前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇水資源監(jiān)測管理范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:水資源;監(jiān)測數(shù)據(jù);管理平臺;研究
多年以來,我國水文部門對水資源的開發(fā)、利用、配置和保護工作中做出了建設(shè)性工作,上世紀80年代,第一次開展全國水資源和資源質(zhì)量評價,基本明確了我國當前水資源質(zhì)量的現(xiàn)狀,近年來,隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展,我國在水文系統(tǒng)中建立了科學的檢測數(shù)據(jù)管理平臺,經(jīng)過不斷的探索和實踐,取得了可喜的成績,但是,在實際操作中依然存在一些問題,亟待解決,以提高管理水平。
一、目前水資源檢測數(shù)據(jù)管理中存在的問題
為了提高對水資源檢測力度,加大水文環(huán)境建設(shè),國家水文水資源檢測局對我國水文資源實施檢測,并對數(shù)據(jù)進行有效管理,就目前而言,監(jiān)測數(shù)據(jù)管理一些環(huán)節(jié)主要依靠人工完成,管理效率普遍較低,表現(xiàn)為一下幾點:
(一)查詢統(tǒng)計手工操作繁重
在水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理中,對站點、指標和時間對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行有效篩選,通過篩選環(huán)節(jié)將選擇的數(shù)據(jù)實行數(shù)理統(tǒng)計,主要內(nèi)容包括求平均值、求極值、求比例值、求相關(guān)性等,另外,在統(tǒng)計中對河流、湖泊等不同地域的水質(zhì)進行達標數(shù)量監(jiān)測和統(tǒng)計,對檢測過程中超標的項目進行統(tǒng)計,實現(xiàn)這些工作主要依靠EXECL電子表格功能進行,人工統(tǒng)計操作為輔,在數(shù)據(jù)的篩選和統(tǒng)計中人工任務(wù)繁重。
(二)分析評價手工繪制滯后
在對水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理中,數(shù)據(jù)分析內(nèi)容應(yīng)該包括水質(zhì)類別、模型演算和畫出趨勢圖等,就目前而言,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行評價的主要評價標準包括地表水的評價標準和排污口的評價標準;根據(jù)水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)畫出趨勢圖的分析工作主要有對省界河流的監(jiān)測站點進行水質(zhì)類別區(qū)分,要求作出比例圖,根據(jù)某個預(yù)項檢測值作出示意圖,對于同一流域內(nèi)不同地段水質(zhì)營養(yǎng)分布作出評分值比較圖,而這些繪圖工作的進行除了借助EXECL電子表格和Mapinf、Autocad等軟件進行輔助工作外,主要靠人工繪制完成,在繪圖的效率和精準度上較為滯后。
(三)信息共享效率偏低
水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理結(jié)果一般都是通過電子郵件的形式發(fā)送到上一級主管部門中,并根據(jù)需求與其他單位定期進行信息的交流與數(shù)據(jù)的共享,然而在這些數(shù)據(jù)管理過程中,無論是查詢統(tǒng)計還是評價方法主要還是依靠手工完成,這樣在數(shù)據(jù)統(tǒng)計中容易出現(xiàn)差錯,而且工作效率普遍較低,尤其針對不同地質(zhì)環(huán)境下監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理,對信息技術(shù)軟件提出了迫切的需求:必須完善水資源檢測數(shù)據(jù)庫,更好的便于資源的交流和分享;開發(fā)設(shè)計以水資源檢測數(shù)據(jù)庫為內(nèi)容的管理平臺,能夠?qū)?shù)據(jù)進行準確的篩選、快速的計算、自動化統(tǒng)計分析等,可以實現(xiàn)電子地圖的繪制,并將電子地圖、圖標等實現(xiàn)圖文轉(zhuǎn)化,全面而靈活的提高人員的工作效率,高效而準確的進行數(shù)據(jù)處理。
二、水資源檢測管理平臺的應(yīng)用探索
面對當前我國水資源環(huán)境破壞日益嚴重的現(xiàn)象,提高水文水資源監(jiān)測能力,提高監(jiān)測數(shù)據(jù)分析迫在眉睫,為了確保工作效率和準確的數(shù)據(jù)處理,可以從以下幾個方面進行途徑開發(fā)管理平臺。
(一)多元管理平臺的設(shè)計與開發(fā)
計算機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)可以給水資源檢測數(shù)據(jù)管理帶來工作狀態(tài)的改革,為了提高監(jiān)測數(shù)據(jù)管理效率,可以研究開發(fā)的軟件有net、Oraelegi、XML技術(shù)、WebServieeS技術(shù)等比較先進的計算機應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)即時,如果遇到野外環(huán)境,或者缺乏網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可以采用GIS技術(shù)和無線應(yīng)用技術(shù)對水資源現(xiàn)場監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行有效管理;針對于急需數(shù)據(jù)庫的建設(shè)這一問題,可以圍繞數(shù)據(jù)庫開發(fā)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng),將水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)與用戶查詢、分析等功能融為一體,拓展數(shù)據(jù)庫的空間,實現(xiàn)便捷式數(shù)據(jù)管理;對于水資源檢測數(shù)據(jù)管理中手工繪圖問題,可以通過WebG工S平臺實現(xiàn)水資源監(jiān)測多維電子地圖功能,并實現(xiàn)遠程繪制,大大方面了數(shù)據(jù)管理。這些軟件功能的開發(fā)和利用無疑給水文水資源檢測數(shù)據(jù)管理注入了生機與活力,實現(xiàn)便捷、迅速、準確的數(shù)據(jù)管理,提供有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
(二)管理平臺設(shè)計功能
水文水資源檢測數(shù)據(jù)管理平臺的設(shè)計與開發(fā)應(yīng)用程序中,主要功能包括查詢功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能、數(shù)據(jù)分析與評價功能、數(shù)據(jù)遠程管理功能和數(shù)據(jù)信息共享功能。從軟件的開發(fā)上來看,均采用中文界面,這樣的設(shè)計利于工作人員的管理和操作,開發(fā)系統(tǒng)并具有多層次體系,可以滿足不同任務(wù)需求。如空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)在逐步完善,而基于WebGIS數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)也得到有效應(yīng)用,可以實現(xiàn)不同環(huán)境下對數(shù)據(jù)管理的要求,真正的實現(xiàn)水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲和處理分析一體化操作。另外,每一個系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計都具有極強的針對性,以數(shù)據(jù)庫功能系統(tǒng)設(shè)計為例,數(shù)據(jù)庫技術(shù)要求實現(xiàn)共享性、易操作性、功能的擴展性、信息的安全性,所謂共享性即保證數(shù)據(jù)庫有良好的共享功能,利用數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)接口進行系統(tǒng)的應(yīng)用;所謂管理性,即將監(jiān)測系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫有效連接,并建立數(shù)據(jù)庫的自動存儲、手工錄入和數(shù)據(jù)備份功能;而擴展性指除了運用模塊化設(shè)計之外,數(shù)據(jù)庫可以與不同系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的對接,擴展使用范圍;信息安全管理也是管理系統(tǒng)設(shè)計的重要因素,因此,必須在系統(tǒng)設(shè)計中引入網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計。
