淺析水資源監(jiān)測技術(shù)要點

李超

【摘要】隨著經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展，社會生產(chǎn)和人民生活對水資源的要求也越來越高。水資源監(jiān)測技術(shù)是水資源管理的基礎(chǔ)，熟悉已有的監(jiān)測技術(shù)，開發(fā)和掌握新技術(shù)是加強水資源監(jiān)測的必要路徑。本文從水資源監(jiān)測的意義和內(nèi)容出發(fā)，進一步介紹了水資源監(jiān)測的各種技術(shù)要點，希望能夠為水資源監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】水資源；監(jiān)測技術(shù)；應(yīng)用

1、引言

隨著人口數(shù)量急速增長和工業(yè)化的不斷深入，我國水資源越發(fā)匱乏，同時水資源中被污染的比例也越來越高。只有通過更先進的技術(shù)理論對有限的水資源進行精細化的管理，才能有效調(diào)配水資源，避免不必要的資源浪費和污染，從而確保我國居民和工業(yè)用水需求。目前，政府部門對水資源的管控愈加嚴格，逐漸向高密度監(jiān)測方向發(fā)展，就是為了確保我國的水資源安全；但是我們不得不認識到，水資源的監(jiān)測是一個系統(tǒng)工程，需要科學的管理方法和先進的監(jiān)測技術(shù)以及完善的法律、法規(guī)來共同完成。水資源監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對緩解我國水資源緊張的局面具有極其重要的意義。

2、水資源監(jiān)測的意義

水是生命之源，是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我們的生活中飲用的是水、進行必要清洗的是水、工業(yè)活動還是需要水，人類的生產(chǎn)生活都不能沒有水。水是一種液體，能夠在其中溶解多種礦物質(zhì)和各種各樣的微生物，而某些礦物質(zhì)和微生物會對人的健康造成一定的影響，如果不能及時的分辨，將會造成嚴重的后果；工業(yè)在生產(chǎn)和制造過程中都需要水，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備大多精細作業(yè)，如果工業(yè)用水中存在某些對設(shè)備有傷害的成分，將會造成巨大的經(jīng)濟損失；同時，我國水資源人均占有量世界排名位居末尾，且由于多方面因素，我國水資源管理水平長期得不到有效發(fā)展。加強水資源的監(jiān)測是保障我國水資源安全的基礎(chǔ)，所以我們要全方位的進行水資源監(jiān)測，保障社會生產(chǎn)和生活的用水安全。

3、水資源監(jiān)測技術(shù)要點

在傳統(tǒng)意義上來講，水資源監(jiān)測包括水質(zhì)監(jiān)測和水位監(jiān)測兩個方面。具體檢測內(nèi)容測包括水體礦物質(zhì)監(jiān)測、微生物監(jiān)測、泥沙監(jiān)測、地表水水位監(jiān)測、地下水水位監(jiān)測、水溫監(jiān)測等。而水資源根據(jù)其具體用途可以分為自來水和飲用水，不同用途的水資源檢測標準也略有不同。飲用水源作為直接關(guān)系到人們生命安全的水資源，必然也有著更加細致和嚴格的監(jiān)測標準；而非飲用水源的檢測要求則會相對低一些。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步，大部分地區(qū)的非飲用水源監(jiān)測標準也基本達到了飲用水的監(jiān)測水平。

3.1 水位監(jiān)測技術(shù)要點

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，很多先進的電子設(shè)備被應(yīng)用到水位監(jiān)測中來。有的設(shè)備甚至可以通過對數(shù)據(jù)進行大氣補償來增加采集數(shù)據(jù)的準確度；更能通過一臺設(shè)備完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)檢索等功能。相比傳統(tǒng)的人工觀測方法，自動化的水位監(jiān)測技術(shù)具有精度高、完整性和連續(xù)性高的特點，為抗洪抗?jié)?、水文調(diào)查、水利工程及地下水資源保護提供了極大的便利。

（1）地表水主要監(jiān)測方法

一般情況下，水位應(yīng)采用自動監(jiān)測記錄；河道流量測驗應(yīng)根據(jù)河道斷面、水流等實際情況，采取人工或自動測流技術(shù)，一般可選用流速儀法、量水建筑物法、聲學法（時差法、走航式ADCP、水平ADCP等）、電磁法、示蹤劑稀釋法等測驗方法。當流量監(jiān)測斷面能建立穩(wěn)定可靠的水位流量關(guān)系時，應(yīng)采用推流的方法。

