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第 22 卷 第 5 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2002 年 1O月 遥感和 GIS 在干旱和半干旱地区水资源管理中的应用 李纪人 (水 利部遥感技术应 用 中心 ， 北 京 100044) 摘要 ： 介绍遥感、 GIS( 地理信息 系统) 等 高新技 术在 干旱和 半干旱地 区水资源管理 中的应用 ，包括 水资源调查 ， 旱情与墒情的监测管理和预警 ， 沙漠化的动态监 测以及 治沙止漠效益评价 ， 生 态的动 态监测和 生态需水量估算 ， 退耕还林还草的遥感调查， 灌溉 面积调 查与灌 区发展规 划， 土地盐渍化 监测 ， 水环境监测 ， 水利 工程 的规划、 建设与管理 ， 以及 水资源实时监测管理 系统等 ． 关键词 ： 水资源管理 ； 遥感技 术； 地理信息系统； GIS ； GPS 中图分类号 ： P208； TV2l 1 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 006— 7647(2002)05— 000卜o4 我国的干旱和半 干旱地 区集 中在北 方， 尤其是 西北 ． 黄河 、 淮河 、 ： 三大流域和 内陆河区 的总面 积 为 420 万 krn2， 占全 国总 面 积 的 43 ． 9％ ． 多年 平 均 降水量为 303 rnin． 年水 面蒸发量最 少处为 758 r a in， 而最 高 处 为 2 578 rnin． 多 年平 均 径 流 量 仅 为 全 国平 均量的 21． 8 ％， 多年平均水资源量仅 占全 国总量的 l l 、 3％ Ll 1． 可见 ， 自然条件 是造成干旱和半干旱地区 水资源短缺 的主要 因素 ． 但也有人为的因素 ： 农业用 水效率不高， 有浪费现象 ； 工业生产的单位产 品耗水 量偏高， 水的重 复利用系数偏低 ； 水污染造成了水质 性水资源短缺 ． 由于人 口增 加 ， 经济建设用水增加 ， 挤占了生态环境用水 ， 引发 了一系列与水有关的生 态环 境 问题 ． 水资源是干旱和半干旱地区社会经济可持续发 展 的基础 ． 在解 决上 面提 到 的许 多问题 中 ， 如地 表 、 地 下水资源和冰雪水资源的调查 ， 生态的动态监测和生 态需水量计算 ， 现有灌溉面积调查和灌 区规划， 土壤 水和旱情监测 ， 土壤盐渍化调查 ， 退耕还林还草的规 划 和监测 ， 沙 漠化动 态监测 ， 河道 变迁 动 态监测 ， 湖 库 淤积 调查 以及水利 工程选址 选线 和 规划 、 设 计 和建 设 等 ， 遥感、 GIS 等高新技术在干旱和半干旱地区的水资 源管理 中可 以发 挥 很 大 的作 用 ． 从 目前情 况 来 看 ． 只 要采 取有力 的工 程和非工 程措施 ， 是 可 以解 决 好我 国 干旱和半 干旱地 区的水 资源 问题的 ， 关键 在管 理 ． 1水资 源调 查 河流径流量用水文监测 的方法可以较精确地控 制 ． 湖泊 、 水库的 面积则 可以用遥感 手段来确定 ， 借 助于水位一 面积～ 库容曲线 ， 可以确定湖、 库中的水量 ． 通过 丰 、 中、 枯 水期 的多 时相遥 感 资料 和水 位 资料 ， 也 可以建立起水位～ 面积～ 库容曲线 ． 这一技术路线要比 进行 水下地形 测量 经济 得多 ， 关键 是 要有 代 表丰 、 中 、 枯水 期 的多时相 图像 以及相应 的水 位资料 ． 地下水是最重要 的可再生 自然资源 ， 是 干旱地 区人 、 畜饮用和农业灌溉不可缺少的重要资源 ． 遥感 可提供地质 、 水文地质地貌 、 地层结构和城市环境分 析 的信息 以帮助寻找地下水 ， 为野外详查提供线索 ， 提高找水的成功率 ． 在古河道 、 山前平原等地方 ， 雷 达 的穿透 性 有助 于 直接 找 到 浅层 地 下 水 ． 冰 雪 水 资源 的 主要 表 征 是 冰 川 的 大 小 ， 雪 盖 的 范围、 厚度 和性质 等等 ． 要 了解这些 可采 用遥感技 术 ． 利用气象卫星时间分辨率高的优点 ， 根据云的位 置是变化的这一特点 ， 就可以区分出云和雪盖． 微波 遥感在雪的监测上 能发 挥更多 的作 用， 例如雪的厚 度 、 性 质 、 液 态 水在 雪 盖 中 占 的 比例 ， 从 而 可 以更 准 确 地估算 融 雪 含 水 量 和 进行 融 雪 径 流 预 报 ． 1997 年 底和 1998 年春天 ， 经 过气象卫 星的监测 ， 了解到长 江 上游 的积雪 面 积 比往 年 大 得 多 ， 这 也是 估 计 1998 年 长江 会 有大 洪 水 的依 据 之一 ． 2旱情与墒情的监测管理和预警 干旱一直是 中国农业发展最主要 的制约 因素之 一．新 中 国 成 立 5O 多 年 来 ， 年 均 受 旱 面 积 在 2 033 万 hm 左右 ， 约 占全 国耕地总面积的 20％， 其 中成灾 的面积超过 822 万 hrn2， 因干旱造成 的粮 食减 产平 均每 年 达 1 1 02 万 t． 由于 考虑 的角度 不同 ， 干旱 有农 作者简介 ： 李纪人( 1945一 ) ， 男 ． 江苏苏州人 ， 教 授 ， 博士 ， 从事水资源水文 ， 遥感 和 GIs 应用研究工作 维普资讯 http://www.cqvip.com