三、水資源檢測數(shù)據(jù)管理平臺的發(fā)展趨勢
水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的信息一體化發(fā)展是提高水資源管理水平的十分有效的管理手段。在當前經(jīng)濟全球化迅速發(fā)展,許多發(fā)達國家對于水資源管理的信息化利用程度已經(jīng)很高,包括陸地與海洋水文檢測預(yù)報、水利規(guī)劃編制、水利工程的建筑管理、防洪抗旱減災(zāi)指揮等,涉及領(lǐng)域廣泛,信息化利用率高,尤其是針對于水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺的開發(fā)和設(shè)計,投入了大量的科研人力資源和設(shè)備,務(wù)必保證給各個水資源信息利用部門提供最準確、最有效的數(shù)據(jù)信息,從而對工作的部署起到積極的促進作用。在我國,水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺依然處于探索與發(fā)展階段,雖然也取得了一定的進步,但是從技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用中與發(fā)達國家相比還存在很大的差距,需要更多的科研團隊不懈努力。
四、結(jié)束語
總之,建立健全水文水資源信息共享體系是今后一段時間內(nèi)水文建設(shè)重要的工作內(nèi)容,尤其是對水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺的開發(fā)和利用,可以利用信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢實現(xiàn)資源共享,需要在實踐中不斷探索經(jīng)驗,不斷更新,力爭開發(fā)更多、更好的系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)分析的準確性,減少工作人員的工作量,獲取準確的數(shù)據(jù)為水文建筑、環(huán)境預(yù)測等工作的順利開展提供必要的基礎(chǔ)保障。
參考文獻:
[1] 孫繼成,張旭,胡雅杰,朱鋒,徐濤,魏國孝. 基于GIS技術(shù)和FEFLOW的秦王川盆地南部地下水數(shù)值模擬[J]. 蘭州大學學報(自然科學版). 2010(05)
[2] 向紅梅,樊貴盛,郭文聰. 基于ARCGIS的汾河河道堤防管理信息系統(tǒng)[J]. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟. 2010(05)
[3] 曹文. 水資源遠程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 武漢理工大學 2005
[4] 趙永勝. 水文測報網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)研究[D]. 河海大學 2006
【關(guān)鍵詞】城市;水資源配置;復(fù)雜適應(yīng);主體
0 引言
城市化進程的不斷加快導(dǎo)致水資源供需矛盾日益突出,迫切需要加強城市水資源的科學管理。城市水資源管理涉及的內(nèi)容十分廣泛,需要收集和處理大量的水文地質(zhì)、環(huán)境以及社會經(jīng)濟等多方面信息,而在復(fù)雜的信息中又需要及時提出合理的管理方案,因此,有必要設(shè)計和開發(fā)城市水資源管理決策支持系統(tǒng),輔助城市水資源的日常管理和規(guī)劃,實現(xiàn)水資源的集成規(guī)劃和智能管理。
水資源管理涉及大量水資源信息,除具有時間性和動態(tài)性特點外,還具有空間分布的特點。目前,地理信息系統(tǒng)(GIS)已經(jīng)成為水資源管理和決策的重要輔助工具,將GIS與傳統(tǒng)的城市水資源管理決策支持系統(tǒng)結(jié)合已經(jīng)成為目前水資源管理決策支持系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的主流。
1 城市水資源管理決策支持系統(tǒng)的總體設(shè)計
1.1 系統(tǒng)的設(shè)計目標
城市水資源管理決策支持系統(tǒng)的主要目標是結(jié)合水資源管理迫切需要解決的問題,將GIS、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能等現(xiàn)代計算機技術(shù)和水文水資源的專業(yè)模型相結(jié)合,實現(xiàn)水資源信息管理的數(shù)字化、GIS化、網(wǎng)絡(luò)化,提高城市水資源的管理水平。系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)城市水資源日常管理的辦公自動化,可以對水資源的屬性信息和空間信息進行有效管理;系統(tǒng)應(yīng)能夠應(yīng)用GIS的空間分析等功能,結(jié)合城市的社會經(jīng)濟和環(huán)境等情況對供需水資源量進行預(yù)測、動態(tài)生成水資源配置方案、對方案進行智能優(yōu)選,為水資源的科學管理提供技術(shù)支持服務(wù)。
1.2 系統(tǒng)的功能及子系統(tǒng)的設(shè)計
在需求分析的基礎(chǔ)上,以實用性、先進性和可擴展性等為設(shè)計原則,將系統(tǒng)劃分成基礎(chǔ)資料管理、業(yè)務(wù)管理、合理配置管理、水質(zhì)管理、用水合理性評價和信息六個子系統(tǒng),系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2.1 基礎(chǔ)資料管理子系統(tǒng)
基礎(chǔ)資料管理子系統(tǒng)由降雨量管理、地表水管理和地下水管理三部分組成。降雨量管理實現(xiàn)降雨量數(shù)據(jù)的輸入、查詢、統(tǒng)計分析功能,具體包括統(tǒng)計分析降雨量及其變化趨勢以及雨量站、降水量分布和降水量等值線等的圖形化顯示。地表水管理實現(xiàn)地表水資源相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入、查詢、統(tǒng)計分析功能,具體包括統(tǒng)計計算徑流量及其變化趨勢以及河流水系分布、水庫和水文站分布、徑流量等值線等的圖形化顯示。地下水管理實現(xiàn)地下水資源相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入、查詢、統(tǒng)計分析功能,具體包括統(tǒng)計分析地下水位變化趨勢,進行地下水資源量的相關(guān)計算,觀測井分布、地下水埋深等值線等的圖形化顯示等。
1.2.2 業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)
