水環境非點源污染的模型模擬現狀與發展

王林霽 李保柱

摘要：水環境在實際發展中受外界非點源污染物質多途徑的轉移，擴散，傳播，造成的污染現象，對于水環境以及區域的生態環境造成了一定的影響。在此背景下水環境非點源污染的模型模擬研究，引起了廣泛的關注。

關鍵詞：水環境非點源污染;非點源污染模型模擬;非點源污染模擬應用分析

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）04-00-01

Abstract：The natural development of a watershed is subjected to many aspects of nonpoint source pollutions （NSP） including transfer， diffusion， and transmit， which can negatively affect the ecosystem of the watershed. Under such concerns， the facilitating of NSP modeling and simulating have been extensively studied.

Keywords：Watershed NSP;Watershed NSP modeling and simulation;Watershed NSP model application and analysis

水環境中各水流域在傳輸中出現污染現象，以及單一類污染物質出現了擴散，傳播，轉移，集聚的現象，對于水資源的合理應用以及區域水產經濟的穩定發展，居民的生活安全用水，造成了極大的危害。該類現象下針對水環境傳輸中出現的污染現象，進行模型構建模擬監測，則引起了技術研究人員及環保研究人員的重視。筆者針對水環境非點源污染的模型模擬，進行簡要的剖析研究，以盼能為相關實驗研究項目的發展提供參考。

1 水環境非點源污染概念分析

水環境非點源污染為一類水環境污染的主要類型，實際發展中主要指的是各類污染物質、氮磷物質，通過土壤泥沙顆粒、殺蟲劑、大氣污染顆粒、經過地表徑流，進入土壤、水域、農田、大氣中的環境污染過程。水環境非點源污染現象具備隨機性、滯后性、模糊性以及廣泛性的特點，具體治理中存在治理難度大，治理區域廣泛，治理點廣泛，治理成本高，治理持續難的特點。因此在實際發展中關于水環境非點源污染現象的監測治理，也引起了政府部門及環保人員的重視。

2 水環境非點源污染模型模擬設計的主要要素分析

2.1 污染物傳播途徑模塊模擬

污染物傳播途徑模塊模擬設計，為水環境非點源污染模型模擬中重要的設計內容。合理、科學以及相對完善的污染物傳播途徑模塊模擬設計，對于后期水環境非點源污染模型模擬應用效果的提升，發揮了重要的作用。從當前水環境非點源污染現象的具體現狀方面分析，造成水環境非點源污染現象的主要傳播途徑為：空氣運動、水流運動、降雨、自然水流動、刮風、土壤傳播、工業排放、藥物傳播、生活污染及固體垃圾等途徑。從基礎的模型建設方面分析，初級的水環境非點源污染模型模擬設計，可設立空氣運動、水流運動、降雨運動、自然水流運動、風力運動、人為排放、土壤傳播幾大模塊，進行污染傳播途徑的基礎模塊構建。

2.2 污染物成分組成模塊模擬設計

水環境非點源污染模型模擬設計中，基礎模塊設計完成之后，需進行污染物成分組成模塊的模擬設計。其中污染物成分組成模塊的設計，主要涉及殺蟲劑，營養物質（氮，磷），有毒有害排放物（工業廢水，氨，酸液，堿液的排放）。通過主要污染物的成分模塊模擬設計，為后期相關污染循環模擬提供基礎的參考數據。

2.3 監測水環境流域模塊模擬設計

水環境非點源污染模型模擬中水環境為主要的監測區域，因此落實水環境流域模塊模擬設計，也為重要的模塊設計要素。其中分析水環境流域模塊的設計作業中，主要基于區域水域的實地測繪，水文信息勘察，并結合相關地理信息系統，進行水文信息的完善測繪，以此形成準確合理的水域圖。水域圖測繪完成后導入模擬系統中，為相關污染物的傳播模擬監測，提供基礎的監測載體及數據循環環境。

