摘要：地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）技術(shù)在新時代水利工程信息化建設(shè)中扮演著至關(guān)重要的角色。它通過提供精確的空間數(shù)據(jù)分析，助力水資源規(guī)劃，實現(xiàn)水資源量的空間分布分析和開發(fā)利用規(guī)劃。在灌溉系統(tǒng)規(guī)劃方面，GIS技術(shù)能夠評估土地利用情況并優(yōu)化灌溉設(shè)施布局。同時，GIS在水利工程建設(shè)與維護中輔助選址和維護，在洪水控制與防洪減災(zāi)中模擬洪水風(fēng)險并制定應(yīng)急預(yù)案，以及在干旱監(jiān)測與調(diào)度中評價干旱影響并保障供水。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)水利工程信息化建設(shè)干旱監(jiān)測

ResearchontheApplicationofGISTechnologyintheInformationizationConstructionofWaterConservancyEngineeringintheNewEra

WANGYongmeng

ShandongWaterConservancyConstructionGroupCo.，Ltd.，Jining，ShandongProvince，272000China

Abstract：GeographicInformationSystem（GIS）technologyplaysacrucialroleintheinformatizationconstructionofwaterconservancyengineeringinthenewera.Byprovidingprecisespatialdataanalysis，itsupportswaterresourcesmanagementandplanning，achieving spatialdistributionanalysisofwaterresourcesandtheplanningoftheirdevelopmentandutilization.Intermsofirrigationsystemplanningandmanagement，GIStechnologycanassesslanduseandoptimizethelayoutofirrigationfacilities.Additionally，GISassistsinthesiteselectionandmaintenancemanagementofwaterconservancyconstructionengineering，simulatesfloodrisksinfloodcontrolanddisasterreduction，andformulatesemergencyplans.Italsoevaluatestheimpactofdroughtsindroughtmonitoringandschedulingtoensurewatersupply.

KeyWords：GIStechnology;Waterconservancyengineering;Informationizationconstruction;Droughtmonitoring

水利事業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的基礎(chǔ)性事業(yè)，對于保障國家水安全、促進生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）憑借其空間數(shù)據(jù)采集、管理、分析和可視化的優(yōu)勢，在水利信息化建設(shè)中發(fā)揮了越來越重要的作用。GIS作為一種集成化的空間信息管理技術(shù)，能夠有效整合各類水利數(shù)據(jù)，為水資源規(guī)劃、灌溉系統(tǒng)建設(shè)、水利工程維護、洪水控制以及干旱監(jiān)測等諸多方面提供重要支撐。通過GIS技術(shù)，可以實現(xiàn)對水資源量的空間分布、灌溉區(qū)域的土地利用、水利設(shè)施的選址優(yōu)化等關(guān)鍵信息的高效管理和分析，為水利部門的科學(xué)決策提供有力支撐。此外，GIS還在干旱監(jiān)測、水源調(diào)度等方面發(fā)揮重要作用，有助于增強水資源的合理利用和供水保障。

1GIS技術(shù)對水利信息化建設(shè)的重要性

GIS技術(shù)具有較強的空間數(shù)據(jù)分析與處理能力，能高效地對地理位置有關(guān)數(shù)據(jù)進行集成、分析及顯示，對水利工程的規(guī)劃及施工保護具有十分重要的意義。GIS技術(shù)有助于實現(xiàn)水資源合理配置與高效利用，并通過準(zhǔn)確測繪水資源分布情況為合理配置與綜合開發(fā)水資源提供了科學(xué)依據(jù)。在水利工程設(shè)計與施工階段，GIS技術(shù)能夠提供三維地理空間數(shù)據(jù)支撐，輔助工程師對復(fù)雜地理環(huán)境做出準(zhǔn)確決策、優(yōu)化設(shè)計方案、降低施工風(fēng)險。GIS技術(shù)對水利設(shè)施日常養(yǎng)護工作有著無可替代的重要作用，利用GIS平臺能夠?qū)崟r監(jiān)測水庫，大壩及其他水利設(shè)施，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并高效地安排維修與恢復(fù)，以保證水利設(shè)施的安全平穩(wěn)運行。在防洪減災(zāi)中，GIS技術(shù)可以通過對洪水可能途徑及范圍的模擬來對潛在危險區(qū)域進行預(yù)測，從而對防洪預(yù)警及應(yīng)急響應(yīng)起到強有力的支撐作用。面對干旱這類極端天氣事件，GIS技術(shù)也能起到舉足輕重的作用，它通過分析干旱影響空間分布及趨勢，為調(diào)度水源、預(yù)防水旱災(zāi)害提供決策支持[1]。

2GIS技術(shù)在新時代水利工程信息化中的應(yīng)用

2.1水資源規(guī)劃

2.1.1水資源量的空間分布分析

水資源量空間分布分析在水資源規(guī)劃中占有重要地位，關(guān)系到水資源合理配置及可持續(xù)利用。將GIS技術(shù)運用到這一過程當(dāng)中，使水資源量確定與分析變得更準(zhǔn)確、更有效。借助GIS技術(shù)，能夠?qū)α饔騼?nèi)的水文和水資源進行詳細的空間分析，這包括降水量、地表水和地下水的分布模式，以及在不同時間尺度上水資源的時空變化規(guī)律。利用GIS空間分析方法進行空間插值，流域劃分及水量平衡分析，可以細致地展現(xiàn)水資源空間分布格局并確定水資源富缺地區(qū)，從而為水資源優(yōu)化配置提供了可靠數(shù)據(jù)支撐。該分布分析也可協(xié)助評價水資源可利用性、確定潛在水資源補給區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)等，進而為水資源保護與合理開發(fā)提供指導(dǎo)。分析氣候變化及人類活動作用下水資源量空間分布規(guī)律也可以對水資源變化趨勢進行預(yù)測，從而為預(yù)防與適應(yīng)氣候變化及保障水資源安全等提供科學(xué)依據(jù)[2]。

2.1.2水資源開發(fā)利用規(guī)劃

借助GIS系統(tǒng)規(guī)劃人員可以從地形地貌、氣候條件、流域特征、生態(tài)環(huán)境及社會經(jīng)濟諸方面綜合分析可能開發(fā)水資源的地區(qū)。GIS技術(shù)可以模擬出不同開發(fā)方案對于水資源與環(huán)境所產(chǎn)生的效果，并對開發(fā)活動進行可行性與持續(xù)性的評估。GIS中的空間分析工具有助于確定水資源配置的最佳方案，并通過定量評價各方案的經(jīng)濟與環(huán)境影響來優(yōu)化水資源開發(fā)的次序與布局，從而達到水資源高效利用與保護的目的。在水資源開發(fā)利用規(guī)劃執(zhí)行過程中，GIS技術(shù)也起到了監(jiān)督作用[3]。對開發(fā)活動進行實時監(jiān)測與后評價，GIS技術(shù)可以保證水資源開發(fā)與利用活動滿足規(guī)劃要求并對不合理開發(fā)行為進行適時調(diào)整，保障水資源長期、穩(wěn)定供應(yīng)。

2.2灌溉系統(tǒng)規(guī)劃

2.2.1灌溉區(qū)域的土地利用評估

在現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)規(guī)劃中，GIS技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作BJBegvxsB9JR81HCEnJuHkmmQarI3wFz8hAv+hVatOg=用，特別是在灌溉區(qū)域的土地利用評估方面。GIS的應(yīng)用使得專業(yè)人員能夠捕捉、存儲、分析以及展示所有類型的地理和空間數(shù)據(jù)，進而為土地利用提供詳盡的信息。通過GIS技術(shù)，可以詳細分析土地的當(dāng)前使用狀況，如作物種植情況、土地覆蓋類型以及可供灌溉的土地面積。這些分析幫助農(nóng)業(yè)規(guī)劃人員識別最佳的作物輪作系統(tǒng)，以及確定適合特定作物生長的最優(yōu)土地利用方式。GIS技術(shù)能夠評估土壤類型和地形，確定地下水位和水分保持能力，從而精確規(guī)劃灌溉區(qū)域，以達到水資源的最大效用。

2.2.2灌溉設(shè)施的布局優(yōu)化

GIS提供了一個多維空間分析平臺，使灌溉工程師能夠在設(shè)計灌溉網(wǎng)絡(luò)時綜合考慮地形地貌、土壤類型、作物需水量及社會經(jīng)濟因素等多重條件。通過對這些復(fù)雜因素的精確測繪和分析，可以優(yōu)化水道、管網(wǎng)、泵站等灌溉基礎(chǔ)設(shè)施的布局，減少水資源的損失和浪費。GIS技術(shù)還允許模擬不同灌溉方案，預(yù)測各種灌溉模式對地下水位、土壤鹽堿化和作物產(chǎn)量的影響，從而指導(dǎo)采取最合理的灌溉措施[4]。

2.3水利工程建設(shè)與維護

2.3.1水利設(shè)施建設(shè)項目選址

通過集成地形、氣候、水文、生態(tài)、社會經(jīng)濟等多源數(shù)據(jù)，GIS為工程師提供了強大的空間分析工具，以確保選址決策的科學(xué)性和合理性。GIS的應(yīng)用能夠幫助專家團隊評估潛在選址點的水資源條件，如水源的可靠性、河流流量的季節(jié)性變化、地下水位的深淺以及水質(zhì)狀況。同時，還能分析土地利用現(xiàn)狀、生態(tài)敏感區(qū)域、保護區(qū)分布等環(huán)境因素，以及基礎(chǔ)設(shè)施狀況、交通便利性、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)布局等社會經(jīng)濟屬性。

2.5.2水利設(shè)施的維護

GIS技術(shù)通過集成空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，提供了一種強有力的工具，用于水利設(shè)施的監(jiān)測與維護。首先，GIS能有效地進行水利設(shè)施的空間定位，這對于維護大型水利系統(tǒng)至關(guān)重要，尤其是在復(fù)雜的地形和廣闊的地理區(qū)域中。通過GIS，能夠?qū)λ畨?、水庫、河道、灌溉系統(tǒng)等設(shè)施進行詳盡的空間分析，識別潛在的風(fēng)險區(qū)域，如易發(fā)洪水的低洼地帶或者河堤的薄弱環(huán)節(jié)。其次，GIS技術(shù)支持對歷史數(shù)據(jù)的存儲與分析，這有助于了解和預(yù)測水利設(shè)施的老化趨勢，并據(jù)此制定維護計劃。

2.4洪水控制與防洪減災(zāi)

2.4.1洪水模擬與風(fēng)險區(qū)域預(yù)測

洪水模擬與風(fēng)險區(qū)域預(yù)測是現(xiàn)代水利工程中的關(guān)鍵組成部分，它們依托于先進的數(shù)值模型和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，包括GIS技術(shù)、遙感技術(shù)以及各種水文和氣象模型。通過這些技術(shù)，專家們可以利用海量的歷史降雨記錄、河流流量數(shù)據(jù)、地形地貌信息以及氣候變化趨勢等，建立復(fù)雜的洪水預(yù)測模型。這些模型不僅能夠預(yù)測洪水發(fā)生的概率，還能夠模擬洪水的流向、速度、深度和可能影響的區(qū)域，從而提前識別可能的風(fēng)險區(qū)域。洪水模擬的準(zhǔn)確性對于城市規(guī)劃、土地利用政策的制定有著極其重要的作用，它能夠幫助政策制定者和工程師在不同洪水情景下進行風(fēng)險評估，并據(jù)此進行有效的防洪策略規(guī)劃。