業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)包括供水調(diào)度管理、取水許可管理和水資源費征收管理三部分。供水調(diào)度管理實現(xiàn)對整個供水管網(wǎng)運行狀態(tài)的管理,包括實時數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測報警與分析、調(diào)度方案的生成等,另外,還實現(xiàn)水庫水情等的實時水情的查詢、供水需求平衡計算及統(tǒng)計報表的生成等功能。取水許可管理實現(xiàn)地表水和地下水取水許可業(yè)務(wù)的辦公自動化以及地表水取水口、地下水開采井等空間信息的查詢統(tǒng)計和分析。水資源費征收管理主要實現(xiàn)水資源費征收管理的辦公自動化,包括對水資源費繳納情況、單井開采量以及單位取水量等的統(tǒng)計分析。
1.2.3 合理配置子系統(tǒng)
合理配置子系統(tǒng)由需水預(yù)測管理、可供水量預(yù)測管理、優(yōu)化配置及方案評價管理三部分組成。需水預(yù)測管理基于歷史年份、現(xiàn)狀年以及規(guī)劃年的相關(guān)信息分別預(yù)測生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水量。可供水量預(yù)測管理將城市水源工程概化為蓄水、提水、地下水、中水、海水、外調(diào)水以及其它水源等,對城市在不同水平年、不同保證率情況下的可供水量進行預(yù)測。水資源優(yōu)化配置及方案評價管理基于需水量預(yù)測和可供水量預(yù)測的結(jié)果,采用人機交互的方式進行水資源供需平衡分析,生成水資源配置情景方案,對配置方案進行綜合評價,推薦在不同發(fā)展目標下的最優(yōu)配置方案。
1.2.4 水質(zhì)管理子系統(tǒng)
水質(zhì)管理子系統(tǒng)由地表水水質(zhì)管理和地下水水質(zhì)管理兩部分組成。地表水水質(zhì)管理實現(xiàn)三個功能,一是,對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行管理;二是,進行排污口或污染源的空間查詢與統(tǒng)計、緩沖區(qū)分析等;三是,對污染物在水中的擴散過程進行模擬和預(yù)測,并以專題圖或空間分布圖可視化表達污染物的擴散過程。地下水水質(zhì)管理主要對城市地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行管理,包括水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的錄入、修改和評價。另外,該部分還提供對地下水運動的模擬功能,對地下水開采進行輔助決策。
1.2.5 用水合理性評價子系統(tǒng)
用水合理性評價子系統(tǒng)采用人機交互的方式對城市水資源利用的合理性進行評價,包括評價指標體系管理、評價指標標準值管理、評價模型管理、評價結(jié)果顯示與調(diào)控管理四部分。評價指標體系管理采用與決策者交互的方式建立用水合理性評價指標體系。評價指標標準值管理確定評價指標的評價等級劃分及各等級的標準值。評價模型管理一方面為用戶提供添加評價模型的接口,另一方面,為用戶提供已有的評價模型列表,由決策者選擇適當?shù)脑u價模型進行用水合理性評價。評價結(jié)果顯示與調(diào)控管理部分首先根據(jù)已有信息對用水合理性進行評價,然后與決策者交互,對關(guān)鍵指標進行調(diào)控,模擬在不同調(diào)控措施下的用水水平,為決策者制定水資源可持續(xù)利用的對策提供參考。
1.2.6 信息子系統(tǒng)
該部分基于廣域網(wǎng)向公眾與水資源管理相關(guān)的信息。主要包括三方面內(nèi)容:一是,與水資源管理相關(guān)的政策、法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)章等的;二是,水資源管理成果的;三是,基于GIS的專題地圖查詢。
1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
城市水資源管理決策支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分成基礎(chǔ)資料庫、GIS數(shù)據(jù)庫、模型方法庫和知識庫。
基礎(chǔ)資料庫存儲水文地質(zhì)、社會經(jīng)濟、業(yè)務(wù)管理、水資源開發(fā)利用等不與空間數(shù)據(jù)直接相關(guān)的數(shù)據(jù)。水文地質(zhì)數(shù)據(jù)主要包括降雨、徑流、地下水等;社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)包括社會經(jīng)濟基本情況、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等;業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)包括與供水管理、取水許可管理和水資源費征收有關(guān)的數(shù)據(jù),如登記單位、取水水源等;水資源開發(fā)利用數(shù)據(jù)包括各行業(yè)用水數(shù)據(jù)以及水資源開發(fā)利用規(guī)劃中各項數(shù)據(jù)等。
GIS數(shù)據(jù)庫存儲用GIS軟件處理過的、可由GIS組件直接調(diào)用的數(shù)字化產(chǎn)品。主要包括全市的基礎(chǔ)地理信息、水利要素分布信息等,如地形地質(zhì)、地面高程、河流水系、觀測井、水利工程、行政區(qū)劃、降雨等數(shù)據(jù)。
模型方法庫存儲輔助決策所需的各種數(shù)學模型,這些模型均以源程序和可執(zhí)行程序的形式存放,主要包括水量評價模型、水質(zhì)評價模型、水資源預(yù)測模型、水資源多目標決策模型、配置方案評價模型和水流運動模擬模型等。
知識庫存儲主要包括與相關(guān)法律法規(guī)、專業(yè)知識以及其它各項有助于決策分析的基礎(chǔ)資料。法律法規(guī)包括水法、城市供水管理辦法等,專業(yè)知識包括水文地質(zhì)和社會經(jīng)濟知識等,其它基礎(chǔ)資料包括由專家經(jīng)驗得到的啟發(fā)式知識等。
1.4 系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)問題研究
1.4.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計
目前,常用的體系結(jié)構(gòu)可以分為Client/Server(C/S)和Browser/Server(B/S)模式,其中C/S結(jié)構(gòu)又可以分為兩層C/S結(jié)構(gòu)和三層C/S結(jié)構(gòu)。兩層C/S結(jié)構(gòu)將應(yīng)用程序分成客戶端應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,主要缺點是維護和升級成本較高。三層C/S結(jié)構(gòu)將業(yè)務(wù)處理部分從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和客戶端獨立出來,由應(yīng)用服務(wù)器來完成,客戶端完成顯示和交互的工作,這樣大大減輕了維護升級的復(fù)雜性。B/S結(jié)構(gòu)是三層C/S結(jié)構(gòu)在Web應(yīng)用上的特例,將客戶端簡化為瀏覽器,主要缺點是客戶端的數(shù)據(jù)操縱能力有限。在城市水資源管理決策支持系統(tǒng)中,基礎(chǔ)資料管理、合理配置、水質(zhì)管理和用水合理性評價子系統(tǒng)的用戶相對比較固定,一般為局域網(wǎng)內(nèi)的管理者,基本使用統(tǒng)一的操作系統(tǒng),對數(shù)據(jù)的安全性和操作的交互性要求比較高,因此,上述四個子系統(tǒng)采用三層C/S結(jié)構(gòu);業(yè)務(wù)管理和信息子系統(tǒng)面向的是廣域網(wǎng)內(nèi)的用戶,并且以瀏覽和簡單錄入等操作為主,因此采用B/S體系結(jié)構(gòu)。
1.4.2 GIS開發(fā)模式的選擇
目前GIS開發(fā)主要有三種模式:獨立開發(fā)模式、宿主型二次開發(fā)模式以及基于組件技術(shù)的開發(fā)模式。