2.4 數據處理模塊設計

水環境非點源污染模型監測作業中，涉及了大量的監測數據，該類數據包括線性曲線，比例數據，模擬測繪圖，污染物成分組成圖，各流域段的污染物分散積累情況數據等。大量的數據產生，需要進行集中化的分析和處理，以此形成完善的水環境非點源污染模擬監測結果。因此分析數據處理模塊的設計，也為重要的模型模擬設計要素，分析數據處理模塊的設計應用，可通過結合數據處理軟件，以及兼容第三方圖像處理軟件，進行相關數據的處理實施。以此保障在水環境非點源污染模型監測循環運行中，相關數據獲取的完善性和合理性，減少因數據處理模塊設計不到位，造成的數據處理效率低下，監測精確度低，應用成本過高的不良現象。

2.5 結果評估模塊設計

結果評估模塊設計為水環境非點源污染模型模擬中，主要的循環監測作業過程。因此落實結果評估模塊的設計，也為水環境非點源污染模型模擬設計中的重要內容。具體在設計作業中為有效的提升結果評估模塊設計質量，設計人員應注重加強系統模塊之間的關聯性設計，同時應注重落實實地監測數據，與模型模擬系統之間的數據互動關聯。

3 水環境非點源污染模型模擬發展中的建議

3.1 開源性的平臺監測

環境問題為普遍性的社會問題，合理有效的環保政策實施，以及環保檢測技術的應用，對于社會經濟的穩定發展，以及環保政策的有效實施，環保質量的有效提升發揮了重要的作用。因此從相關環保政策的實施對象方面分析，群策群力策略的實施對于水環境非點源模型模擬質量的提升意義重大。具體實施中關于群策群力策略的應用，水環境非點源模型模擬設計建立中，可通過設立開源性的數據上傳平臺，進行系統模擬中相關監測數據的抓取和分析應用，以此彌補水環境非點源污染模型設計中的不足，同時增強其系統模型模擬監測數據的準確性。

3.2 結合人工智能技術

人工智能技術的快速發展對于社會經濟的發展，乃至社會生產力的提升發揮了重要的作用。該類情況下分析結合人工智能技術，進行水環境非點源污染模型模擬的設計構建，則具備一定的可行性。具體分析人工智能技術在實踐應用中，對于相關數據的應用具備智能分析，智能優化，智能協調的作用，對比水環境非點源污染中的污染物分配，轉移協調中的操作，其對于上述循環操作中的科學性，合理性發揮了重要的作用。另外結合人工智能技術的應用，對于模型模擬數據監測的準確性提升，以及風險性降低，參考性提升也發揮了重要的作用。

3.3 應用大數據集群

網絡時代大數據（big data）為其核心要素，大數據的形成為人們的生活便捷性提升，以及個人創業提供了大量的參考數據。在此過程中分析大數據集群的數據類型，氣候數據，環境數據則為重要的數據之一。因此分析集合大數據集群進行水環境非點源污染模型模擬的運行設計，則具備一定的可行性。分析水環境非點源污染模型模擬設計中應用大數據集群，對于系統運行中的數據獲取成本降低，以及數據獲取的精確性提升發揮了重要的作用。同時分析通過關鍵詞抓取相對精準的地區性環境氣候數據，對于水環境非點源污染模型模擬監測數據的精準性提升，以及相關治理措施的有效實施發揮了重要的作用。

4 結束語

水環境非點源污染模型模擬，為水環境非點源污染現象監測，治理的主要應用手段之一。實際發展中水環境非點源污染模型模擬設計，主要包括污染物傳播途徑、污染物成分、監測水環境流域、數據處理模塊、結果評估模塊的設計循環應用。其中從水環境非點源污染模型模擬應用的發展現狀方面分析，結合大數據集群，人工智能技術，以及設計開源性的監測平臺，對于技術的發展促進，以及技術的實際應用效果提升意義重大。

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收稿日期：2018-12-18

作者簡介：王林霽（1994-），男，漢族，碩士，研究方向為土木工程，環境工程。