Какова цель гидрологического анализа?

Какова цель гидрологического анализа?

Гидрологический анализ — это метод анализа, расчета и прогнозирования водных ресурсов и гидрологических процессов, который является важной частью гидрологии и имеет значение для рационального использования и охраны водных ресурсов. Ниже приводится подробное объяснение гидрологического анализа:

 Во-первых, определение и цель гидрологического анализа.

Определение гидрологического анализа:

Гидрологический анализ — это использование математических и статистических методов для анализа гидрологических данных (таких как количество осадков, сток и т. д.) с целью изучения закономерностей гидрологического процесса и тенденций его изменения с целью рационального использования и управления водными ресурсами.

Цель гидрологического анализа:

1. исследовать и изучать гидрологические явления:

   - Раскрыть физические механизмы и закономерности гидрологических процессов, в том числе путем экспериментального изучения различных элементов гидрологического цикла, таких как осадки, испарение, сток, почвенные воды, грунтовые воды, качество воды, отложения и т. д., а также закономерностей их изменения под влиянием различных природных регионов и деятельности человека.

2. Обеспечить основу для управления водными ресурсами:

   - Анализ гидрологических данных позволяет понять количество, качество и распределение водных ресурсов, а также оказать поддержку в принятии решений по рациональному распределению и эффективному использованию водных ресурсов.

3. охрана окружающей среды и профилактика:

   - Выяснить правила изменения количества и качества подземных вод и обеспечить важную основу для защиты ресурсов подземных вод. В то же время выявить влияние деятельности человека на качество воды и экологическую среду, предоставить научное руководство по охране окружающей среды и экологическому управлению.

4. Решить задачи гидрологии:

   - Это важное средство для выяснения и решения некоторых основных теоретических проблем и важных производственных тем в гидрологической науке и гидрологических операциях. Например, для изучения трансформационных отношений между осадками, поверхностными водами и грунтовыми водами, а также влияния деятельности человека на количество и качество воды в бассейне.

5. Совершенствование гидрологических наук:

   - Содействовать развитию гидрологической науки путем глубокого изучения и анализа гидрологических явлений и процессов, постоянно совершенствовать гидрологическую теорию и систему методов, повышать уровень гидрологической науки и технических возможностей.

 Методы и содержание гидрологического анализа

Методы гидрологического анализа:

1. статистический анализ:

   - Используя исторические гидрологические данные, выявить закономерности и тенденции изменения гидрологических процессов с помощью математических и статистических методов.

2. анализ модели:

   - Путем создания математических моделей, моделирования и прогнозирования изменений гидрологических процессов. Обычно используемые модели включают:

     - Метод числа кривых SCS

     - Метод единичной линии

     - Модель гидрологического подразделения реагирования (HRUM)

     - SWMM (Модель управления ливневыми водами)

     - HSPF (Программа гидрологического моделирования - Fortran)

     - МАЙК ШЕ (Комплексная система гидрологического моделирования)

3. Экспериментальный анализ:

   - Прямое наблюдение и изучение гидрологических явлений экспериментальным путем.

Содержание гидрологического анализа:

1. анализ осадков:

   - Изучить распределение осадков во времени, в пространстве и интенсивность, а также оценить влияние осадков на гидрологические процессы. 2.

2. анализ поверхностного стока:

   - Проанализируйте, как осадки преобразуются в поверхностный сток, включая паводковый сток, базисный сток, частоту паводков и т. д.

3. анализ грунтовых вод:

   - Изучить процессы пополнения, течения и разгрузки подземных вод, а также оценить запасы и динамику подземных вод.

4. анализ гидрологического цикла:

   - Всесторонне проанализировать взаимодействие осадков, испарения, стока и грунтовых вод, чтобы понять общую картину гидрологического цикла.

5. Анализ качества воды:

   - Мониторинг и анализ показателей качества воды в водных объектах для оценки состояния качества воды и источников загрязнения.

6. анализ осадка:

   - Изучить процесс переноса и осаждения наносов в реках, а также оценить влияние наносов на гидрологические процессы и экологическую среду.

 Применение и практика гидрологического анализа

1. управление водными ресурсами:

   - Обеспечить научную основу для рационального распределения и эффективного использования водных ресурсов. Понимая количество, качество и распределение водных ресурсов, мы можем сформулировать разумную политику управления водными ресурсами для обеспечения устойчивого использования водных ресурсов.

2. Предотвращение и борьба с наводнениями:

   - Прогнозировать наводнения, засухи и другие водные катастрофы, а также предоставлять научную основу для предотвращения и реагирования на катастрофы. Анализируя характеристики и регулярность осадков и стока, определять проектный стандарт наводнений и формулировать разумные меры по предотвращению наводнений.

3. Охрана окружающей среды:

   - Выявлять влияние деятельности человека на качество воды и экологическую среду, контролировать и анализировать данные о качестве воды, своевременно обнаруживать проблемы загрязнения воды и принимать соответствующие меры управления для защиты экологической среды и здоровья человека.

4. Решить задачи по гидрологии:

   - Посредством гидрологического анализа решать основные теоретические проблемы и важные производственные вопросы в гидрологической науке и гидрологическом бизнесе, а также содействовать развитию гидрологической науки.

5. повысить уровень гидрологической науки:

   - Постоянно совершенствовать систему гидрологических теорий и методов, повышать уровень гидрологической науки и технического потенциала, а также оказывать более мощную техническую поддержку управлению водными ресурсами и охране окружающей среды.