獨立開發(fā)模式無須依賴任何GIS工具軟件,所有的算法都由開發(fā)者獨立設(shè)計,投資大、開發(fā)難度大、周期長,不適于一般的開發(fā)用戶。宿主型二次開發(fā)模式是以原GIS軟件為開發(fā)平臺,開發(fā)針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序,其特點是簡單易行,但不能脫離原系統(tǒng)單獨運行,效率低。組件式GIS是指基于組件對象平臺,以一組具有某種標準通信接口的、允許跨語言應(yīng)用的組件提供的GIS。大多數(shù)GIS軟件產(chǎn)商都提供商業(yè)化的GIS組件,這些組件具備GIS的基本功能,開發(fā)人員可以基于通用軟件開發(fā)工具,如Delphi、Power Builder等,進行二次開發(fā)。組件式GIS的開發(fā)成本低,易于集成,已經(jīng)成為GIS開發(fā)的主流方式。
對比GIS的三種開發(fā)模式,城市水資源管理決策支持系統(tǒng)宜采用組件式開發(fā)模式。業(yè)務(wù)管理和信息子系統(tǒng)的應(yīng)用對象是廣域網(wǎng)內(nèi)的所有用戶,可以通過Internet訪問服務(wù)器進行水資源管理相關(guān)信息的綜合查詢,因此,采用Web GIS開發(fā)技術(shù);基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、合理配置、用水合理性評價和水質(zhì)管理子系統(tǒng)的應(yīng)用對象是局域網(wǎng)內(nèi)的管理者,可以將更適合局域網(wǎng)內(nèi)開發(fā)的MapObjects、MapX等GIS組件嵌入到系統(tǒng)中進行二次開發(fā)。
1.4.3 集成式設(shè)計開發(fā)方式
城市水資源管理決策支持系統(tǒng)是一個具有復(fù)雜功能的大型軟件系統(tǒng),在設(shè)計開發(fā)過程中應(yīng)盡可能地集成已有工具軟件的功能,縮短開發(fā)周期。
以水資源合理配置管理子系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)為例,配置方案的生成涉及到大量的矩陣計算,如果直接在VB或VC等開發(fā)環(huán)境下編程實現(xiàn),需要花費很大的精力進行程序的設(shè)計與調(diào)試。Matlab具有強大的數(shù)值分析、矩陣運算等功能,很容易實現(xiàn)配置方案的生成,因此可以將VB或VC等通用軟件開發(fā)工具與Matlab有效地集成起來,首先,在Matlab環(huán)境下實現(xiàn)分析計算功能,然后借助ActiveX技術(shù)或動態(tài)鏈接庫技術(shù)將其集成到VB或VC開發(fā)的應(yīng)用程序中。這樣可以將Matlab強大的計算功能和VB或VC等在圖形用戶界面開發(fā)方面的優(yōu)勢結(jié)合起來,優(yōu)化系統(tǒng)性能。
摘 要: 如今世界環(huán)境惡劣,全球氣候變暖,水文水資源管理是極為重要的工作內(nèi)容,要使用科學的技術(shù)手段加強水文水資源管理,使環(huán)境得以保護,優(yōu)化人們的生存環(huán)境。本文就我國水文水資源管理技術(shù)的應(yīng)用的現(xiàn)狀以及存在的問題進行分析,提出水文水資源管理技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞: 水文水資源;管理技術(shù);應(yīng)用;創(chuàng)新
當前社會各方面快速發(fā)展,水資源是社會發(fā)展的前提和基礎(chǔ),因此必須要加強水文水資源的管理。F階段我國水文水資源管理技術(shù)的應(yīng)用還存在一定的不足,技術(shù)創(chuàng)新性不強,因此必須要結(jié)合我國水文水資源的情況,找到其中的不足,積極開發(fā)新的技術(shù)與手段,并將其應(yīng)用到水文水資源管理中,提高管理效果,滿足民生需要,優(yōu)化換進質(zhì)量,科學合理的開發(fā)水文水資源,實現(xiàn)社會的持續(xù)、發(fā)展進步。
一、水文水資源管理技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀
當前社會各方面快速發(fā)展,水資源治理工作的思路以及方法也出現(xiàn)了一定的變化,相關(guān)管理部門開始采取科學有效的技術(shù)手段,堅持可持續(xù)的發(fā)展方向,努力實現(xiàn)綠色技術(shù)的進步。將水文水資源工程建設(shè)以及管理放在重要位置上,使用科學的技術(shù)手段開展水利工作,保證水文水資源能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)、有序的進步,保證今后水文水資源檢測的順利推進,強化水文水資源預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)[1],科學的調(diào)度水資源,實現(xiàn)環(huán)境的保護,保證生態(tài)平衡,將科學的管理技術(shù)應(yīng)用到水資源工作中。
二、水文水資源管理技術(shù)的問題
我國的水資源短缺比較嚴重,并且水資源的分布也是不均衡的,人均水資源占有量比較少,這是我國水文水資源管理中面臨著重要問題。如今我國的人口數(shù)量不斷增多,人類的生產(chǎn)、生活等也會環(huán)境造成了一定的影響,水資源也會受到影響。人口數(shù)量的增多以及企業(yè)的發(fā)展使得水資源保護面臨著極大的挑戰(zhàn)和難度,水資源的使用量增多,河流利用過度,生態(tài)環(huán)境遭到嚴重的破壞,這些都是水資源管理中面臨的難題。
1、水資源管理知識不足
目前,我國只是研究國內(nèi)的水文水資源情況,并沒有涉及到世界范圍內(nèi)。對于一些比較干旱的地區(qū),如沙漠、北部寒區(qū)等研究不足[2]。我國水文水資源研究的時間不長,對于技術(shù)要求比較高的內(nèi)容還存在著經(jīng)驗不足的情況。因此必須要強化水資源以及監(jiān)測方面的研究與實驗,我國的水資源管理技術(shù)發(fā)展還有很長的路要走。
2、技術(shù)設(shè)備不足
水文水資源技術(shù)設(shè)備不足也是當前急需解決的問題,應(yīng)積極開發(fā)研究、引進,同時開展講座研討會等,提高可預(yù)見性,并使后期治理更具可信度,能夠?qū)樗约昂禐?zāi)情況有效的控制,使用科學技術(shù)預(yù)防水災(zāi)出現(xiàn)。拓寬水文監(jiān)測預(yù)報的范圍,及時掌握不同地區(qū)的水文信息,使水資源能夠被科學、高效的開發(fā)。
3、水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)存在滯后性
對水文水資源進行管理的主要目的就是要實現(xiàn)其持續(xù)進步,有效控制水資源的總量。監(jiān)測水資源的水質(zhì),對水資源進行科學的開發(fā),實現(xiàn)循環(huán)利用,滿足可持續(xù)發(fā)展的需要。積極學習借鑒國外的先進經(jīng)驗,減少水資源的使用,避免出現(xiàn)水污染的情況。盡管我國的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)手段相對滯后,但是發(fā)展空間是極大的。對于一些經(jīng)濟以及技術(shù)發(fā)展相對落后的區(qū)域,在水資源檢測時效果并不理想,水資源的利用也會受到限制,因此必須要積極研究水資源檢測的相關(guān)技術(shù),完善管理制度的設(shè)定,采用高科技的水資源檢測技術(shù),完善技術(shù)體系建設(shè),為水資源的管理奠定堅實的基礎(chǔ)。
三、水文水資源管理技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用
1、積極推廣信息監(jiān)測,實現(xiàn)監(jiān)測精確度
