近年來,數字地球這一概念逐漸被人們接受,這是因為數字信息已經成為當前社會發(fā)展中不可缺少的重要因素,數字技術的應用領域也逐漸涉及到了各行各業(yè)。水資源是人類賴以生存和發(fā)展的基本自然資源,對其進行合理有效的規(guī)劃可以在保護水資源的基礎上實現(xiàn)水資源利用最大化。而這也是人類可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。那么在現(xiàn)代水資源規(guī)劃中,應該如何將數字化技術和數字流域應用在水資源規(guī)劃中呢?現(xiàn)本文就主要分析研究了這一問題。
1、數字化流域概述
隨著數字化技術在社會中的應用越來越廣泛,與水有關的數字技術種類越來越多,如數字水利、數字水文、數字流域等。其他的數字技術一般都較容易理解,但很多人卻容易誤解數字流域的意義。事實上,在水文科學中,流域的意思就是指朝一個方向徑流的水源,比如我們常說的黃河流域、長江流域、淮河流域等。另外,在實際的規(guī)劃中,流域又會受行政區(qū)域劃分的影響。同樣的,數字化流域主要的研究對象是數字地球,其所具備的意義就是對數字地球中的專門應用領域進行研究。在水資源規(guī)劃中,數字流域的應用主要可分為三個層次,即早期的水資源管理信息系統(tǒng),具有網絡架構和可視化界面的流域管理信息系統(tǒng),數字化流域系統(tǒng)。
2、水資源規(guī)劃的發(fā)展
我國自新中國成立以來就對水資源規(guī)劃進行了廣泛研究,并且不斷取得新的研究進展。在理論上和方法上都有一定的創(chuàng)新。從其發(fā)展歷史進程來看,水資源規(guī)劃的發(fā)展主要可以分為三個階段。
首先,上世紀80年代之前,我國對水資源的規(guī)劃主要集中在對大江大河的整治上,針對的是各類具體的水利工程。這個階段的水資源規(guī)劃有兩個特點,其一是雖然表面上說研究的是流域,但是實際上并沒有對整個流域進行研究,而是對其中的一項具體工程進行分析,這存在一定的片面性。
其次,第二階段為20世紀80年代初到90年代中,隨著系統(tǒng)分析方法的引入和應用,流域的水利工程規(guī)劃從單一工程規(guī)劃和單目標規(guī)劃走向多工程與多目標的水利工程綜合規(guī)劃.同時還要通過相關的環(huán)境評價;另一種是對已有水利工程調度規(guī)劃的重新評價和制定,它借助系統(tǒng)分析方法,進行水庫群和用水戶群的聯(lián)合調度以及地而地下水聯(lián)合運用等.。
第三階段從20世紀90年代中后期開始,目前仍在發(fā)展中,可以稱為現(xiàn)代水資源規(guī)劃.現(xiàn)代水資源規(guī)劃隨著全球生態(tài)環(huán)境問題及水資源環(huán)境特性的日益突出而產生,并隨著水資源基礎理論、信息技術、計算機技術的發(fā)展而發(fā)展.現(xiàn)代水資源規(guī)劃不僅關注水資源系統(tǒng)本身的問題,而且隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中水資源基礎地位的提高,將越來越強調水資源系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的聯(lián)系與相互作用,如需水的增長與社會經濟發(fā)展的制約關系,用水增長與生態(tài)環(huán)境變化的關系等,從更宏觀、更綜合的角度來規(guī)劃水資源問題.
3、現(xiàn)代水資源規(guī)劃面臨的幾個問題:
隨著社會的發(fā)展,對于現(xiàn)代水資源的利用和規(guī)劃也存在著諸多問題,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
3.1水資源規(guī)劃的復雜性。水資源的開發(fā)和利用是一項系統(tǒng)的工程,由于開發(fā)技術和相關的技術手段不斷提高,在水資源系統(tǒng)的內部會出現(xiàn)一些矛盾沖突,這些沖突主要表現(xiàn)表現(xiàn)在水權上。這種情況的發(fā)生就會對當地或者是周邊地區(qū)的經濟發(fā)展帶來一定得影響,增強了水資源的社會性;同時,對于水資源的開發(fā)和利用,在一定程度上會對周邊的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響,使得對于水資源的規(guī)劃出現(xiàn)涉及面廣和范圍較大的特點。
3.2現(xiàn)如今,水資源的失真和失效問題較為嚴重。在對水資源進行規(guī)劃的時候,要進行一定的水文資料的還原工作。但是隨著人們的生活的不斷發(fā)展以及人類活動的不斷加劇,換原量的比重不斷增加,這就給水文資料的真實性造成一定的影響。如果所占的比重不斷加大,其還原方法就會嚴重失效。
3.3蓄水預測偏大。近幾年對于蓄水預測的結果普遍偏大。在預測的過程中處出現(xiàn)需水因子本身的趨勢在不斷變化,沒有充分考慮到水資源的供給量和需求量之間的關系。
4、水資源規(guī)劃數字化平臺框架
基于數字化流域的水資源規(guī)劃平臺,是為適應現(xiàn)代水資源規(guī)劃的要求而提出的.水資源規(guī)劃平臺吸收了決策支持系統(tǒng)的思想方法,借助數字流域的技術而實現(xiàn).它在以數字化流域為核心的框架下,將規(guī)劃預案生成技術、規(guī)劃方案決策支持技術納入系統(tǒng),在水資源規(guī)劃的預案生成、情景分析和決策支持3個層次上提供支持。
本文中所設計的水資源數字化規(guī)劃平臺,具有以下特點:1>通過全球定位系統(tǒng)、遙感、對地觀測系統(tǒng)等現(xiàn)代觀測技術,能夠更快、更完整地獲取流域的地學、水文學資料,而高速網絡又使得社會經濟發(fā)展等數據可以及時匯總傳送,從而極大地提高了流域數據的數量和質量;應用空間數據倉庫與挖掘等技術,則可很好地解決了空間信息與非空間信息的組織與融合問題.2在充分利用3S技術獲取并處理流域地形參數、下墊而屬性等空間數據的基礎上,采用以物理機制為核心的分布式流域水文模型,流域參數大都可以直接獲取,使參數率定過程簡化,效率提高,從而大大提高了對流域特性變化的反映靈敏度和對水資源循環(huán)過程辨識的精確性,將對流域滾動規(guī)劃提供有力支持.3)本平臺在全流域范圍內綜合考慮社會經濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和水資源系統(tǒng)之間的相互作用和各自的目標約束,以流域作為水資源整體配置的對象,在充分考慮水資源系統(tǒng)與社會經濟系統(tǒng)的相互作用下,按照整體最優(yōu)的原則確定最終方案.在最終滿意方案確定過程中,采用多目標分析機制、多準則評價機制和群決策會商機制,以求在現(xiàn)有水資源條件下兼顧社會經濟與生態(tài)均衡發(fā)展,達到支持全流域可持續(xù)發(fā)展的目的。
5、結語
綜上所述,數字化流域的水資源規(guī)劃能夠更好的順應現(xiàn)代水資源的發(fā)展,達到規(guī)劃的要求。要利用已有的資源和技術,進行較為深入的探索。雖然現(xiàn)如今我國的水資源規(guī)劃還存在著各種各樣的問題,但是只要通過加大研究力度,必然會使數字化流域在水資源規(guī)劃中發(fā)揮更大的作用,促進水資源規(guī)劃的發(fā)展。