摘要：随着科学技术的发展迅猛，在各个领域中3S技术都得到了广泛应用。与高新技术结合与应用，不仅是水文与水资源工作的迫切需求，也成为整个水利行业稳定发展的必然趋势。水的时间和空间分布的特点以及3S技术的空间特性和处理海量数据的强大能力，决定了3S技术将在水文与水资源的各个领域中例如水循环、水环境质量评价及水资源合理有效利用等方面发挥重要作用。本文针对3S技术在水文水资源工程中的具体应用进行了分析研究。
关键词：水文与水资源3S技术应用研究
1 3S技术基本原理
所谓3S技术包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）。地理信息系统（GIS）基于计算机硬件和软件中的地理空间数据库支持采集，管理，分析，存储和应用空间数据的计算机技术。遥感（RS）主要是指在高空和太空各个平台上使用电磁波探测设备，通过摄影或扫描"信息响应"传输和处理，研究地面物体的形状"大小"位置及其与环境的相关关系等宏观规律的现代科学技术。全球定位系统（GPS）是利用卫星观测物体的实时动态，测定和记录点的三维坐标和点坐标的动态变化，它可以为用户提供不同精度的空间定位数据，其精度已达到厘米甚至亚毫米级。因此3S技术的应用对于开展水文及水资源管理工作有着重要的意义。
2 3S技术在水文与水资源工程中的理论上的应用
在水文水资源方面，RS和GPS可用于收集基本数据并通过卫星远距离的进行资料数据的传输，利用地理信息系统（GIS）进行编辑和整合，建立统一的数字化信息管理中心和虚拟的数据库平台，利用各种水文的模型对测量的数据进行模拟、分析和预测，为水文水资源工程提供可靠的数据。
2.1防洪抗灾方面的应用
针对于防洪抗灾而言，最重要的初始阶段便是洪水预报。为了能在洪水到来之前及时发出准确的预报，采集相关的有效数据是至关重要的。采用GPS将之应用在建立流域的空间系数的参考基准和大地控制网空间的建设，来获取基础地理数据并提供洪水的静态和动态位置信息，在洪水初期，风险评估和洪水后损害评估程度大小控制在一定的范围内发挥了重要的作用。采集好监测数据后，在洪水期的不同时间使用高分辨率遥感影像数据进行覆盖分析，实时监测流域各站点的数据以及GIS中的数字矢量地图数据，获取流域洪水得动态变化信息，比如相对警戒水位的变化，而这些为控制系统决策提供了依据和具体数据参考价值。在灾情预测与对策系统中，使用DLG、DEM、DOM数据和土地利用与土地覆盖数据、社会经济数据，对可能的受灾区进行多种方案的仿真和虚拟，并通过风险评估，努力使灾害损失最小化。
2.2水环境污染监测方面的应用
水环境污染主要包括水体富营养化、泥沙污染、石油污染和废水污染及热污染和固体飘浮物污染。水污染监测主要采用RS技术，根据水资源中污染物的特点，利用所获得的卫星遥感影像，解译其得到的影像资料，实现对污染物的监测。不同类型的污染在遥感影像中表现出不同的特征。同一污染的污染程度不同，相应的遥感影像也会存在着具体的差异。以水体热污染为例，水体的热容量大，热红外波段有明显特征，水温越高，发射的辐射越强，热红外图像中的颜色越淡，还可以根据水的这种热效应，通过计算机对其进行密度分割，此方法可以确定水体热污染的程度范围大小。
2.3水资源规划管理的应用
水资源规划管理是一项复杂的水资源活动，在复杂的信息中，需要收集和处理的信息量大，及时得到处理的结果，并能提出合理的规划管理计划。但依靠传统的方法很难满足要求，与3S技术相结合，建立水资源管理信息系统则可以有效地解决这一难题。如估算流域生态需水量时，在区域生态系统内采用RS和GPS进行测量和定位河流系统中
内外的河流、湿地、城市河湖、森林、草地、灌木等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建立数字高程模型（DEM），通过对GIS数据库信息处理平台上收集和整理的信息进行合理的分析，可以得到河流系统的生态需水量，从而估算出流域的生态需水量。