做好水資源的信息監(jiān)測工作能夠及時發(fā)現(xiàn)水情、旱情情況,使用高科技監(jiān)測設(shè)備以及預(yù)警技術(shù),滿足水資源的發(fā)展需要,依據(jù)我國水資源的分布情況,積極推廣水資源技術(shù),開發(fā)信息采集以及監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)遠程的監(jiān)督控制,提高水資源檢測的精確度。此外科學的使用水資源數(shù)據(jù)的分析技術(shù),利用水文信息監(jiān)測技術(shù)、自動監(jiān)測以及遙感衛(wèi)星技術(shù)等[3],對大范圍內(nèi)的水文水資源進行遠程監(jiān)控,及時了解水文水資源的具體情況,為水文水資源的管理提供科學的依據(jù)。
2、利用水文預(yù)警技術(shù),科學調(diào)度水資源
使用現(xiàn)金的水文預(yù)警技術(shù),對水文水資源進行預(yù)警,使預(yù)測效果更加科學可靠,并且防洪抗災(zāi)工作的開展提供保障。所以必須要加強水文水資源的預(yù)警,使水文以及天氣預(yù)報的數(shù)據(jù)更加科學有效,明確水資源的變化情況。使用科學的技術(shù)手段全面開展水利工作,實現(xiàn)水文水資源的科學發(fā)展,保障今后的水文水資源檢測效果,科學的調(diào)度水資源,實現(xiàn)環(huán)境以及生態(tài)的保護。
3、開發(fā)新型水資源,實現(xiàn)資源再利用
在水文水資源管理中,積極開發(fā)新型水資源技術(shù),有助于水資源的持續(xù)發(fā)展,并實現(xiàn)循環(huán)、高效的利用,結(jié)合現(xiàn)有條件完善管理方案,對水資源,如雨水、海水等進行科學規(guī)劃與利用,不同水資源環(huán)境下使用針對性的技術(shù),對區(qū)域中的水資源加強監(jiān)測,積極推廣雨水再利用,污染熱內(nèi)化利用等。
4、應(yīng)用GIS系統(tǒng),順利實現(xiàn)信息傳輸
GIS系統(tǒng)中,空間技術(shù)分析以及處理復(fù)雜數(shù)據(jù)是其核心內(nèi)容,能夠?qū)Φ乩憝h(huán)境進行多個方面的分析,使用圖形模式查詢,對區(qū)域內(nèi)的水資源分布情況進行全面的把握。GIS系統(tǒng)能夠交互分析相關(guān)圖形,并將圖形模擬繪制出來,能夠使水資源的相關(guān)信息數(shù)據(jù)清晰明確[4],對于水資源的管理以及利用是極為有利的。當前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展,GIS系統(tǒng)能夠?qū)λ男畔⑦M行收集,將水資源信息到網(wǎng)絡(luò)上,為用戶瀏覽提供便利,有助于水文水資源信息的傳輸。
結(jié)束語:
總而言之,當前社會不斷發(fā)展進步,水資源利用也逐漸受到關(guān)注重視,我國也在積極研究開發(fā)水文水資源技術(shù),但是其研究效果以及技術(shù)的利用率與社會發(fā)展的實際需要還存在差距。因此就必須要繼續(xù)開發(fā)改進水資源管理技術(shù),有效處理我國水文水資源管理中遇到的問題,保證水文水資源管理與社會發(fā)展相適應(yīng),充分發(fā)揮科學技術(shù)的積極作用,做好水文水資源的管理工作,滿足人民群眾對水資源利用的需要。
參考文獻
[1]姚雪娟. 水文水資源管理技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新[J]. 北京農(nóng)業(yè),2015,30:102-103.
[2]陳騰飛,黃順冰,董芳. 水文水資源可持續(xù)發(fā)展研究[J]. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2015,11:94.
關(guān)鍵詞:水資源 實時監(jiān)測 實時評價 實時預(yù)報 實時管理 實時調(diào)度
1概況
由于我國獨特的自然地理條件和復(fù)雜的水文水資源特點,決定了我國的水資源問題比較復(fù)雜,雖然各流域經(jīng)過四、五十年大規(guī)模的水利工程建設(shè),取得了巨大成就,但水資源短缺和污染問題,不僅沒有得到根本性的解決,還有日益嚴峻的趨勢。為了更有效地解決或緩解所面臨的“水少、水臟”問題,需要深入地分析現(xiàn)狀下墊面條件下的流域水循環(huán)規(guī)律和地表水與地下水之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,通過研究流域水資源實時監(jiān)控管理的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法,開發(fā)和建設(shè)流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng),以充分利用和挖掘現(xiàn)有水利工程的內(nèi)部潛力與整體綜合優(yōu)勢,確保流域水資源的合理開發(fā)和高效利用,有力地支持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
2系統(tǒng)的構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵
研制流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要目的是,以水利信息化促進水利現(xiàn)代化,以水利現(xiàn)代化保障水資源的可持續(xù)利用,并以水資源的可持續(xù)利用來支撐社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)是以水資源實時監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ),以現(xiàn)代通信和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為手段,以水資源優(yōu)化調(diào)度和地表水、地下水、污水處理回用、海水(微咸水)及外調(diào)水的聯(lián)合高效利用為核心,追求節(jié)水、防污、提高水資源利用效率和最終實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用為目標,通過水資源信息的實時采集、傳輸、模型分析,及時提供水資源決策方案,并快速給出方案實施情況的后評估結(jié)果等,以確保實現(xiàn)水資源的統(tǒng)一、動態(tài)和科學管理,做到防洪與興利、地表水與地下水、當?shù)厮c外調(diào)水、水質(zhì)與水量、優(yōu)質(zhì)水與劣質(zhì)水之間聯(lián)合調(diào)度與管理,確保水資源與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展,以支撐社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)是一種動態(tài)的交互式計算機輔助決策系統(tǒng),由水資源實時監(jiān)測、實時評價、實時預(yù)報、實時管理、實時調(diào)度、決策會商、控制和后評估子系統(tǒng)所組成,是基于可持續(xù)發(fā)展的思想,根據(jù)現(xiàn)代水文水資源科學的有關(guān)理論,利用當代先進的系統(tǒng)分析、人工智能、計算機、多媒體及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),通過有關(guān)專業(yè)模型計算、分析和知識推理、判斷等,為決策者提供流域水資源實時管理、調(diào)度方案,并允許決策者或?qū)<腋鶕?jù)自己的智慧、知識、經(jīng)驗、偏好和決策風格等進行定性分析與判斷,直接干預(yù)方案生成及評價整個決策過程。
根據(jù)流域水文水資源特點和供用水特征,基于目前流域所面臨的水資源短缺和水環(huán)境惡化問題,研究和開發(fā)流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵主要包括:
