GIS 技术为水循环监测和区域水资源保护管理和决策提供了方便、直观和科学的工具，
管理者可通过资料查询分析水质变化特点和未来趋势并了解方案实施效果，特别是当污
染事故发生时借助

GIS 能迅速模拟预测污染物未来的时空分布特征，从而为迅速采取应

急措施提供决策依据。在国内，上海市环境管理部门于

20 世纪 80 年代末开始 GIS 的应用

研究，建立了黄浦江流域水环境

GIS，该系统具有动态监测显示、水污染过程模拟及取水

口水环境管理功能，可对水质做出快速预测分析和预报。此后国内不少学者基于

GIS 进行

水质监测和水资源保护方面的研究，如何进朝等建立了水质动态管理信息系统，实现了
水质监测、实时数据处理、水质评价和预测、系统维护等功能；张俐等以

GIS 数据为基础进

行一维恒定流方程组和二维水质模型计算，实现了浓度场在

GIS 平台上的可视化；秦福

来等在

GIS 和非点源污染模型 SWAT 的技术支持下，对 DEM 在非点源污染研究中的应用

进行了有益的探讨。

在国外，为了支持各种层次的水资源和水环境管理，美国国家环保局基于

GIS 技术

和地调局水文数据开发了全美河段文件。

He 等将 AGNPS、GRASS 与 GRASS Water Works

模型集成在一起，综合评价了非点源污染对美国密歇根州

Cass 河水质的影响，近年来，

Boyle 等建立的 IDOR2D 系统将水污染模型与 GIS 集成。

1.5    在水文模拟中的应用

基于

GIS 的数字地形模型（DTM）和数字高程模型（DEM）存储的地形信息为流域

水系统信息参数的自动化提取提供了可能。通过

GIS 提取流域特征，不仅可以使 GIS 与传

统的概念性水文模型相结合，更重要的是其为物理性分布式水文模型的研制提供了平台。

国外的分布式水文模型起始于

1969 年，比较著名的有 TOPMODEL、SHE、IHDM 模型

和美国农业部的

SWAT 模型，目前得到了长足发展并在多个地区进行了实践和应用。近年

出现的基于不规则三角网格（

TIN）构建出得完全分布式模型，只需原始栅格节点的

5%~10%就可以充分描述流域地形的水文特征，大大提高了分布式模型的计算效率，为大
型流域的水文模拟提供了可能，是今后分布式水文模型研究的热点。国内的分布式水文模
型研究起步较晚，沈晓东等在研究降雨和下垫面自然地理参数空间分布的不均匀性对径
流过程的影响基础上，提出一个动态分布式降雨径流流域模型，实现了基于栅格

DEM 的

坡面产汇流与河道汇流的数值模拟；郭生练等建立了一个基于

DEM 的分布式流域水文物

理模型，用来模拟小流域的降雨径流时空变化过程；任立良等考虑了流域空间的变异性，
基于

DEM 建立了参考作物蒸散量的分布式模型；李兰等在提出的变动生态产流模式的概

念基础上建立了

LL-I 分布式降雨径流模型，能明显改善模拟预报精度，适合不同水文特

征地区的产汇流计算

当前

GIS 技术已逐步应用到了水文水资源领域的各个方面。除以上五个方面外， GIS

技术还在水利工程移民安置、旱情分析预测、库区地质分析等多方面得到成功的应用。

2    发展趋势与展望 

2.1    加强 GIS 应用规范和标准的研究

在实际操作中，

GIS 的应用和开发基本上是各部门根据具体的生产和科研需要而独立

开发的。由于缺乏一个完整的技术规范和标准，开发平台、数据格式的多样化给信息交流
与共享带来了较大的困难。在国内，尽管行业规范的试点工作已经开始，但仍然存在与国
家规范保持一致的问题，因此应加强

GIS 应用规划和标准研究。

2.2    建立水文水资源地理空间数据库

空间数据库是系统的核心、决策的基础，因而必须在加强

GIS 应用标准化、规范化的基