灌區(qū)水資源管理地理信息系統(tǒng)應(yīng)用
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［摘要］數(shù)字時代的水資源管理工作在積極尋求管理方式與管理手段的改革與創(chuàng)新。在水資源管理中地理信息系統(tǒng)作為促進數(shù)字水利發(fā)展的重要工具，以數(shù)據(jù)展示的方式實現(xiàn)水資源管理中信息收集的圖文一體化為管理工作提供數(shù)據(jù)參考的同時也促進了我國水利的進一步發(fā)展。水資源管理有著多種的管理方向與管理角度，本文主要探究了在灌區(qū)水資源管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，以期通過應(yīng)用的歸納來促進地理信息系統(tǒng)在水資源管理中的作用發(fā)揮。
［關(guān)鍵詞］地理信息系統(tǒng)；灌區(qū)；水資源管理；應(yīng)用
我國地形條件的特點使得我國北方地區(qū)呈現(xiàn)出干旱以及半干旱的風貌。干旱與半干旱地區(qū)水資源管理工作的開展要重視灌溉區(qū)的信息收集與有效管理。灌溉區(qū)面臨水資源有限的問題使得當?shù)厮Y源管理工作的開展既要立足于水資源需求的實際，也要分析當?shù)氐乃Y源現(xiàn)狀，提高資源利用率的同時確保管理工作的開展確實符合生產(chǎn)生活的需求。我國的干旱與半干旱地區(qū)的出現(xiàn)既有著自然條件的影響，同時也受到人類生產(chǎn)活動的影響。人口數(shù)量增多，水資源利用率不高，水污染現(xiàn)象突出的水資源管理問題是當前灌區(qū)水資源管理工作要著重解決、重點優(yōu)化的部分。
1地理信息系統(tǒng)概述
地理信息系統(tǒng)依賴于信息系統(tǒng)的發(fā)展，在其運行與工作的過程中，主要是通過對于數(shù)據(jù)的收集與整理，在采集、模擬、處理檢索的過程中更加高質(zhì)量的表達空間數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用過程中空間數(shù)據(jù)的表達有著不同的來源與不同的形式，通常情況下表達空間數(shù)據(jù)都是通過對于空間位置特征的確定以及專題的范圍限定來確定數(shù)據(jù)的類型與數(shù)據(jù)的基本信息。地理信息系統(tǒng)在實際的應(yīng)用環(huán)節(jié)，既有著空間性，同時也有著動態(tài)性的特征。該種系統(tǒng)的應(yīng)用主要是以信息技術(shù)來研究地理，同時為地理方面的決策提供數(shù)據(jù)的參考。當前地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用既有著基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集、編輯、處理功能，同時也有著較為高級的空間分析以及模擬分析功能。由于地理信息系統(tǒng)以空間模型的搭建為手段，因此在其應(yīng)用的過程中，經(jīng)過計算機支持的數(shù)據(jù)管理以及處理工作可以通過數(shù)據(jù)的處理，信息的收集，以地理信息系統(tǒng)的輸出功能來為科學(xué)的決策提供數(shù)據(jù)參考與依據(jù)。
2水資源管理中的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用
科學(xué)的水資源管理既可以在一定程度上緩解干旱和半干旱地區(qū)的水資源短缺問題，同時也能應(yīng)對由于盲目開發(fā)以及不合理利用而造成的水資源危機。在當前數(shù)字水利技術(shù)快速發(fā)展背景下，地理信息系統(tǒng)作為水資源管理中所應(yīng)用到的重要工具，在灌區(qū)水資源管理中大概可以分為以下幾種應(yīng)用方向。
2.1水資源調(diào)查
在灌區(qū)水資源管理工作中，信息的收集是保障決策有效性的基礎(chǔ)內(nèi)容。傳統(tǒng)的人工測量的手段下，水資源管理相關(guān)信息的收集往往有著數(shù)據(jù)有效性有限的問題。在當前地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展中，信息收集階段現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高數(shù)據(jù)的收集效率并保障數(shù)據(jù)的收集質(zhì)量。水資源調(diào)查工作中河流徑流量、湖泊水庫面積、地下水、水文、地質(zhì)、地貌、地層結(jié)構(gòu)以及冰川大小，雪覆蓋的范圍，性質(zhì)，厚度都可以通過地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用來完成基本數(shù)據(jù)的收集。水文監(jiān)測的手段可以對于區(qū)域內(nèi)的河流徑流量進行精確。