水资源水环境监测方法研究

　　摘要：为实现河流水资源水环境的实时监测，并提高预警能力，本文从水资源水环境监测的基本原则出发，确定了监测的基本思路，并就设计方案进行论述，确定了以水质监测、水位监测、水流量监测、干旱监测和防汛预警为主的内容与方法。结果表明，河流常见的问题进行合理有效的监测，对社会经济、生态稳定具有非常重要的意义。

　　关键词：水资源水环境；监测方案；监测内容

　　0、前言

　　目前我国水资源污染严重，水资源缺乏，地面水污染、地表水严重超采以及用水浪费等问题，考验着我国河流水资源的可持续供给和社会经济的可持续发展。水环境的科学管理是保证优良水质的重要，它关系到人类的生存、社会的稳定和生态的平衡，资源水环境管理的基础和关键是污染源的管理、污染物的迁移扩散规律和对污染事故的应急管理。因此如何实现河流水质水文监测，提高水质水文监测信息数据传输与处理分析的效率，和水质污染事故的预警能力，是水质水文监测工作中的重点工作。

　　1、监测方法设计

　　1.1 原则与思路

　　对河流水资源水环境进行监测的原则应包括实用性原则、可操作性原则、安全性原则、可扩展性原则、标准化原则和容错性原则。

　　河流水资源水环境监测设计思路是从总体的实际需求出发，采用经济、适用和先进的技术，确定水资源和水环境监测项目，通过必要的信息采集手段，获取准确的数据，并通过处理分析，实现信息快捷、准确的预报，从而提升了监测水平，提高了工作效率。

　　1.2 监测方案设计

　　河流常规水质和水文的参数包括水的PH值、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）、水位、硝态氮、电导率、水量等，这些参数指标是河流污染监测的重要项目，而采用传感器监测法可以实现这些参数的监测。因此本文采用传感器法，设计监测方案，其设计的步骤如下：

　　（1）将灵敏的传感器置于水体中，并通过转换模块，将监测到的各种水质指标信号转换为电信号进行输出。

　　（2）通过数据采集系统收集的电信号，经内部放大器和数模转换器处理后，形成数字信号，然后通过无线网络远程传输到中心站，从而实现对监测水域的数据采集、处理和分析。

　　1.3 监测内容与方法

　　1.3.1 水质监测

　　水质监测系统由中心站、监测站、数据采集和通信等模块组成。针对污染特点和污染类型，水质监测的内容包括PH值、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）、硝酸盐氮、电导率、氨氮等。

　　对河流进行水质监测应尽量选择平原开阔的地区，综合考虑环境地理、通信、交通等条件，对可能排放污染物的污染源进行综合分析，科学合理地建立水质自动化监测系统。

　　1.3.2 水位监测

　　水位监测的内容包括地表水位、水库水位以及河流流域的地下水水位。

　　（1）地表水和水库水流具有动态性和连续性，水位是一个变化的过程，因此水位自动监测采用浮子式液位计、压力水位计和超声波水位计等传感器进行监测，具有较强的实用性和防水性能，可靠性高。

　　（2）地下水水位监测主要是在农村水井中监测，采用投入式液位传感器探测地下水位，并通过远程测控终端系统对地下水位数据进行采集、处理分析，并传输到中心控制站。

　　1.3.3 水流量监测

　　针对管网里液体的流量监测，采用的流量计包括机械式流量计、电磁式流量计和超声波时差流量计，而对于河流流量的在线监测采用的是流速仪法，监测站点可与地表水和水库水位监测点重合。

　　1.3.4 防汛预警

　　防汛预警的基本思路是通过采用地理信息系统技术、网络技术以及数据库技术，将实时水雨情监测、通讯、预警等系统有机结合起来，以实现预警信息的实时更新与发布。

　　1.3.5 抗旱监测

　　河流流域内的土壤主要为沙土，不适宜保存水分，为满足抗旱的要求，监测方案同样是综合利用先进技术，组成土壤墒情实时监测系统，对土壤含水率进行监测。

　　2、应用实例

　　2.1 河流基本概况

　　西部某河流河床多处基岩裸露，主要为三叠系砂泥岩和第四系表土层。海拔高程在1000米左右，河曲发育，河谷呈“U”型，河流呈“S”型，纵坡为千分之六，属侵蚀性低中山区。河流流域建有多处水库。气候属半干旱大陆气候，夏天降水量大，冬天干燥，平均温度在10℃左右。

　　经监测河流水质受到不同程度的污染，水位受降雨量影响大，干旱灾害频繁。针对河流存在的水环境问题，采用水资源水环境监测方法对河流进行监测，并分析其监测结果。

　　2.2 结果分析

　　经监测，该河流的水质情况分布不均匀，未经处理的生活污水以及工业废水是水质污染的主要原因，按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），水质基本在III类或IV之间，但也有劣V类水质。河流的水位和水流量变化受气候影响非常大，在雨季时水流量增大，最大可达2000m3/s，水位上升明显，而在旱季时水位降低，水流量仅0.1m3/s。该河流流域主要的自然灾害是干旱，包括春旱、夏旱和秋旱。同时通过监测，成功预警洪涝灾害，大大降低了暴雨带来的损失。

　　3、结论

　　为快速实现水资源水环境监测，本文从河流水资源可持续发展为基本出发点，探讨了水资源水环境监测系统的建设原则和设计思路，并提出了设计方案。通过采用传感器技术、无线网络通讯技术、数据库技术等方法，水环境指标信息进行采集、处理分析，实现了河流水资源水环境监测。实用结果表明，水资源水环境监测方法在水质、水位监测、防汛预警中应用效果良好，具有很高的适用性和可靠性。

　　参考文献

　　[1]周开胜.水环境远程自动化监测方法探讨[J].安庆师范学院学报（自然科学版），2004，10（1）：70~72.

　　[2]马天，马玉杰，赫电，等.生态环境监测及其在我国的发展[J].四川环境，2003，2（3）：19~24.

　　王永美