劉迎

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，水資源的自然資源基礎(chǔ)作用已越來越明顯。目前，我國(guó)已確立了水資源三大戰(zhàn)略資源之一的地位，但在水資源開發(fā)利用和管理中仍存在許多問題。因此，分析當(dāng)前我國(guó)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，探討水文水資源領(lǐng)域中技術(shù)的應(yīng)用推廣，促進(jìn)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的智能化和技術(shù)更新的及時(shí)性，對(duì)減少我國(guó)水資源消耗、緩解水資源壓力和保護(hù)水資源等具有重要意義。

關(guān)鍵詞：水文水資源;技術(shù)需求;應(yīng)用推廣

中圖分類號(hào)：P33;TV213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）07-0091-03

Abstract： With the development of society， the natural resource base of water resources has become more and more obvious. China has established the position of one of the three strategic resources of water resources， but there are still many problems in the development and management of water resources in China. The current situation and problems in the field of hydrology and water resources in China was analyzed in this paper， and the application and popularization of hydrology and water resources was discussed， and the timeliness of technology intelligence and technology renewal in hydrology and water resources was promoted. It is of great significance to reduce water consumption， relieve water pressure and protect water resources in China.

Keywords： hydrographic water resources;technical requirements;generalization

1 水文水資源領(lǐng)域技術(shù)需求研究的重要意義

水是人類和所有生物生存必不可少的重要物質(zhì)，是工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善不可替代的珍貴自然資源。地球上的水資源廣義上是指水圈內(nèi)水量的整體，包括經(jīng)過人類控制直接用于灌溉、發(fā)電和水運(yùn)輸養(yǎng)殖等用途的地表水、地下水、河川湖、井泉、潮汐以及養(yǎng)殖水域等。水資源是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的重要自然資源，但世界許多地方對(duì)水的需求已經(jīng)超過了水資源的可負(fù)荷程度。

我國(guó)水資源總量約為27 434億m3，地下水與地表水資源不重復(fù)量為1 057億m3，占世界徑流資源總量的6%，是世界上用水量最多的國(guó)家。2018年，全國(guó)取水量（淡水）為6 061.1億m3，其中地表水源占81.8%，地下水源占16.8%，其他水源占1.4%。由于人口眾多，當(dāng)前我國(guó)人均水資源占有量為2 200m3，約為世界人均占有量的1/4，是世界人均水資源貧乏的國(guó)家之一。近年來，隨著我國(guó)人口的增加和工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的水資源面臨著嚴(yán)峻形勢(shì)。無論是農(nóng)業(yè)還是工業(yè)生產(chǎn)都離不開水資源，人們對(duì)水文水資源的重視程度日益增加。

水文與水資源工程是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——水利中的重要專業(yè)領(lǐng)域之一。隨著社會(huì)的發(fā)展，水資源的作用越來越明顯。當(dāng)前，我國(guó)已確立了水資源作為三大戰(zhàn)略資源之一的地位。區(qū)域人口增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使得水資源供需矛盾成為全球性普遍問題。中國(guó)作為發(fā)展中大國(guó)，水資源開發(fā)利用和管理中存在許多問題，如水資源短缺、水資源持續(xù)利用、水資源合理配置、水災(zāi)害防治、水污染治理、水生態(tài)環(huán)境功能恢復(fù)及保護(hù)等，已成為亟待研究和解決的問題。

水文與水資源工程涉及對(duì)水文水資源的勘察、評(píng)價(jià)、開發(fā)、利用、規(guī)劃、管理與保護(hù)等方面，是研究在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中水資源供求關(guān)系及其解決的科學(xué)途徑，是探求在變化的環(huán)境中如何保持對(duì)水資源的可持續(xù)利用的重要途徑。因此，討論水文水資源的技術(shù)需求及其推廣，對(duì)水文水資源及環(huán)境信息的采集及處理、水旱災(zāi)害預(yù)測(cè)及防治、水資源規(guī)劃、水環(huán)境保護(hù)、水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、水利工程運(yùn)行與管理、水政管理等具有重要意義。