湖泊水庫面積測量的精準度影響著水資源管理工作開展的質(zhì)量，而地理信息系統(tǒng)可以通過水位-面積-庫容的曲線展示來明確不同水期的多時相圖像。地下水的可再生性使得水資源管理中要重視水資源的開發(fā)與利用。灌溉區(qū)域開展水資源管理的過程中，對于地下水的有效應(yīng)用也直接影響水資源的管理效率。當前地理信息系統(tǒng)資料收集的過程中，對于地下水部分的基本情況了解是保障水資源管理有效性的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)可以通過對于水文地質(zhì)，地貌，地層結(jié)構(gòu)，城市環(huán)境的分析來提高地下水的開發(fā)效率，快速查找地下水的同時也能為地下水開發(fā)與利用工作的開展提供一定的線索。冰雪水資源是重要的水資源類型。在區(qū)域地理管理工作的開展過程中對于冰雪水資源的基本信息收集也能以數(shù)據(jù)的完善性來提高管理的有效性。地理信息系統(tǒng)主要是通過對于冰川大小，雪覆蓋厚度以及性質(zhì)等基本信息的明確來完成對于去區(qū)域內(nèi)冰川水資源的收集工作。地理信息系統(tǒng)可以便捷的以技術(shù)來進行云與雪覆蓋的區(qū)分，通過對于冰雪水資源、液態(tài)水性質(zhì)以及雪厚度等基本信息的收集為之后融雪徑流預(yù)報以及融雪含水量的預(yù)測提供參考。
2.2旱情監(jiān)測與預(yù)警
在灌溉區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，干旱問題是影響著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益的重要原因。雖然根據(jù)不同的分類標準，干旱有著農(nóng)業(yè)、氣候、水文干旱等多種的類型，但干旱問題的出現(xiàn)對于當?shù)厣a(chǎn)生活的影響使得水資源管理工作中要重視旱情的監(jiān)測工作，通過有效的信息收集，在關(guān)鍵的指標收集過程中完成對于區(qū)域內(nèi)干旱情況的反映工作。在傳統(tǒng)水資源管理工作中，干旱地區(qū)的監(jiān)測工作主要是通過樣本的收集來為管理提供參考。而樣本代表性的問題影響了旱區(qū)信息收集的有效性，在當前地理信息系統(tǒng)快速發(fā)展的背景，信息收集工作的開展可以通過傳感器的設(shè)置對管理區(qū)域內(nèi)的地面開展監(jiān)測，明確基本數(shù)據(jù)與指標，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的有效旱情監(jiān)測工作。我國旱情監(jiān)測工作開展中主要應(yīng)用到了熱慣量法，作物缺水指數(shù)法，供水植被指數(shù)法等多樣性的測定土壤水的方法，從而通過對于土壤水的測量來明確區(qū)域內(nèi)的缺水情況以及旱情發(fā)展。為了進一步提高區(qū)域內(nèi)水資源管理的水平，區(qū)域內(nèi)的旱情問題不僅要完成數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析，指導(dǎo)水資源管理工作同時也要通過安全預(yù)警工作來及早的進行抗旱措施的布置，盡可能的減小由于旱情對于生產(chǎn)生活的負面影響。當前在構(gòu)建旱情模型的過程中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用既可以實現(xiàn)信息的收集，同時也可以通過核定指標與收集指標之間的對比，通過聲、光、色相結(jié)合的方式，向工作人員進行旱情的預(yù)警。
2.3沙漠化的動態(tài)監(jiān)測
沙漠化反映著人類活動的動態(tài)，也反映著當?shù)貧夂蜃匀画h(huán)境的變化。在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，沙漠化的出現(xiàn)導(dǎo)致了我國農(nóng)田面積的進一步缺少，同時也為環(huán)境保護工作的順利推進帶來了一定的阻礙。在我國灌溉區(qū)水資源管理工作過程中，不同區(qū)域有著氣候與水資源條件的差異。沙質(zhì)草原沙漠化、固定沙丘活化以及沙丘遷移入侵的沙漠化過程影響著當?shù)厮Y源管理的開展方向，因此為了更好的完成灌溉區(qū)水資源管理工作，要通過對于沙漠的動態(tài)化監(jiān)控來及時的了解地區(qū)內(nèi)的沙漠化發(fā)展情況，以實時實地情況為基礎(chǔ)提出針對性的治理方針與治理方案。在監(jiān)測沙化面積，沙化狀況以及空間分布情況時，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用可以完成對于基本信息的收集，通過直觀的畫面呈現(xiàn)來提高沙漠化監(jiān)測的有效性，同時數(shù)據(jù)的實時更新也能實現(xiàn)對于地區(qū)內(nèi)沙漠化問題的實施監(jiān)測。在地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于沙漠監(jiān)測的過程中，根據(jù)地區(qū)沙漠化程度的不同階段，監(jiān)測的角度與重點也有所差異。在當前沙漠化問題的治理過程中，其主要的管理方向是正在退化的沙質(zhì)草原沙漠化，因此在監(jiān)測地區(qū)沙漠化情況時要通過對于沙質(zhì)草地沙化面積，沙化狀況，植被情況的監(jiān)測提高信息收集及時性，以信息的收集的指導(dǎo)水資源管理工作的開展。
