?zāi)嗌撑c水質(zhì)技術(shù)等，由此逐步出現(xiàn)了采集、傳輸、監(jiān)測、預(yù)警、管理水文信息的服務(wù)系統(tǒng)；隨著信息服務(wù)體系的不斷發(fā)展與完善，流域水文預(yù)報已淘汰了單一的預(yù)報方案而逐步發(fā)展成為多個模型與綜合方法結(jié)合在一起的預(yù)報體系，同時引進(jìn)了大量的新技術(shù)與新手段。尤其是在最近幾年，水文信息服務(wù)發(fā)揮了不可低估的作用，如及時預(yù)報雨情、水情、汛情，給人們合理調(diào)度攔蓄洪水、啟用行蓄區(qū)行蓄洪水提供了充足的時間，有效保障了洪區(qū)人民群眾的生命安全，在國家做出重大決策中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。及時引進(jìn)了新型水文預(yù)報技術(shù)，如新一代雷達(dá)測雨技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)，及時分析了暴雨洪水的小尺度天氣與大尺度氣候環(huán)境，在暴雨洪水研究、數(shù)值模擬預(yù)測方面收到了顯著效果，關(guān)于風(fēng)暴潮、山洪、泥石流等自然災(zāi)害，深入分析了其形成原因、如何預(yù)測、如何應(yīng)對等各個方面。再有，我國關(guān)于地理信息與信息化技術(shù)當(dāng)前取得了長足發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上開展了分布式產(chǎn)匯流模型研究，力求掌握由于大自然因素與人類活動而引起的水文循環(huán)各個因素的變化規(guī)律，使人們重新認(rèn)識了水文循環(huán)過程，同時將這些研究成果應(yīng)用于流域水資源評價與綜合規(guī)劃當(dāng)中，收到了意想不到的效果。關(guān)于如何監(jiān)測預(yù)報旱情方面，深入研究了如何監(jiān)測土壤墑情，充分利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，根據(jù)不同時期掌握了土壤墑情分布情況，同時提出了土壤墑情如何發(fā)展，為流域地區(qū)如何抗旱提供了技術(shù)支持，收到了較好的效果，得到了人們的認(rèn)可。

2.2 水資源配置調(diào)度和管理方面

完成了水資源綜合規(guī)劃、專業(yè)專項規(guī)劃與流域綜合規(guī)劃的修編工作，由此表明形成了水資源規(guī)劃體系，有利于促進(jìn)我國水資源宏觀配置的發(fā)展；建設(shè)完成了水資源實(shí)時監(jiān)控與管理體系，提高水資源的利用率；應(yīng)用數(shù)字化計量技術(shù)，達(dá)到了自動采集灌區(qū)水位與水量，使水資源更好的為人民服務(wù)，灌溉管理模式逐步實(shí)現(xiàn)了自動化；提高了區(qū)域水資源調(diào)度與調(diào)控能力，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理引江濟(jì)太、引黃濟(jì)淀、扎龍濕地補(bǔ)水，以及湖南、江西等地區(qū)的水量，解決了珠江流域水資源系統(tǒng)壓咸補(bǔ)淡問題，保證了城市用水安全，同時實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境的保護(hù)；深入研究了我國北方流域水資源安全利用技術(shù)，形成了將評價資源、調(diào)控工程、管理風(fēng)險結(jié)合在一起的流域洪水資源安全利用技術(shù)系統(tǒng)，使水資源在流域發(fā)揮更大的作用，實(shí)現(xiàn)了水資源的充足供給；在我國沿海地區(qū)實(shí)行苦咸水淡化工程，解決了我國沿海地區(qū)人民的飲水問題；深入研究了在我國不同地區(qū)采取哪種模式節(jié)水，嘗試建設(shè)節(jié)水型社會，由此提高了節(jié)水型社會建設(shè)技術(shù)，并取得了一定的效果，有力帶動了其它地區(qū)的發(fā)展。

2.3 服務(wù)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面

深入研究了大氣、土壤、植物、水之間的關(guān)系，掌握了水文循環(huán)中的變化規(guī)律；對不同地區(qū)生態(tài)用水進(jìn)行了研究，在理論、技術(shù)、管理等方面嘗試應(yīng)用全面的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合各地實(shí)際生態(tài)需水情況，應(yīng)用不同的計算方法；深入研究了如何利用水資源以及水資源對環(huán)境生態(tài)的影響，有力推進(jìn)了水資源綜合規(guī)劃與綜合管理工作的發(fā)展；實(shí)行水污染突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案與處理方法，可以有效解決突發(fā)性水污染事件。

