GIS技术在水资源和水环境领域中的应用

史建飞

【摘要】随着我国科学技术的进步，GIS技术已被广泛的应用到了水资源和水环境领域中，而且发挥了关键的作用。文章分析了现阶段，国内外在水资源和水环境领域中GIS技术的应用现状，并探讨了具体的应用方面。同时，也希望同行业者能够积极的探讨，使GIS技术在水资源和水环境领域中发挥更大的作用。

【关键词】GIS技术；水资源；水环境；应用

GIS的全称为地理信息系统，是专门应用于空间地理信息处理与管理的系统，其作用的发挥要以计算机设备和相应的专业设备为载体。而水资源与水环境的数据分布充分的体现了空间分布性，所以能够利用GIS技术进行数据采集、处理、分析、现场模拟、管理，并及时的进行管理问题处理，有效的提高了管理水平和管理效率，为此，我国应更深入的探索GIS技术在水资源和水环境领域的应用。

1、现阶段，GIS技术在水资源和水环境领域中的应用现状

1.1国内现状

我国在上个世纪八十年代就已经开始进行GIS技术应用研究，并将其应用在黄浦江水环境治理上，其系统能够对黄浦江的动态运行情况进行监测，并能够在水污染过程的基础上模拟治理过程，分析水质情况，形成水质报告，这项系统实现了对水环境的高效管理。经过发展，GIS技术在水资源与水环境领域的应用逐渐成熟，又被广泛的应用在我国防洪治理上；在本世纪初，我国相关学者又从水质扩散模拟、水文模拟、地貌分析、植被分布、土壤覆盖等角度研究了GIS技术的应用，并取得了显著的成果。

1.2国外现状

国外从上个世纪七十年起将GIS技术应用到实际水资源和水环境管理上，最早是应用在田纳西流域管理中，服务于流域规划与决策。逐渐的发展过程中，国外也从地形、水文、地质、污染等角度进行了GIS技术应用。近些年，国外一直致力于研发综合利用软件，将GIS技术与模拟技术、数据库等系统集成到统一的管理平台上，并且扩大了GIS技术在水资源和水环境的应用范围，可以在农田灌溉、地下水流模拟、城市暴雨等管理上进行应用。

2、GIS技术在水资源和水环境领域中的具体应用分析

2.1在水环境规划与评价上的应用

水环境的实际情况较为复杂，往往只能一项一项进行分析，而GIS技术具备了重置分析功能，是其它技术所无法实现的。同时，在距离分析、三维分析、包含分析、缓冲区分析等功能的支持和辅助下，能够客观、准确的进行水环境规划与评价。例如，在分析水污染情况和制定相应的保护计划时，就可以利用缓冲区分析这项功能划分出缓冲区域，并将其信息与其它有效信息进行重叠分析，从而准确定位污染区域，并分析出影响保护计划实施的客观因素。

2.2在防洪预警与洪区治理上的应用

GIS技术具备信息数据采集、处理的功能，在配合遥感技术能够及时的制定洪水的分布图像，能够为洪水治理和防洪措施的制定提供依据。而且将GIS技术与水文或水利学建模相结合，能够预测出洪水的扩散范围和趋势，从而能够实现及时控制，并向即将发生洪灾区域发出预警。例如，利用GIS技术可以分析和存储某河流流域的水文特征和地貌特征，在进行HMS等模型建立中可以直接提取河流的相关参数进行文件输入。在输入后会得出相应的计算结果，在结合河道的实际情况，输入到水力学模型建设中，既可以测定具体的位置，在输入到高程计算系统中，就可以计算出洪水的覆盖面积。然后在根据这项结果，制定科学的防灾措施，降低洪水对人民生命和财产的危害。

2.3在模拟排水系统上的应用

GIS技术具有网络分析功能，能够分析出流域在降水后，水流的径流特征，并测绘出流域在汇流过程中的等流线，再配合水文模拟就可以分析出城乡降水或流域降水过程中的排水情况，从而为评估排水系统等级提供依据，并且可以依照数据进行排水系统改进和重新设计。

2.4在模拟非点源污染上的应用

非点源污染又被称为面源污染，其具有潜伏期长、滞后性、广泛性等特点，所以在治理和管理上都有一定的难度，但GIS技术能够全面整合空间地理信息，对非点源污染治理有着直观重要的作用。将非点源污染模型与GIS技术进行结合，能够简化模拟任务，而且在GIS的数据库中可以自动进行模型参数提取，提高了建模效率，能够针对各种类型的水文区域和水质条件进行应用，能够为环境部门的制定治理措施提供确定性依据。

2.5在模拟地表水流与地下水流上的应用

地表水模拟较为复杂，要清楚的表达出地表水与河流湖泊之间的径流关系，而且还要利用地表径流参数来扩大对局部地质、地形的分析，以便相关部门能够有效的进行土地利用。而且GIS技術的数据信息处理功能能够快速的进行地表水流参数处理，并能够结合图示进行展示，在地下水流模拟建模上有着关键的作用，保障了各项输入的准确，提高建模的科学性。

2.6在研究流域集成上的应用

GIS技术不仅可以进行数据集成，还可以进行模型集成，能够通过采集的水环境数据和流域内多项数据集成模拟模型，这样相关工作人员就可以通过直观的图像进行综合的分析和管理，其中在非点源污染治理上的应用效果最为显著。

但在当前的应用中，GIS技术的信息获取能力还需要不断提高适应性，可以有效的综合模拟技术或人工智能技术进行使用，也就是说要将信息处理与管理、问题汇总、解决方案制定进行结合，从而提高对水资源和水环境的管理效率。

结束语：

综上所述，GIS技术作为一项先进的科学技术，已广泛的应用到了我国水资源与水环境管理上，并在防洪治理、水污染治理等方面上发挥出了重要作用。但在当前的应用中，GIS技术仍有需要完善和提升的地方，希望相关科研人员能够加强研发力度，尽早实现综合化应用系统，为保护我国水资源，营造健康水环境发挥更大的贡献。

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