Эффективное и справедливое измерение доступности воды

Эффективное и справедливое измерение доступности воды требует учета множества факторов и использования современных технологий. Ниже приведены основные шаги и подходы:

1. Интеграция данных и технологий:

   - Использование данных спутникового дистанционного зондирования и наземных обсерваторий, как показано в исследовании И. Чжана и др., на основе анализа глобальных изменений наземных водных ресурсов за последние 20 лет, может дать комплексное представление о состоянии водных ресурсов.

2. Изотопные методы:

   - Изотопные методы используются для заполнения пробелов в гидрологической информации и помогают обеспечить более полное понимание динамики водных ресурсов на национальном уровне.

3. Гидрологические модели глобального масштаба:

   - Эти модели позволяют оценить распределение водных ресурсов по сезонам и годам, обеспечивая научную основу для управления водными ресурсами и гарантируя, что ресурсы распределяются надлежащим образом.

4. многокритериальная оптимизация:

   - Многоцелевые модели оптимизации строятся для учета социальных, экономических и экологических выгод с целью обеспечения справедливости и устойчивости в распределении водных ресурсов. Например, случай среднего и нижнего течения реки Хан демонстрирует, как многоцелевая модель оптимизации может использоваться для достижения справедливого распределения водных ресурсов.

5. Мониторинг и оценка:

   - В соответствии с Целью устойчивого развития ООН (ЦУР) 6 необходимо осуществлять мониторинг всего водного цикла, чтобы гарантировать, что управление водными ресурсами не только сосредоточено на питьевой воде и санитарии, но и охватывает устойчивость всей водной системы.

6. Большие данные и технологические инновации:

   - Использовать большие данные для анализа собранных данных с целью повышения эффективности систем раннего оповещения и предоставления информации в режиме реального времени для прогнозирования наводнений и управления водными ресурсами.

7. политика и управление:

   - Обеспечить справедливый доступ к водным ресурсам для всех законных водопользователей, включая мелких фермеров, женщин, коренные народы и местные общины, и содействовать справедливому распределению водных ресурсов посредством ответственного управления правами на воду.

 V. Как проводить гидрологический анализ

Шаги:

1. Сбор данных:

   - Собирать различные данные, связанные с гидрологическим анализом, включая метеорологические данные (например, количество осадков, температура, влажность, скорость ветра), гидрологические данные (например, расход реки, уровень воды, уровень грунтовых вод) и географические информационные данные (например, топография, землепользование, тип почвы).

2. Обработка данных:

   - Собранные данные проверяются, очищаются и предварительно обрабатываются для обеспечения точности и согласованности. Это может включать заполнение недостающих данных, удаление выбросов, преобразование форматов данных и т. д.

3. определение водораздела:

   - Определите границы водораздела исследуемой территории, что является основой для гидрологического анализа. Разграничение водораздела и извлечение подводораздела можно выполнить с помощью инструментов Географической информационной системы (ГИС).

4. Анализ осадков и стока:

   - Анализ того, как осадки преобразуются в поверхностный сток. Обычно это включает использование гидрологических моделей, таких как метод числа кривых SCS, метод единичной линии и модели единиц гидрологического реагирования.

5. Анализ технологической линии:

   - Анализ временных рядов данных о стоке рек для понимания закономерностей изменения стока, включая пиковый сток, базовый сток, частоту паводков и т. д.

6. анализ наводнений:

   - Анализ частоты: использование статистических методов для определения масштабов наводнений в различные периоды повторяемости.

   - Моделирование наводнений: использование гидрологических моделей для моделирования процессов наводнений при различных сценариях выпадения осадков.

7. анализ засухи:

   - Оценка частоты, серьезности и последствий засух, которая может включать расчет индексов засухи и моделирование сценариев засухи.

8. оценка водных ресурсов:

   - Оценка количества, качества и доступности водных ресурсов в бассейне или регионе.

9. моделирование и проверка:

   - Разработка гидрологических моделей для моделирования гидрологических процессов и проведение проверки и калибровки моделей с использованием исторических данных.

10. анализ и интерпретация результатов:

    - Интерпретация результатов анализа и рекомендации по управлению водными ресурсами, борьбе с наводнениями и охране окружающей среды.

11. подготовка отчета:

    - Подготавливать отчеты по гидрологическому анализу, обобщающие процесс анализа, результаты и рекомендации.

Инструменты и методы:

1. географические информационные системы (ГИС):

   - Используется для определения границ водоразделов, анализа рельефа и управления пространственными данными. 

2. гидрологическое моделирование:

   - Такие как SWMM, HSPF, MIKE SHE и т. д., для моделирования и прогнозирования гидрологических процессов.

3. статистическое программное обеспечение:

   - Такие как SPSS, SAS и т. д. для обработки данных и статистического анализа.

4. компьютерное программирование:

   - Такие как Python, MATLAB и т. д. для обработки данных и разработки моделей.

 Заключение

Гидрологический анализ является важным научным методом и техническим средством, имеющим большое значение для рационального использования и охраны водных ресурсов. С помощью систематического гидрологического анализа можно выявить закономерности и тенденции изменения гидрологических процессов, что обеспечивает научную основу для управления водными ресурсами, предотвращения и контроля наводнений и защиты окружающей среды. В будущем, с непрерывным прогрессом науки и техники и растущим спросом человеческого общества на водные ресурсы, гидрологический анализ будет играть более важную роль в управлении водными ресурсами, предотвращении и контроле наводнений и защите окружающей среды.