楊明紅,楊振華
王文亮,王曉燕,崔姣利 著北京工業(yè)大學(xué)出版社出版
水資源管理旨在有效保護(hù)、合理利用地球上的有限水資源,保證人們獲得足夠的生產(chǎn)生活用水,預(yù)防水資源污染,維護(hù)供水安全;保護(hù)濕地、河流、湖泊和海洋等生態(tài)系統(tǒng)的健康,保護(hù)物種多樣性,維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)功能,防止生態(tài)災(zāi)難的發(fā)生。隨著科技的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,為水資源的監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)測(cè)和管理提供了強(qiáng)有力的工具和平臺(tái)?!端呐c水資源管理》一書(shū)深入探討了水文循環(huán)、水量平衡、水資源管理的內(nèi)涵、目標(biāo)、原則、方法,以及水資源管理制度、法律法規(guī)的產(chǎn)生與發(fā)展等;回顧了不同文明階段的水資源管理方式,從原始文明到生態(tài)文明展示了水資源管理隨著社會(huì)發(fā)展的演變;分析我國(guó)水資源管理工作的難點(diǎn),提出了解決策略,并對(duì)未來(lái)水資源管理的發(fā)展進(jìn)行了展望。
參閱該書(shū)可知,目前全球水資源問(wèn)題日漸凸顯,包括水資源短缺、水質(zhì)污染、水旱災(zāi)害等。快速的人口增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程和工業(yè)化擴(kuò)張導(dǎo)致水資源需求急劇增加,供需矛盾日益尖銳,而且工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污染等威脅著水體健康。此外,某些區(qū)域水旱災(zāi)害頻發(fā)且影響巨大,如洪澇、干旱、泥石流等,常常導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)環(huán)境破壞。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段往往難以在災(zāi)害來(lái)臨之前作出及時(shí)響應(yīng),而信息技術(shù)的快速進(jìn)步為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件,能夠?qū)崿F(xiàn)水資源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和精細(xì)分析,為水資源管理者提供準(zhǔn)確的決策支持。具體而言,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
第一,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水文學(xué)分析和水量平衡方面發(fā)揮著重要作用。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)在不同地區(qū)收集并傳輸降雨數(shù)據(jù),建立地區(qū)降雨模型,揭示不同地點(diǎn)的降雨分布和變化趨勢(shì),使水文分析更加全面和精確。例如,在一個(gè)流域內(nèi),系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)地點(diǎn)的降雨情況,將這些數(shù)據(jù)輸入模型,從而更好地預(yù)測(cè)不同地區(qū)的徑流量和地下水補(bǔ)給量。另外,通過(guò)監(jiān)測(cè)不同流域的降雨、蒸發(fā)、蓄水、徑流等數(shù)據(jù),系統(tǒng)還可以建立水量平衡模型,深入分析水資源的供需關(guān)系,揭示水資源的短缺情況,為水資源的科學(xué)調(diào)度和合理分配提供依據(jù)。例如,在一個(gè)水庫(kù)中,系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄水量的變化,結(jié)合入庫(kù)和出庫(kù)數(shù)據(jù),分析水庫(kù)的水量變化趨勢(shì),從而指導(dǎo)水庫(kù)蓄水和放水決策,確保供水和灌溉的需要得到滿足。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)數(shù)據(jù)可視化和報(bào)告生成,通過(guò)圖表、圖像和報(bào)告的生成,管理者可以直觀地了解水資源的動(dòng)態(tài)變化,及時(shí)作出決策。
第二,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)與污染預(yù)警方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。利用實(shí)時(shí)傳感器監(jiān)測(cè)的水質(zhì)參數(shù),系統(tǒng)可以隨時(shí)掌握水質(zhì)的變化情況。一旦出現(xiàn)水質(zhì)異常,如pH 值異常升高、溶解氧含量急劇下降等,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào),通知相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析和建模預(yù)測(cè)水體污染的趨勢(shì)和污染物擴(kuò)散情況。系統(tǒng)可以建立水質(zhì)模型,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)污染物的擴(kuò)散路徑和范圍,及早發(fā)現(xiàn)潛在的污染風(fēng)險(xiǎn),為管理者制定應(yīng)對(duì)策略提供科學(xué)依據(jù)。例如,系統(tǒng)可以根據(jù)河流的流速和水質(zhì)數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)某一污染源可能對(duì)下游水體產(chǎn)生的影響,從而引導(dǎo)管理者在污染擴(kuò)散前采取適當(dāng)?shù)拇胧?,減小污染損害。此外,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)λ廴臼录M(jìn)行快速反應(yīng)和分析。一旦發(fā)生污染事件,系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù),利用模型分析污染源、擴(kuò)散途徑等關(guān)鍵信息,幫助管理者迅速制定應(yīng)對(duì)方案。
第三,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源調(diào)度和災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和模型分析,有助于實(shí)現(xiàn)水資源的智能調(diào)度。系統(tǒng)可以集成各類數(shù)據(jù),如水庫(kù)蓄水量、河流流量、降雨量等,根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和歷史資料,預(yù)測(cè)未來(lái)的水資源供需狀況,生成不同調(diào)度方案的模擬結(jié)果,分析不同方案對(duì)供水、灌溉、生態(tài)環(huán)境等的影響。例如,在干旱季節(jié),系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)測(cè)的降雨量和蓄水量,模擬不同蓄水和放水方案的效果,幫助管理者選擇最優(yōu)的調(diào)度方案,保障水資源的合理利用。此外,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析,實(shí)現(xiàn)水旱災(zāi)害及時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨量、河流流量、水庫(kù)水位等數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行分析;系統(tǒng)還可以利用歷史數(shù)據(jù)和氣象預(yù)測(cè),建立水旱災(zāi)害預(yù)測(cè)模型,識(shí)別可能的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
綜上所述,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析和模擬,系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地了解水文情況、水質(zhì)狀況和水資源分布情況,提前預(yù)防和應(yīng)對(duì)水質(zhì)污染及水旱災(zāi)害問(wèn)題,保障水資源的可持續(xù)利用和人類生命財(cái)產(chǎn)安全,促進(jìn)水資源管理的現(xiàn)代化和智能化。