試析水資源監(jiān)測(cè)中計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用

張子安

寧波諾丁漢大學(xué)地理學(xué)院

試析水資源監(jiān)測(cè)中計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用

張子安

寧波諾丁漢大學(xué)地理學(xué)院

長(zhǎng)期對(duì)水資源監(jiān)測(cè)工作的投入不足，使得水資源的質(zhì)量不能得到保證，也不能保證人們生產(chǎn)、生活用水的安全性。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了監(jiān)控工作的效率和質(zhì)量。本文從水資源監(jiān)測(cè)入手，探討了監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和監(jiān)測(cè)的方法，也提出了一些水資源監(jiān)測(cè)中存在的問題。對(duì)于計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)也進(jìn)行了闡述。

水資源檢測(cè)；計(jì)算機(jī)；模擬技術(shù)；應(yīng)用

在我國作為一個(gè)水資源缺乏的國家，伴隨著人類活動(dòng)范圍的擴(kuò)大，生態(tài)破壞也變得嚴(yán)重。對(duì)水資源進(jìn)行全面、有效的檢測(cè)，保障人們用水符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，也保證了人類生產(chǎn)、生活用水的安全性。引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立全方位的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)化，能夠提高相應(yīng)的水資源監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量。

1.資源監(jiān)測(cè)

1.1.測(cè)的內(nèi)容

一般情況下，水資源的監(jiān)測(cè)主要是監(jiān)測(cè)水中的各種微生物、礦物質(zhì)含量。但因?yàn)槲覈募夹g(shù)、科技發(fā)展比較晚，與西方發(fā)達(dá)國家的水平存在著很大的差距。比如說水資源的監(jiān)測(cè)，多數(shù)西方發(fā)達(dá)國家的水資源監(jiān)測(cè)都實(shí)現(xiàn)了全部自動(dòng)化操作，出現(xiàn)水質(zhì)問題后，會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信息，并通知工作人員對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理。

1.2.測(cè)的方法

處在不同的歷史階段，不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，對(duì)水資源的監(jiān)測(cè)方法也是不同的。在監(jiān)測(cè)初期，也只是采用一些化學(xué)的方式，檢測(cè)水資源中的金屬含量，若超出標(biāo)準(zhǔn)則采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。隨著生物科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)于水資源的健康影響力認(rèn)識(shí)越來越全面、深刻，把微生物也納入水資源監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要部分。

1.3.測(cè)的構(gòu)成

一般計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)中的水資源監(jiān)測(cè)是由監(jiān)測(cè)站、中心站和中繼站三部分組成。如圖1所示為計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)中的水資源監(jiān)測(cè)的基本構(gòu)成圖。

圖1.算機(jī)模擬技術(shù)中的水資源監(jiān)測(cè)的基本構(gòu)成圖

監(jiān)測(cè)站主要是借助現(xiàn)代傳感器技術(shù)來對(duì)各種水資源信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和記錄，如水位、流速、流量、水質(zhì)等。其具有快速、準(zhǔn)確、信息量大等特點(diǎn)。中繼站即我們常說的通信媒介，其一般分為有線和無線兩種。根據(jù)中心站與自動(dòng)監(jiān)測(cè)站距離的遠(yuǎn)近、通信條件以及當(dāng)?shù)氐匦蔚葋磉x用有線或無線通信方式。

2.資源監(jiān)測(cè)中存在的問題

水資源因?yàn)樽陨淼膶傩裕瑯O容易受到周圍環(huán)境的影響，比如說地質(zhì)、大氣等，都會(huì)在一定程度上致使水資源發(fā)生變化，有可能會(huì)出現(xiàn)一些問題。但又因?yàn)楣┧且粋€(gè)連續(xù)性的程序，如果無法實(shí)時(shí)將水資源的質(zhì)量監(jiān)測(cè)報(bào)告測(cè)出，則當(dāng)水資源出現(xiàn)問題后，無法第一時(shí)間知曉情況，同時(shí)還將有問題的水持續(xù)不斷的輸送到用戶處。這種監(jiān)測(cè)的處理效率極其低下，幾乎呈無效狀態(tài)。

3.算機(jī)模擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1.高了信息傳輸效率

傳統(tǒng)的水資源監(jiān)測(cè)，需要將樣品交由專門部門進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的分析，再根據(jù)相應(yīng)的分析結(jié)果采取措施處理。這期間，各種客觀原因影響著信息的傳達(dá)效率。如果在監(jiān)測(cè)中引用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以利用網(wǎng)絡(luò)傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)，高效、準(zhǔn)確的處理信息，密切銜接監(jiān)測(cè)和處理工作，真正做到實(shí)時(shí)反饋，提高了解決問題的效率。

3.2.證監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性

傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工作，在沒有異常情況的前提下，通常是間隔一段時(shí)間再監(jiān)測(cè)水質(zhì)。但由于水資源自身易受到周圍環(huán)境的影響，呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，因此監(jiān)測(cè)難度非常大。若引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過連接傳感器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)終端，建立起一個(gè)信息化、自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)的監(jiān)測(cè)。這種做法在很大程度上減少了人力、財(cái)力的投入，保證了監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性。

4.算機(jī)模擬技術(shù)在水資源監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

4.1.檢測(cè)系統(tǒng)中

對(duì)水質(zhì)和水體進(jìn)行檢測(cè)就是水資源監(jiān)測(cè)的主要工作，因此需要應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解水資源的質(zhì)量情況。在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要是利用信息模擬技術(shù)仿真和預(yù)測(cè)的功能，對(duì)不同的水體和水質(zhì)采用不同的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。與此同時(shí)，也可以利用模擬軟件，更快的反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。這樣能夠使得監(jiān)測(cè)更加快速、準(zhǔn)確，還能夠降低人工監(jiān)測(cè)的成本。

4.2.水位測(cè)量中

水位的測(cè)量也是保護(hù)水資源的一種方式，它通過測(cè)定水位，對(duì)異常的水位情況進(jìn)行預(yù)警。在水位監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，通過對(duì)近幾年的水位數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，再利用模擬軟件輸入數(shù)據(jù)段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到一個(gè)具有指導(dǎo)性意義的數(shù)據(jù)。對(duì)每年的降水量、需水量、用水量等重要指標(biāo)進(jìn)行指導(dǎo)，方便水利工作的展開。

4.3.水體預(yù)警中

水資源監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容就是對(duì)水體的監(jiān)測(cè)和水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，這一部分內(nèi)容也是最實(shí)用的、最有效的應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的部分。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)采用的都是化學(xué)手段，只能監(jiān)測(cè)出重金屬含量是否超標(biāo)，而現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，還能夠監(jiān)測(cè)出水質(zhì)中的微生物含量，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行改善，真正過濾出對(duì)人體健康有保障的優(yōu)質(zhì)水資源。

5.語

水資源的監(jiān)測(cè)是目前我國重要的水利基礎(chǔ)信息資源和戰(zhàn)略資源的重點(diǎn)工作，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，利于政府的宏觀決策和科學(xué)研究，也利于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、發(fā)展的加快。隨著社會(huì)各級(jí)對(duì)這一問題的認(rèn)識(shí)逐步加深，使得水資源監(jiān)測(cè)工作得到重視，投入也不斷加大，各有關(guān)部門在信息采集技術(shù)和手段、遠(yuǎn)程傳輸方式等都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

張子安（1993-），男，漢族，河北石家莊人,寧波諾丁漢大學(xué)地理學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)12級(jí)在讀,文章方向要求：環(huán)境工程專業(yè)水方面，比如水資源檢測(cè)、治理、管理等。