2 我國(guó)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在科技支持下，我國(guó)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)快速發(fā)展，包括水文預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)、水文資源管理技術(shù)以及環(huán)境保護(hù)技術(shù)等[1]。應(yīng)用這些技術(shù)，可有效防治水資源的污染問題。由于生物環(huán)境的復(fù)雜化，中國(guó)的自然災(zāi)害概率正在增加。針對(duì)以上問題，采用水文監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)技術(shù)后，取得了豐碩成果，特別是在監(jiān)測(cè)土壤水質(zhì)方面，發(fā)揮了重要作用。其中，一些報(bào)警信息技術(shù)在應(yīng)用過程中形成了比較完整的報(bào)警信息系統(tǒng)。通過警告信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大降低了自然災(zāi)害的程度，有效預(yù)防了洪水災(zāi)害發(fā)生。

我國(guó)在技術(shù)方面建立了水資源污染保護(hù)體系，以保護(hù)水文水資源。但是，我國(guó)地域遼闊，南北緯度跨度較大且氣候復(fù)雜多變，在水文水資源領(lǐng)域一直存在水資源短缺和水資源時(shí)空分布不均的問題，且由于生產(chǎn)生活對(duì)水資源的過度開發(fā)利用，水資源管理困難。目前，我國(guó)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用存在很多尚未解決的問題，具體如下。

2.1 理論研究與實(shí)踐應(yīng)用難以對(duì)接

目前，我國(guó)水文水資源研究領(lǐng)域中的理論研究與實(shí)踐應(yīng)用存在對(duì)接困難的問題。以我國(guó)國(guó)內(nèi)的水文水資源研究來說，許多研究停留在理論層面，各類模型的邊界條件停留在理想狀態(tài)下，研究?jī)?nèi)容仍存在針對(duì)性較差的問題。此外，實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，不能實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的技術(shù)開發(fā)研究等，使得水文水資源研究與現(xiàn)實(shí)問題難以對(duì)接，不能有效解決水資源的利用問題。我國(guó)的許多高校教學(xué)模式無法適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展要求，未能將教學(xué)和社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，致使水文水資源理論研究與社會(huì)實(shí)用相脫節(jié)。

2.2 監(jiān)控與預(yù)測(cè)系統(tǒng)存在不足

我國(guó)地域緯度跨度大，氣候條件復(fù)雜多變，常有干旱、洪澇等災(zāi)害發(fā)生。但是，目前我國(guó)水文水資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)和預(yù)測(cè)技術(shù)不成熟，使用的設(shè)備比較落后且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能匹配我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。由于經(jīng)費(fèi)和科研投入不夠、科技力量薄弱等，創(chuàng)新的設(shè)備不夠穩(wěn)定，故障率較高且無法達(dá)到相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度，無法滿足社會(huì)的使用要求，不能適應(yīng)我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展需要。此外，由于設(shè)備更新經(jīng)費(fèi)管理不善，導(dǎo)致儀器設(shè)備存在重復(fù)建設(shè)而造成不必要的浪費(fèi)。

2.3 水文水資源信息共享性較差

共享是共享經(jīng)濟(jì)的核心理念。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們文化水平的提高，共享理念已經(jīng)深入人心，共享經(jīng)濟(jì)涉及的行業(yè)不斷增加，規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。在新時(shí)代背景下，強(qiáng)化水文水資源信息共享研究，是實(shí)現(xiàn)水資源充分利用的有效手段。從水文事業(yè)的觀點(diǎn)出發(fā)，水文水資源信息共享是水文事業(yè)研究的基礎(chǔ)，可以為水資源的可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。但是，目前我國(guó)水文水資源基本信息共享性較差，傳統(tǒng)的信息共享系統(tǒng)的部分功能受到限制，共享平臺(tái)的搭建不完善，地區(qū)之間的信息傳輸不通暢。信息共享設(shè)備存在明顯的不足，尤其是數(shù)據(jù)庫離散，整合度低。此外，信息通信技術(shù)沒有得到有效利用，信息交換不充分，不利于對(duì)社會(huì)閑散資源進(jìn)行合理有效的運(yùn)用，無法滿足水文工作的需求。