(1)水資源監(jiān)測網(wǎng)的調(diào)整和完善,河流納污能力及其環(huán)境容量,水庫或水庫群運行規(guī)則、技術(shù)參數(shù)的校核與調(diào)整,洪水資源調(diào)控、污水處理回用與地下水人工回灌,污水總量控制與生態(tài)環(huán)境需水量,防洪與興利統(tǒng)一調(diào)度,地表水與地下水資源聯(lián)合運用管理等研究,以及水資源實時調(diào)度管理方案付諸實施后效益與風險分析、系統(tǒng)的標準化等。
(2)該系統(tǒng)由龐大而復(fù)雜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫、結(jié)果數(shù)據(jù)庫、專業(yè)模型庫和知識庫等組成。其特點是系統(tǒng)規(guī)模龐大、處理的數(shù)據(jù)信息量大,模型運算復(fù)雜以及數(shù)據(jù)傳輸接口多,如何實現(xiàn)信息存儲、加工、傳輸?shù)膶I(yè)化管理,是一個技術(shù)難點。流域的水價政策及水權(quán)分配問題,也是影響流域水資源合理開發(fā)和高效利用以及實時、統(tǒng)一管理的關(guān)鍵。
(3)如何建立和完善與現(xiàn)代水資源管理要求相適應(yīng)的組織機構(gòu)和高效、精干的執(zhí)法隊伍,以及如何制定科學的流域水資源管理規(guī)章制度、有關(guān)政策和法規(guī)條例等,以保障流域水資源實時管理、調(diào)度方案的付諸實施,指導(dǎo)流域水資源開發(fā)利用和保護。
3系統(tǒng)的主要功能
流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能包括:水資源(及水質(zhì))的實時監(jiān)測、評價、預(yù)報和決策支持(實時預(yù)報、管理及調(diào)度)以及控制、后評估等(如圖1)。
圖1 流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能框圖
3.1水資源實時監(jiān)測
水資源實時監(jiān)測內(nèi)容主要包括水情、水質(zhì)、旱情以及其他信息等。在現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)的基礎(chǔ)上,建立和完善統(tǒng)一的水資源(包括大氣降水、地表水、土壤水與地下水)動態(tài)監(jiān)測(站點)網(wǎng)或監(jiān)測系統(tǒng)(包括雨量、蒸發(fā)、徑流、水位、水質(zhì)、水溫、墑情等監(jiān)測站點),以及各取水口取水量、開采機井抽水量等監(jiān)測網(wǎng),各監(jiān)測網(wǎng)或系統(tǒng)之間互通有無、資料共享,為水資源的合理開發(fā)、高效利用和有效保護及時快速、準確地提供完備的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。
(1)雨量觀測。目前采用的雨量觀測手段主要是普通自記和人工觀測,為了達到實時監(jiān)測的目的,需要適時更新現(xiàn)有的觀測設(shè)備,裝配翻斗式雨量計并配備固態(tài)存儲器等,使雨量觀測工作方式更新為無人值守,有人看護的觀測方式,實現(xiàn)雨量信息的自動采集及傳遞。
(2)水位觀測。水位觀測分為地表水和地下水兩種,地表水多指河流水位和水庫水位等,而地下水就單指地下水位。
①對于基本水尺在橋梁上(或附近有公路橋)的水位觀測,特別是含沙量較大的站,建議采用氣介質(zhì)超聲波水位計,再采用有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
②對于山區(qū)性河流,或斷面穩(wěn)定,含沙量較小的水位觀測,采用測井式水位觀測,裝配浮子式或壓力式水位計,通過有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
③水庫站一般有自記井,只對其重新裝配浮子式或壓力式水位計,通過有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉?/p>
④地下水位監(jiān)測目前主要分為手工測繩和自動監(jiān)測儀兩種。自動監(jiān)測儀主要通過固態(tài)存儲、電話網(wǎng)傳輸、手機網(wǎng)傳輸和電臺傳輸?shù)确绞綄崟r監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>
總之,水位監(jiān)測,建議均裝配與雨量結(jié)合的水位雨量固態(tài)存儲器,裝配具有記錄、傳輸、存儲、分析等功能的自動監(jiān)測系統(tǒng),最終實現(xiàn)水位遙測自記,自動測報等功能。
(3)流量測驗:在各中心站配備不同形式的橋測車及先進的儀器設(shè)備,開展橋測及周圍地區(qū)的巡測;纜道及船測站,對現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備進行更新改造,實現(xiàn)水文纜道程控自動化,配備機船,配備先進的測驗儀器設(shè)備,全面提高流量測驗的精度,充分滿足防汛、抗旱和水資源統(tǒng)一調(diào)配的需要。對水庫站現(xiàn)有的水文纜道進行維修、改造,實現(xiàn)水文纜道的程控自動化,保證流量測驗的精度要求。
(4)取水口及灌區(qū)流量觀測:對水庫各取水口分明渠和管道兩種,水位主要采用超聲波自記水位計,流量測驗分不同情況,選擇適用的測流設(shè)備。而灌區(qū)的水位觀測主要采用超聲波自記水位計等,流量采取不定期電波流速儀率定方式,用水位~流量關(guān)系線推求徑流量。
(5)機井開采量實時觀測:地下水開采機井抽水量的觀測,目前一般只有一些機井安裝了水表,大部分機井均未安裝水表。為了能準確取得地下水實際開采量的數(shù)據(jù),掌握準確的地下水開采量,需要逐步或有重點地在地下水開采機井上安裝水表。
(6)水質(zhì)實時監(jiān)測:水質(zhì)污染具有理化成分復(fù)雜、多樣和點多面廣的特點,不僅受污染源的大小和數(shù)量影響,而且還受汛期洪水、降雨的影響。由于多種因素導(dǎo)致的綜合結(jié)果,水質(zhì)參數(shù)在成分和時空上的變化非常復(fù)雜。傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場水樣采集、化驗方式周期太長,難以及時、準確地反映水質(zhì)變化的性質(zhì)和過程,所以水資源的開發(fā)利用和保護等工作得不到有效監(jiān)控與科學的管理。水質(zhì)實時監(jiān)測就是采用水質(zhì)自動監(jiān)測儀器、遠程傳輸設(shè)備、在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理軟件,實現(xiàn)對水質(zhì)參數(shù)的連續(xù)采集、分析、存儲,并在監(jiān)測指標超過污染標準時,發(fā)出警報,做出污染類型分析等。
(7)墑情實時監(jiān)測:主要針對大中型灌區(qū)的土壤墑情進行實時監(jiān)測,為適時、適量的節(jié)水高效灌溉提供信息支持。并在條件許可的情況下,探討利用遙感技術(shù)實時預(yù)報土壤墑情(中小尺度上)的可能性,即利用實時遙感信息,根據(jù)大中型灌區(qū)土壤墑情的實時監(jiān)測數(shù)據(jù),通過與遙感解譯模型進行聯(lián)接和耦合計算,實時提供整個流域不同灌區(qū)的土壤墑情,為流域節(jié)水高效農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供可靠的依據(jù)。
3.2 水資源實時評價
水資源實時評價主要是指在時段初對上一時段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時空分布特征,以及水資源開發(fā)利用狀況等進行實時分析和評價,確定水資源及其開發(fā)利用形勢和存在的問題等。
(1)水資源數(shù)量實時評價:根據(jù)雨量、河川徑流、地下水位等實時監(jiān)測資料等,通過與歷史同期的對比分析,確定和評價水資源數(shù)量及豐枯形勢等。
(2)水資源質(zhì)量實時評價:根據(jù)實測的河流、水庫、引水渠的水質(zhì)實時觀測和地下水質(zhì)實時監(jiān)測資料等,通過與歷史同期的對比分析,確定地表水和地下水的水質(zhì)狀況及污染態(tài)勢。其主要評價內(nèi)容包括:污染程度、范圍及主要污染物,水資源質(zhì)量,重要河流污染負荷及削減量等。