3 水文水資源領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)的實(shí)踐

應(yīng)用

3.1 各種新技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

關(guān)于水文基礎(chǔ)理論研究當(dāng)中，最近幾年我國深入研究了水文站網(wǎng)密度、水文分區(qū)、流域特征等各種技術(shù)，在技術(shù)上有力推動了我國水利工作的順利發(fā)展。

關(guān)于水文應(yīng)用新技術(shù)當(dāng)中，我國及時引進(jìn)了時差法超聲波測流、圖像分析技術(shù)、激光法泥沙分析、墑情監(jiān)測技術(shù)、遠(yuǎn)程遙感技術(shù)等，使水文信息監(jiān)測、采集、傳輸?shù)仁侄蔚玫搅嗣黠@改善。

關(guān)于流域水文模型，在我國一些地區(qū)及時引進(jìn)了HEGHMS模型、分布式水文模型，并對其進(jìn)行了深入研究。利用這些水文模型，不但有效驗證了掌握的水文信息的真實(shí)性與實(shí)用性，同時有利于及時預(yù)報洪澇干旱、預(yù)測水資源、評價水資源等。

關(guān)于水資源與水質(zhì)評價，及時引進(jìn)了世界上最為先進(jìn)的數(shù)學(xué)分析方法，如在水資源評價、預(yù)測墑情、評價水質(zhì)等方面應(yīng)用層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，取得了較好的效果，有效掌握了地表水、地下水和水資源的評價信息。

關(guān)于水文水資源信息的共享，建設(shè)完成了水文水資源信息共享平臺，有利于及時發(fā)布水文水資源信息。本文主要引用了建設(shè)水文水資源信息共享平臺，對水文水資源領(lǐng)域中的信息應(yīng)用取得成果進(jìn)行了深入研究。

3.2 水文水資源信息共享平臺的實(shí)踐應(yīng)用

國家水文水資源信息共享平臺的組成部分有整理、匯總、傳輸、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)體系，節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)支持平臺、水文信息服務(wù)體系等四個部分。

3.2.1 數(shù)據(jù)整理、匯編、轉(zhuǎn)換與輸入系統(tǒng)

它發(fā)揮的主要作用就是及時整理與處理水文采集系統(tǒng)收到的水文數(shù)據(jù)、非水文部門上交的水文數(shù)據(jù)，最后轉(zhuǎn)存到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的水文數(shù)據(jù)庫。

3.2.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫群

節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫包括中央節(jié)點(diǎn)、不同流域節(jié)點(diǎn)、省級節(jié)點(diǎn)、地市級節(jié)點(diǎn)。再有，處于不同節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫還包括地表水?dāng)?shù)據(jù)庫、地下水?dāng)?shù)據(jù)庫、水質(zhì)數(shù)據(jù)庫等。不同節(jié)點(diǎn)可以隨時更新本節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，對處于本節(jié)點(diǎn)的不同水文數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

3.2.3 應(yīng)用服務(wù)支持平臺

具備了節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫群才能形成應(yīng)用服務(wù)支撐平臺，屬于國家水文數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)，在形成不同業(yè)務(wù)邏輯與公共邏輯的前提下，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，幫助實(shí)現(xiàn)不同水文信息的服務(wù)功能。

3.2.4 水文信息服務(wù)系統(tǒng)

這一體系在信息共享平臺中發(fā)揮著重要作用，主要作用就是發(fā)布水文信息、提供水文基礎(chǔ)信息、研究水文數(shù)據(jù)等。

4 結(jié)語

總之，水在人們的生活中必不可少，沒有水就沒有一切。做好水文工作才能有利于推動我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會發(fā)展，才能幫助政府做好決策，才能提供更好的社會服務(wù)，才能做好水資源管理工作，近年來水文水資源領(lǐng)域引進(jìn)并應(yīng)用了各種先進(jìn)技術(shù)，使水文工作煥然一新，逐步實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化與信息化。

[1]王銀堂,田慶奇,袁小勇.我國水文水資源領(lǐng)域技術(shù)需求分析及推廣應(yīng)用[J].水利水電技術(shù). 2010(11).

[2]楊云.在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展[J].黑龍江水利科技.2013(09).

[3]許峰.水文水資源領(lǐng)域技術(shù)需求及其實(shí)踐應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào). 2015(17).

[4]管新國.水文水資源工程建設(shè)管理探討[J].河南水利與南水北調(diào). 2016(04).

[5]談兵.水文水資源領(lǐng)域技術(shù)需求分析及推廣應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào). 2016(02).

TV211.1

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1004-1184(2016)06-0097-02

2016-08-18

胡先林(1982-)，男，四川廣元人，工程師，主要從事水文水資源、地理信息系統(tǒng)研究。