2.4 水文水資源節(jié)約技術(shù)存在缺陷

合理使用水資源，解決水資源不足問題，重要的一項(xiàng)舉措是節(jié)約用水。雖然我國(guó)早已提倡節(jié)水理念，但是在節(jié)水方面的技術(shù)研究仍不到位，節(jié)水措施難以真正有效開展。特別是農(nóng)業(yè)灌溉，受田地分散、小塊地以及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)思想等影響，大部分地區(qū)仍采用漫灌式，灌溉有效利用率較低。節(jié)水式灌溉無法適應(yīng)農(nóng)業(yè)目前的各種限制條件。

我國(guó)水文水資源還存在水資源再利用技術(shù)落后的問題，對(duì)污水、河水、雨水等新型水資源開發(fā)利用不足。我國(guó)多數(shù)中小型城市未建立雨污分離系統(tǒng)，無法有效分開處理雨水和污水，加大了污水處理難度。此外，中小城市對(duì)污水處理投入不足，工業(yè)廢水處理能力和技術(shù)仍然比較落后，水資源污染治理不夠，難以控制企業(yè)排污，且無法凈化污水，未能達(dá)到重復(fù)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的需求與推廣

生產(chǎn)生活中，人類活動(dòng)與水資源存在相互影響的互饋機(jī)制。人類活動(dòng)會(huì)影響水文循環(huán)和水資源演變，而水資源污染會(huì)危害人們的生命健康，水土流失等問題不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到消極的反作用。人類社會(huì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，水文水資源相關(guān)的前沿技術(shù)不斷革新，為解決水文水資源方面的各類問題提供了有力支撐。因此，應(yīng)加大對(duì)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的研究力度，推廣水資源領(lǐng)域技術(shù)的應(yīng)用。其中，將現(xiàn)代信息技術(shù)引入水資源領(lǐng)域，是解決水資源利用配置問題的重要舉措。

3.1 水文水資源領(lǐng)域信息技術(shù)的需求與推廣

從本質(zhì)上說，現(xiàn)代的信息技術(shù)是獲取各種信息如數(shù)字、文字和圖像的一種技術(shù)手段。將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引入水文水資源領(lǐng)域，可以有效改善水文水資源勘察條件。例如，將GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于水文水流域領(lǐng)域，觀察流域表層的河道長(zhǎng)度、坡度、土壤分布情況和土地利用面積等參數(shù)的地理分布情況，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、管理和運(yùn)算。這有利于流域內(nèi)的地理狀況的總體掌握，可有效降低水質(zhì)水情信息的查詢難度，提高水文信息情報(bào)的準(zhǔn)確性。隨著我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，北斗通信技術(shù)、量子通信技術(shù)和5G網(wǎng)路通信技術(shù)日漸成熟，可以將這些先進(jìn)技術(shù)融合到水文水資源信息傳輸中，提高水文水資源信息傳輸速度，提升信息的共享性。

3.2 水文水資源領(lǐng)域預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)的需求與推廣

水文水資源領(lǐng)域中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與預(yù)測(cè)技術(shù)，可以有效預(yù)防水文水資源災(zāi)害。目前，全球氣候多變，對(duì)水文水資源領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響，洪澇與干旱等災(zāi)害現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。應(yīng)用RS技術(shù)（遙感技術(shù)），可以從高空或外層空間接收來自地表的地理信息，并進(jìn)行掃描、攝影傳輸和處理，遠(yuǎn)距離監(jiān)控和識(shí)別水文水資源。目前，RS技術(shù)在洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、旱情檢測(cè)和水土流失防治等方面發(fā)揮了重要作用。同時(shí)，采購新型高精細(xì)、高自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)提高水文水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精細(xì)度，提高水文的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性具有重要意義。此外，可深入研究水文水資源演化規(guī)律，借助MATHLAB、網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)等計(jì)算機(jī)建模工具和算法，建立完備、實(shí)用的預(yù)測(cè)模型，以提升預(yù)報(bào)精度和效率。