(3)水資源開發(fā)利用實時評價:通過對各取水口取水量、開采機井抽水量和地下水位等實時監(jiān)測資料,對供用水量進行實時評價,通過與歷史同期的對比分析,實時分析和評價各種水利工程的供水量、不同行業(yè)的實際用水量,供用水結(jié)構(gòu)、節(jié)水水平,水資源開發(fā)利用程度以及當?shù)厮Y源進一步開發(fā)潛力,并實時圈定地下水的開采潛力區(qū)、采補平衡區(qū)和超采區(qū)等。
3.3 水資源實時預(yù)報
水資源實時預(yù)報主要包括來水預(yù)報和需水預(yù)報兩部分,來水預(yù)報又分為水量預(yù)報和水質(zhì)預(yù)報。水量預(yù)報包括地表水資源量預(yù)報和地下水資源量預(yù)報,地表水資源量預(yù)報既可細分為當?shù)厮屯鈦硭òㄒ{(diào)水)預(yù)報,又可分為汛期徑流預(yù)報和枯季(非汛期)徑流預(yù)報。需水預(yù)報分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)報。
(1)河川徑流量實時預(yù)報。根據(jù)河川徑流的形成機理和產(chǎn)流規(guī)律,將河川徑流量實時預(yù)報分為汛期徑流實時預(yù)報和枯季徑流實時預(yù)報兩種。汛期產(chǎn)匯流機制主要是超滲產(chǎn)流和蓄滿產(chǎn)流、超滲與蓄滿綜合產(chǎn)流模式:而枯季徑流主要是遵循流域的退水規(guī)律。因此,汛期徑流實時預(yù)報模型與枯季徑流實時預(yù)報模型是不同的,需要分別建立預(yù)報模型對汛期徑流量和枯季徑流量進行實時預(yù)報。
(2)地下水資源量實時預(yù)報。首先分析地下水的形成規(guī)律和補給、徑流、排泄條件,以及地下水的賦存規(guī)律;然后根據(jù)抽水試驗等確定含水層的參數(shù)分區(qū),并利用試驗資料和長觀資料確定有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù);最后利用均衡法或數(shù)學模擬模型法,分析和預(yù)報地下水資源量、可開采量及地下水動態(tài)分布。
(3)水質(zhì)實時預(yù)報。利用獲得的實時水質(zhì)監(jiān)測和污染物排放量等信息,通過所建立的水質(zhì)實時預(yù)報模型,實時預(yù)報地下水與地表水水質(zhì)狀況、污染物類型、污染范圍及污染程度,及時提供水資源污染態(tài)勢等信息。
(4)需水量實時預(yù)報。根據(jù)需水量預(yù)報要求,本次將需水門類分為生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等四個一級類,每個一級類可以再分成若干個二級類和三級類。根據(jù)具體情況和需要,還可以再細分為四級類。根據(jù)上述分類方法,可比較容易地合并有關(guān)各需水項,獲得需水量過程。
3.4 水資源實時決策支持
水資源實時決策包括水資源實時預(yù)報、水資源實時管理和調(diào)度,以及決策會商等。
(1)水資源實時預(yù)報。對于水資源實時預(yù)報,尤其是汛期徑流預(yù)報和需水預(yù)報,由于受到諸多非確定性因素的影響比較大,很難準確預(yù)報,因此需要專家的會商支持、吸收和借鑒領(lǐng)域?qū)<业闹R和經(jīng)驗,以便較準確地預(yù)報和確定未來的來水與需水過程等。
(2)水資源實時管理。利用水資源實時評價和實時預(yù)報結(jié)果等,通過水資源實時管理模型計算,結(jié)合領(lǐng)域?qū)<一驔Q策者等積累的知識、經(jīng)驗和偏好,分水協(xié)議、水價政策的經(jīng)濟調(diào)節(jié)作用等進行綜合分析,最后提出水資源的實時管理方案,為水資源的合理開發(fā)利用和保護等提供決策依據(jù),為水行政主管部門科學地行使其監(jiān)督和管理職能提供支持,以確保水資源的可持續(xù)利用。
(3)水資源實時優(yōu)化調(diào)度。通過前面制定的年度內(nèi)水資源管理方案,確定水資源優(yōu)化調(diào)度的規(guī)則和依據(jù);根據(jù)各時段水資源的豐枯情況和污染態(tài)勢,通過建立水資源優(yōu)化調(diào)度模型,確定水資源實時調(diào)度方案。
(4)水資源決策會商。決策會商是指通過對實時、歷史和預(yù)報、管理與調(diào)度的各類信息進行重組和加工處理,為討論和分析水資源的豐枯形勢和污染態(tài)勢,以及最終確定水資源實時管理和調(diào)度方案提供全面的支持。根據(jù)利用水資源實時管理模型和調(diào)度模型確定的若干管理、調(diào)度方案,以及提供的每一種方案的綜合效益分析結(jié)果,領(lǐng)導(dǎo)決策層和領(lǐng)域?qū)<遥ㄟ^全面分析對比和協(xié)商、討論,如認為其中一個方案合適則選擇之,并付諸實施。如認為必須進一步做新的方案,則通過水資源實時管理、調(diào)度系統(tǒng),計算和提出新的管理、調(diào)度預(yù)案,供決策者對新老方案進行對比和選擇。
總之,在面臨重大的水資源決策時,決策會商機制顯得非常重要,有關(guān)利益沖突的各方,可以根據(jù)所提供的各種預(yù)案,包括水資源實時預(yù)報方案、實時管理預(yù)案和實時調(diào)度預(yù)案,分析其優(yōu)劣,進行協(xié)商,確定能為有關(guān)各方所接受的方案。
3.5 遠程自動控制
控制可分為手工控制和自動控制、半自動控制等,主要是對重要的取水口和開采機井、引水閘門等的控制。根據(jù)需要和可能,有重點和有選擇地建立一些遠程自動控制系統(tǒng)是必要的,也是將來的一種發(fā)展方向。
3.6 監(jiān)控管理后評估
為了不斷改進和完善系統(tǒng)的各項功能,需要對系統(tǒng)的重點功能進行后評估。主要內(nèi)容包括:針對水資源實時調(diào)度、管理方案的合理性、實施效果以及預(yù)報方案的準確性、控制情況等進行評估,重點分析導(dǎo)致調(diào)度、管理方案不合理和效益不好、預(yù)報不準確的原因等。
最后,將研制的有關(guān)部分內(nèi)容和功能模塊進行集成,最終建立一套較完整的基于GIS的水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng),并進行試運行;通過系統(tǒng)的試運行不斷進行修改和完善,最后正式交付使用,并保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。
4 結(jié)束語
關(guān)鍵詞:水文監(jiān)測;水資源;合理開發(fā);持續(xù)利用
1 水文監(jiān)測的特點
當代的水文監(jiān)測有傳統(tǒng)性、及時性、隨機性以及標準性 4 個主要特點。對水資源進行循環(huán)的有規(guī)律的檢測和記載的過程反映了水文監(jiān)測的傳統(tǒng)性,它是進行水文監(jiān)測最基礎(chǔ)的工作;水文監(jiān)測的及時性主要是指通過水文監(jiān)測可以對于突發(fā)事件 (例如洪水) 等突發(fā)事件的相關(guān)信息進行快速準確地傳達,以提高應(yīng)對突發(fā)事件的相關(guān)決策和調(diào)度工作;隨機性主要是指在進行水文監(jiān)測時需要考慮很多不確定性的方面,主要是因為發(fā)生旱澇等災(zāi)害的時間、地點等都有很大的不確定性,水質(zhì)的變化也存在突發(fā)性;而標準性則是指進行水文監(jiān)測是要按照一定的技術(shù)標準,參照 《水情拍報標準》、 《水文測驗規(guī)范》 等進行規(guī)范進行。
2 水文水資源監(jiān)測服務(wù)于水資源合理開發(fā)和利用的幾個方面
2.1 有利于水資源的配置。
通過對一個區(qū)域、流域或者跨流域的水資源的發(fā)展趨勢和承載能力進行分析和研究,不僅有利于社會和國民經(jīng)濟的發(fā)展,還能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)進行調(diào)整,在宏觀和戰(zhàn)略上為社會的可持續(xù)發(fā)展提供了決策支持.