（2）地下水主要監(jiān)測方法

地下水水位監(jiān)測主要有人工和自動監(jiān)測兩種方式。監(jiān)測頻次一般按《地下水監(jiān)測規(guī)范》執(zhí)行，并根據(jù)地下水位監(jiān)控要求適當加密頻次，以滿足對區(qū)域地下水水位動態(tài)變化過程控制為原則。人工監(jiān)測：5日/次，自動監(jiān)測：每日/次（每4小時記錄1次）各地下水控制代表井應(yīng)根據(jù)其監(jiān)測層位、監(jiān)測頻次等的要求，逐井分析論證，確定具體地下水位監(jiān)測方案。

地下水開采量監(jiān)測一般分為農(nóng)業(yè)、工業(yè)和居民用水等的監(jiān)測。主要監(jiān)測技術(shù)：水表（電表）監(jiān)測、調(diào)查統(tǒng)計法和綜合分析方法。

（3）灌渠水位監(jiān)測

灌渠水位監(jiān)測的設(shè)備大多安放在野外，分布廣、供電難，這就要求檢測設(shè)備具有便于安裝和供電方便的特點，盡可能地使用太陽能供電，數(shù)據(jù)傳輸方面則應(yīng)盡量根據(jù)地形條件埋設(shè)線路；水位監(jiān)測盡量采取壓力式水位計，得到較為精準的水位數(shù)據(jù)，同時配備靈敏性氣壓計，確保大氣補償?shù)木_度。

目前，國內(nèi)主要采用浮子式水位計、壓力式水位計、超聲波水位計等作為測量工具。但浮子式水位計受水底的淤積等影響較大，不能夠?qū)崟r的傳送數(shù)據(jù)，還需要定時的進行人工維護，耗時耗力；壓力式水位計容易受溫度、水流的影響，導致讀數(shù)不穩(wěn)定；超聲波水位計可以實時的傳送數(shù)據(jù)，但是投人成本比較高，安裝麻煩，受傳播介質(zhì)的影響也比較大。擴散硅投人式液位變送器能夠克服以上缺點，直接投人到被測量的液體中進行測量，不受水底淤積的影響，可以實時的進行數(shù)據(jù)傳送，制作成本低，使用方便。

（4）雨量水位監(jiān)測

雨量水位監(jiān)測在一般情況下會采用雨水自動采集器，雨量傳感器等設(shè)備，將采集到的雨量數(shù)據(jù)進行處理，形成降水圖表，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢和雨量報警等功能。此類設(shè)備應(yīng)具備運維需求低的特點，可以長時間在野外自助作業(yè)，對工作人員沒有太高要求，同時還要具備較強的穩(wěn)定性和較小的誤差。

3.2 水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)監(jiān)測就是對水體中的污染物種類，濃度及其變化進行檢測，并作出水質(zhì)評價。主要監(jiān)測內(nèi)容可分為兩個部分：一是表征水質(zhì)指標監(jiān)測，如溫度、酸堿度、電導率、含氧量、懸浮物等；二是監(jiān)測對人體有影響的各種物質(zhì)，比如砷、鉛、汞、鉻和有害有機物等。此類物質(zhì)大多會與光相互作用，所以一般采用光纖信號作為檢測依據(jù)?，F(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用的技術(shù)分為兩類，一類是傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，包括硝酸銀滴定法、鉻酸鋇光度法、流動注射法等，因其具有完善的檢測系統(tǒng)和標準，取樣分析流程被專業(yè)人員所熟知，目前仍然應(yīng)用廣泛，但其存在著一些不可避免的技術(shù)缺陷，容易引起較大的數(shù)據(jù)偏差。另一類則是基于新技術(shù)的水質(zhì)檢測技術(shù)。包括光吸收散射光纖傳感器技術(shù)、熒光猝滅光前傳感器技術(shù)、SPR光纖傳感器技術(shù)等，這些新技術(shù)具有監(jiān)測效率高、精度高、穩(wěn)定性高等特點。

4、結(jié)語

水資源關(guān)系到全社會的生產(chǎn)和生活，水資源的監(jiān)測具有重要的社會意義。隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到水資源監(jiān)測中來，大大的提高了我國水資源監(jiān)測工作的精度和效率，為水資源管理打下了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但是，相關(guān)技術(shù)人員對新技術(shù)的認識和應(yīng)用還不夠，為了促使我國水資源監(jiān)測工作更上一個臺階，我們必須在熟練掌握成熟技術(shù)的同時，主動學習和開發(fā)新技術(shù)，推動水資源監(jiān)測事業(yè)的良性發(fā)展。