3 3S技术在水文与水资源工程中的实践应用
通过上面叙述的的理论研究，可以准确的获得研究区基础的水文信息，并与水文与水资源的基础信息相结合，对特定项目的水文地质条件进行综合分析，根据一定的条件，来判断和确定富水的程度。为了确定出地下水流的具体方向，推断富水区和划定水源的供水的意义，下面以某一工程项目为例，分析水源地质条件在3S技术的应用。
3.1断层富水分析
断层储存了丰富的地下水，通过收集水道和导水渠道分析断层的富水的程度，这对分析富水区具有重要的意义，可以充分发挥出GIS数据分析的功能。针对于断层富水程度的分析为工程水资源勘探和其他更好的项目服务提供了充分的依据。根据水文地质的相关理论，可以断定富水断裂程度与断层岩石的类型、断层力学、规模、活动性等有直接的关系。根据断层力学的性质分析，拉张扭转断层构造松散，空隙多，透水性强，含水率高属于富水断层。
由于动态劣化程度的不同，透水性和含水量会降低。它会影响区域的宽度，根据断层活动的分析，无论压缩和伸展如何，地址活动性死断层都可以判断为非富水断层，断裂带充填有胶结或者固结。基于上述原理，利用GIS对断层富水进行分析，并根据平移结果和地质构造将断层力学分为张性与张扭性断层、构建压性和压扭性的断层，并依据其特征判断是富水断层。构造压力和压力扭转故障并设置10米长的未知故障缓冲区，将故障线路转换为区域。
岩性遥感的解译图在空间叠加来获得断层10米岩性信息。输出断层10米缓冲区岩性信息输出，根据判断原理分析出断层含水量。判断原则为碳酸盐岩石是否超过断层10米的缓冲区一半，可以判断出断层是否为富水断层，反之就是非富水断层。
3.2碳酸盐岩含水岩富水程度的分析
本项目将研究对象设置为岩溶水资源，需要分析出碳酸盐岩的富水程度。根据水文地质学理论，分析富水地层、地层厚度、岩性及裂隙发育程度。一般以平水年泉流量进行划分，经过长期观测，通过GIS平台来实现，必要分析冲沟密集岩石的性质和地层厚度与裂隙发育的程度表现。
根据GIS空间分析，确定水系信息和地层岩性信息的空间分析，计算出了碳酸盐岩地层冲沟的密度。根据现有的水文资料，富水分为强水和中水两级，根据数据，把冲沟密度大于冲沟密度平均层地层设定是富水强碳酸夺的含水岩，相反则为中等含水岩，以此研究该工程碳酸盐富水的程度。
3.33S技术在地形测量时的设备作用
水下地形的测量常使用横断面的方式来完成，按照要求于河道布置好若干的断面，然后进行平面定位和水深测量，并对水下地形图进行绘编。通过现场测量，RTK技术和测深仪组成测量系统，提取河道的相关信息，然后通过GPS接收机来完成定位和测量。一般测深仪可以完成水深的测量，具有专业测量和绘图功能的软件与绘图仪能够组成河道测量的自动化系统。通过收集对水下地形点平面和高程等数据的采集，完成检查和验证，再输入进专业数字地形图，该软件完成断面图的绘制过程，最终获得了具有高精度数字地形图和剖面图。
4结语
目前我国水文与水资源信息的采集及处理技术正处于起步阶段，无法准确发挥出水文信息的应有作用，在科学技术的不断发展下，需要结合计算机信息化技术，构建数据信息库，并且以3S技术和GIS技术为核心，实现对水文和水资源系统信息的空间化处理，数据更加清晰明了，同时也促进水文与水资源内容的不断丰富。
参考文献：
[1]廖骞.3S技术在水文与水资源工程上的应用探究[J].华东科技：学术版，2015（10）：15.
[2]胡源明.水文水资源工程中3S技术的应用研究[J].科技创新导报2017（30）
论文作者:周帅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：断层论文; 水资源论文; 水文论文; 数据论文; 技术论文; 信息论文; 测量论文; 《基层建设》2019年第7期论文;