2.4生態(tài)動態(tài)監(jiān)測
在我國傳統(tǒng)水資源管理的過程中，雖然有著環(huán)境保護的考量，同時也以人類的生產(chǎn)生活為基本的管理方向，但其管理過程中忽視生態(tài)需水量的問題導(dǎo)致了水資源的利用以犧牲生態(tài)為代價，生態(tài)環(huán)境的惡化則對當下的生產(chǎn)生活帶來了一定的負面影響。因此在水資源管理的過程中，為了更好的完成生態(tài)的保護工作，要通過對于生態(tài)的動態(tài)監(jiān)測在有效估算生態(tài)需水量的過程中確保水資源管理利用的質(zhì)量。當前地理信息系統(tǒng)不僅能完成對于當下資源狀況的實時監(jiān)測，同時也能通過歷史的追溯來實現(xiàn)對于區(qū)域內(nèi)生態(tài)的動態(tài)監(jiān)測。在生態(tài)保護的過程中，可以通過水資源利用前后生態(tài)的變化來明確是資源管理工作的效果。通過監(jiān)測與對比來為之后水資源的管理工作提供參考。在數(shù)字水利發(fā)展下為了確保其資源收集與管理應(yīng)用的有效性，在對生態(tài)開展動態(tài)監(jiān)測時要通過高分辨率資料的收集與整理，從而確保其收集整理的地理信息資料可以直觀清晰的呈現(xiàn)出當?shù)氐纳鷳B(tài)動態(tài)。
2.5灌溉區(qū)面積調(diào)查與灌溉區(qū)發(fā)展規(guī)劃
灌溉區(qū)水資源管理工作的開展要通過水資源合理的開發(fā)與利用，保障生產(chǎn)生活順利性的同時促進區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展。部分灌溉區(qū)在利用水資源的過程中，為了盡可能地獲得較多的水資源，存在著盲目發(fā)展工業(yè)區(qū)面積的實際問題。水資源管理過程中對于水資源的互相爭奪導(dǎo)致了上游的過度用水，影響到了下游的正常生產(chǎn)生活，因此為了實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的水資源管理工作，要通過對于區(qū)域內(nèi)流域水資源的信息收集與調(diào)查來保障基礎(chǔ)信息采集的有效性。水資源管理工作中灌溉區(qū)通常指的是有灌溉設(shè)備和配套體系的土地較為平整的區(qū)域。灌溉條件的不同會影響到農(nóng)作物產(chǎn)量的差異，也會直接影響到農(nóng)民的經(jīng)濟效益與地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，因此在地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，為了確保地區(qū)上報信息的準確性，可以通過信息技術(shù)的手段來真實的反映區(qū)域內(nèi)的灌溉面積，以真實的數(shù)據(jù)收集來指導(dǎo)灌區(qū)的規(guī)劃以及發(fā)展工作。在我國干旱與半干旱地區(qū)，水資源管理工作中對于灌溉面積要在分析當?shù)氐匦嗡Y源條件的基礎(chǔ)上合理的進行開發(fā)。通過地理信息系統(tǒng)在空間疊加水體、水質(zhì)、氣溫、地形、降水徑流的基礎(chǔ)之上，以不同影響因素不同權(quán)重的加入來提高灌溉面積選擇的有效性，以水資源的合理利用來完成灌溉區(qū)水資源的管理水平與管理質(zhì)量。
3結(jié)語
水資源管理工作的開展主要是為了通過對于水資源的高效利用，維護區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)生活的同時也以合理的開發(fā)與利用來促進區(qū)域內(nèi)的條件改善與經(jīng)濟發(fā)展。我國干旱與半干旱地區(qū)在開發(fā)利用水資源的過程中要通過合理有效的水資源管理，確保水資源應(yīng)用有效性，盡可能的以管理水平的提高來避免資源應(yīng)用過程中的浪費問題。為了實現(xiàn)對于灌溉區(qū)水資源現(xiàn)狀的動態(tài)監(jiān)測與有效調(diào)查，當前水資源管理工作的開展要依賴于現(xiàn)代信息技術(shù)的進步，通過多樣性調(diào)查手段與調(diào)查技術(shù)來保障數(shù)據(jù)收集與整理的有效性，提高水資源管理的質(zhì)量與效率。
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作者：李貴蘭 單位：民勤縣水土保持工作站