2.4.2防洪應(yīng)急預(yù)案的制訂與執(zhí)行

編制防洪應(yīng)急預(yù)案涉及以減少洪水所造成損失為目標(biāo)的一系列戰(zhàn)略與行動計劃。應(yīng)急預(yù)案編制以區(qū)域洪水風(fēng)險評估為依據(jù)，綜合考慮了不同洪水情景下的對策，主要包括疏散計劃，應(yīng)急救援隊伍組織以及救災(zāi)物資儲備與發(fā)放。在編制預(yù)案時需跨部門協(xié)作，以保證水利部門，交通運輸部門和衛(wèi)生部門各有關(guān)機構(gòu)之間的協(xié)調(diào)。預(yù)案中應(yīng)包含定期演練以保證當(dāng)真實洪水事件出現(xiàn)后全體人員能夠快速有效運作。洪水事件中，快速的信息傳遞與決策是非常關(guān)鍵的，預(yù)案應(yīng)包括信息共享和傳遞機制、決策支持系統(tǒng)等內(nèi)容，才能達到高效指揮、協(xié)調(diào)的目的。

2.5干旱監(jiān)測與調(diào)度

2.5.1干旱影響評價與監(jiān)測

干旱影響評價與監(jiān)測，是鑒定與評價干旱在環(huán)境、經(jīng)濟、社會等各方面影響大小的一項重要工作流程。這個過程包括了多種監(jiān)測技術(shù)和評估方法，包括遙感技術(shù)、地面觀測站點的數(shù)據(jù)收集，以及水文模型的應(yīng)用。通過采集氣象，土壤水分，植被覆蓋度與水庫水位資料，可實時監(jiān)測干旱的發(fā)生情況，評價干旱的發(fā)展趨勢。這些資料有助于科學(xué)家和決策者理解干旱在空間上的分布及其嚴重程度，以便制訂出對應(yīng)措施。例如：根據(jù)所收集到的資料可對糧食產(chǎn)量下降、水資源短缺區(qū)域以及潛在生態(tài)系統(tǒng)退化做出預(yù)測。干旱監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)Ω珊悼赡芙o供水安全及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來威脅進行預(yù)警，并為旱情應(yīng)急處理提供決策支撐。準(zhǔn)確地進行干旱監(jiān)測與影響評估對緩解干旱帶來的危害具有重要意義，可有助于政府及地方部門制定預(yù)防措施，如推行節(jié)水政策、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、優(yōu)化水資源配置等。

2.5.2水源調(diào)度與供水保障

水源調(diào)度與供水保障在干旱時期具有關(guān)鍵意義，對于確保社會經(jīng)濟的正常運行、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的健康至關(guān)重要。在面臨干旱挑戰(zhàn)時，有效的水源調(diào)度和供水保障措施可以起到關(guān)鍵作用，幫助社會應(yīng)對水資源緊缺的情況，保障各個領(lǐng)域的用水需求。水源調(diào)度的核心在于實現(xiàn)水資源的合理配置，以最大限度地滿足各個領(lǐng)域的用水需求。動態(tài)監(jiān)測水資源狀況是水源調(diào)度的基礎(chǔ)，需要對水庫、河流以及地下水的水位和流量等進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析。基于監(jiān)測結(jié)果，制訂科學(xué)的水源調(diào)度計劃是確保供水保障的重要手段。這些計劃可能涉及到水庫的蓄水與釋水策略調(diào)整，跨流域調(diào)水計劃的優(yōu)化，限制用水措施的實施，以及提高水資源利用效率等方面。在極端干旱條件下，供水保障的挑戰(zhàn)更為嚴峻，可能需要采取更加切實有效的措施。通過多元化的供水保障措施，可以有效緩解干旱對人類生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成的影響，保障社會的可持續(xù)發(fā)展。水源調(diào)度與供水保障的最終目標(biāo)是在維護生態(tài)系統(tǒng)的前提下，盡可能減少干旱對人類社會和經(jīng)濟活動帶來的危害[5]。

3結(jié)語

經(jīng)過深入研究，GIS技術(shù)在水利工程信息化建設(shè)中的應(yīng)用展示出強大的潛力和價值。本文通過對GIS技術(shù)應(yīng)用的案例分析，揭示了成功實踐的關(guān)鍵因素，同時指出了信息化進程中遇到的挑戰(zhàn)和問題。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新，GIS技術(shù)將在水利工程信息化建設(shè)中扮演更加重要的角色。為此，建議加強對GIS技術(shù)的研究與推廣，不斷提升水利工程的信息化水平，以更好地服務(wù)于社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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