3.3 水文水資源領(lǐng)域管理技術(shù)的需求與推廣

生活中常見的GPS技術(shù)，具有方便靈活、全自動(dòng)化、智能化特點(diǎn)，且測(cè)量快速、精確度較高，常被用于地理位置定位[2]。在水位水資源領(lǐng)域中，GPS技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位變化，在洪水調(diào)度方面具有重要應(yīng)用。不僅可以顯示洪水的推進(jìn)狀態(tài)，還可以給出涉及的需要遷移的人口和需要轉(zhuǎn)移的可能位置，減少災(zāi)害帶來的損失，方便水文水資源的管理和大范圍內(nèi)的水資源合理優(yōu)化配置。

隨著我國(guó)人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，水資源需求也在擴(kuò)大。通過水文水資源領(lǐng)域的管理技術(shù)，可以有效地采購和分類水資源，可以對(duì)全國(guó)水資源有迫切需求的地區(qū)指定水資源進(jìn)行運(yùn)輸，確保滿足人們的生活和質(zhì)量要求。通過實(shí)現(xiàn)全國(guó)水資源的管理控制，緩解了水緊張問題。

4 水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備功能的完善，相關(guān)技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。加強(qiáng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與水文水資源領(lǐng)域的結(jié)合，可以減少人工損耗，節(jié)約管理成本，得到的數(shù)據(jù)信息也更加精確。因此，未來對(duì)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的需求將會(huì)增加，服務(wù)于水文水資源的技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步推廣。

4.1 水文信息的采集傳輸設(shè)備智能化

目前，我國(guó)的水文信息監(jiān)測(cè)還存在水文信息監(jiān)測(cè)信息量不足、監(jiān)測(cè)設(shè)備不配套、自動(dòng)測(cè)報(bào)水平低和管理不夠規(guī)范等問題，嚴(yán)重影響了水文情報(bào)預(yù)報(bào)的精度和時(shí)效性，給防汛決策帶來了很大難度。隨著信息傳播手段的增多，軟件、硬件應(yīng)用水平不斷提高，水文采集和傳輸設(shè)備的研究將向智能化方向發(fā)展[3]。

4.2 水資源領(lǐng)域科技支撐能力顯著增強(qiáng)，關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān)取得重要突破

隨著我國(guó)對(duì)創(chuàng)新能力的重視，科研體制改革不斷深入，在水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用越來越被人們重視，科研平臺(tái)建設(shè)取得重大進(jìn)展，科技人才隊(duì)伍建設(shè)成果豐碩。比如，新型水資源的開發(fā)利用和水文水資源數(shù)學(xué)、物理模型的建立，都需要先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支撐。各級(jí)政府及相關(guān)部門和高校應(yīng)注重理論與生產(chǎn)相結(jié)合，不斷培養(yǎng)高精尖人才。

4.3 合作是世界發(fā)展的潮流趨勢(shì)

隨著全球化的不斷深入和我國(guó)改革開放的深層次開展，我國(guó)與全球范圍內(nèi)的交流與合作程度將會(huì)不斷加深。所謂“他山之石可以攻玉”，在合作中吸納全球高精尖人才，在合作中汲取世界先進(jìn)理論和技術(shù)，在合作中提升我國(guó)水文水資源技術(shù)，對(duì)促進(jìn)水文水資源技術(shù)革新和水文水資源技術(shù)的推廣具有重要作用，以加快我國(guó)水文水資源技術(shù)的進(jìn)步。

5 結(jié)語

水資源與人類的生活息息相關(guān)。隨著科技的不斷發(fā)展，保護(hù)和管理水資源的技術(shù)應(yīng)該隨著時(shí)代的進(jìn)步而革新。水文水資源的研究是一項(xiàng)復(fù)雜與精密的工作，需深入了解社會(huì)及人們的需求，把握科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向，深入理解水文水資源變化規(guī)律，增加水文水資源科研經(jīng)費(fèi)的投入，加大RS、GIS等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)智能化和技術(shù)更新的及時(shí)性，對(duì)減少我國(guó)乃至全世界的水資源消耗、緩解水資源壓力和保護(hù)水資源等方面具有重要意義。

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