2.2 有利于水資源的管理。
通過水文水資源的檢測能夠為取水許可、分配水資源、轉(zhuǎn)讓水權(quán)及其相應(yīng)的法律法規(guī)相關(guān)方面的決策提供有效的信息。
2.3 有利于水資源的保護。
通過水文水資源檢測可以對水質(zhì)進行檢測,例排污口、飲用水的水源地、行政區(qū)的交界處、國際河流等,如果發(fā)生了重大的水體污染事故還可以進行快速的檢測。
2.4 為水環(huán)境、水生態(tài)管理保護服務(wù)。
可以進行水資源的管理,為水資源提供監(jiān)測和預(yù)報工作,有利于生態(tài)壞境與社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.5 有利于水資源的調(diào)度。
通過水文監(jiān)測所服務(wù)的水資源調(diào)度包括:實時或年紀間的調(diào)度、跨水域的調(diào)度、區(qū)域不同水體調(diào)度、地下水與地表水的調(diào)度、將洪水進行資源利用等,并對這些調(diào)度進行檢測、分析以及預(yù)報。
3 水文水資源監(jiān)測現(xiàn)狀及其應(yīng)對措施
3.1 防洪工程的興建改變了水文要素
在中國的很多地區(qū)和城市為了防洪對重要河流和大型的水庫進行了加固和治理,還有的城市為了美化市容或者改善生態(tài)環(huán)境建設(shè)了水土保持工程、攔河樞紐工程、堤壩建設(shè)等工程,以及對于地下水的超量采取等,這些方面的工程建設(shè)通過閘門對水流量進行了控制,從而影響到同濟水位的流量以及流速,使水文要素發(fā)生了變化進而改變了原有的水文要素的相關(guān)規(guī)律。這也就直接影響到了對水文資料的分析和水情信息的提供。針對這種現(xiàn)象的產(chǎn)生,要采取相應(yīng)的對策對水文水資源進行監(jiān)測,水資源的管理部門要對于水位流量的關(guān)系產(chǎn)生的變化、測流方式的精簡工作、測流系數(shù)的相關(guān)實驗、水位流量單值化等進行相應(yīng)的資料收集、研究和分析的工作。
3.2 水文監(jiān)測采用了新技術(shù) 擴大了水文作業(yè)的范疇
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學的進步,在進行水文監(jiān)測時引入了先進的系統(tǒng)和技術(shù),如固態(tài)存儲、遙測系統(tǒng)、超聲波水位計、微機測流系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)等,這就要求進行水文測試的工作人員要學習和掌握新的知識和技能,這將使對水文從業(yè)人員的一個挑戰(zhàn)。各水文工作單位要在及時引進新技術(shù)的同時也要注重對本單位工作人員的培訓教育工作。
3.3 水文監(jiān)測模式受到了人類活動的影響
目前在全國的大大小小的城市已經(jīng)建立了很多的橡膠壩和攔河壩,這些堤壩的建立嚴重影響到了水文的監(jiān)測工作。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是因為這些水文站的建立影響了水文數(shù)據(jù)以及水文要素的改變,進而影響到了水文資料以及水情信息。所以相關(guān)的水文監(jiān)測站要隨時掌握河道的洪期規(guī)律、水域內(nèi)相關(guān)工程的情況,以根據(jù)這些規(guī)律和情況采取針對性的措施和對策;相應(yīng)的管理部門對水文資源的一些要素如水位流量、測試方式、測流系數(shù)等進行試驗、分析和研究。
此外也存在一些人類的活動給水文監(jiān)測工作帶來了影響,例如跨流域調(diào)水、開發(fā)灘地、河道引水所帶來的不確定性、國家對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以及治水方略的調(diào)整、水文斷面的水流受到控制等等。這就要求水文斷面檢測人員改變原來的的工作模式,拋棄原來只對檢測斷面進行堅守的工作方式,加大水量巡測、強渠道測流、控制引水口的工作力度,提高水文調(diào)查的工作。
3.4 資料整理與測驗工作的不匹配 導(dǎo)致資料整編對測驗工作指導(dǎo)困難
由于科學技術(shù)的進步,現(xiàn)在的水文資料幾乎都由計算機進行編整,計算機編整造成了原始資料的檢查、流域內(nèi)觀所有測點的一致性檢測等都存在不足,尤其是容易導(dǎo)致上下游水流出現(xiàn)偏差、個別觀測點的資料編整不合理等現(xiàn)象。所以在采用計算機進行資料編制的前后要通過上下游水量的核對、分析水量是否平衡、參照降雨流徑等方式嚴格審查觀測資料的合理性,以此來提高計算機編制水文資料的可信度和質(zhì)量水平。
3.5 不能夠?qū)⑷粘5谋O(jiān)測工作和資料的分析研究相結(jié)合 使勞動重復(fù)
對于各水文站點的單值化分析、瀉流曲線的率定、水位流量關(guān)系的分析等應(yīng)該引入科學技術(shù)手段進行分析,這樣不僅能夠有效地減少水文監(jiān)測站相應(yīng)工作人員的勞動,還能夠提高水文監(jiān)測工作的效率和質(zhì)量。
3.6 水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后 應(yīng)急協(xié)調(diào)能力不夠
由于水文監(jiān)測相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備落后,使得水文監(jiān)測對于水質(zhì)、水量的檢測等都缺乏效率和準確性。因此國家和地方政府應(yīng)該對于水文監(jiān)測的基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)建設(shè)加以重視,尤其是對于應(yīng)急能力和協(xié)調(diào)能力的建設(shè),以提高水文監(jiān)測的精度和應(yīng)急防范能力。對常用的檢測設(shè)施和設(shè)備進行完善的同時也著重提高水文監(jiān)測系統(tǒng)自動檢測預(yù)報的功能、水文監(jiān)測系統(tǒng)的快速性、智能性,并加大對重點的水域和地區(qū)進行自動檢測系統(tǒng)的普及,通過以上措施不僅能夠提高水文水資源的綜合能力,還能夠使水文水資源的管理符合社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。
3.7 水文水資源監(jiān)測的服務(wù)意識不夠 進而不能得到社會的認可和支持
作為水文水資源的從業(yè)人員一定要有使水文信息社會化、公開化,讓水文資源作為社會的公共資源為廣大民眾所使用,以勝任水文水資源監(jiān)測對于社會經(jīng)濟發(fā)展中所擔當?shù)慕巧Mㄟ^充分發(fā)揮水文水監(jiān)測信息的作用來為社會的建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供有價值的決策和支持。
參考文獻: