淺析水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

李超

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)和人民生活對(duì)水資源的要求也越來(lái)越高。水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)是水資源管理的基礎(chǔ)，熟悉已有的監(jiān)測(cè)技術(shù)，開(kāi)發(fā)和掌握新技術(shù)是加強(qiáng)水資源監(jiān)測(cè)的必要路徑。本文從水資源監(jiān)測(cè)的意義和內(nèi)容出發(fā)，進(jìn)一步介紹了水資源監(jiān)測(cè)的各種技術(shù)要點(diǎn)，希望能夠?yàn)樗Y源監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供一定的參考。

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

1、引言

隨著人口數(shù)量急速增長(zhǎng)和工業(yè)化的不斷深入，我國(guó)水資源越發(fā)匱乏，同時(shí)水資源中被污染的比例也越來(lái)越高。只有通過(guò)更先進(jìn)的技術(shù)理論對(duì)有限的水資源進(jìn)行精細(xì)化的管理，才能有效調(diào)配水資源，避免不必要的資源浪費(fèi)和污染，從而確保我國(guó)居民和工業(yè)用水需求。目前，政府部門(mén)對(duì)水資源的管控愈加嚴(yán)格，逐漸向高密度監(jiān)測(cè)方向發(fā)展，就是為了確保我國(guó)的水資源安全；但是我們不得不認(rèn)識(shí)到，水資源的監(jiān)測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要科學(xué)的管理方法和先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)以及完善的法律、法規(guī)來(lái)共同完成。水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)緩解我國(guó)水資源緊張的局面具有極其重要的意義。

2、水資源監(jiān)測(cè)的意義

水是生命之源，是人類(lèi)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我們的生活中飲用的是水、進(jìn)行必要清洗的是水、工業(yè)活動(dòng)還是需要水，人類(lèi)的生產(chǎn)生活都不能沒(méi)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(huì)對(duì)人的健康造成一定的影響，如果不能及時(shí)的分辨，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果；工業(yè)在生產(chǎn)和制造過(guò)程中都需要水，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備大多精細(xì)作業(yè)，如果工業(yè)用水中存在某些對(duì)設(shè)備有傷害的成分，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，我國(guó)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(guó)水資源管理水平長(zhǎng)期得不到有效發(fā)展。加強(qiáng)水資源的監(jiān)測(cè)是保障我國(guó)水資源安全的基礎(chǔ)，所以我們要全方位的進(jìn)行水資源監(jiān)測(cè)，保障社會(huì)生產(chǎn)和生活的用水安全。

3、水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

在傳統(tǒng)意義上來(lái)講，水資源監(jiān)測(cè)包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)和水位監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面。具體檢測(cè)內(nèi)容測(cè)包括水體礦物質(zhì)監(jiān)測(cè)、微生物監(jiān)測(cè)、泥沙監(jiān)測(cè)、地表水水位監(jiān)測(cè)、地下水水位監(jiān)測(cè)、水溫監(jiān)測(cè)等。而水資源根據(jù)其具體用途可以分為自來(lái)水和飲用水，不同用途的水資源檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)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(xì)致和嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；而非飲用水源的檢測(cè)要求則會(huì)相對(duì)低一些。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，大部分地區(qū)的非飲用水源監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也基本達(dá)到了飲用水的監(jiān)測(cè)水平。

3.1 水位監(jiān)測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，很多先進(jìn)的電子設(shè)備被應(yīng)用到水位監(jiān)測(cè)中來(lái)。有的設(shè)備甚至可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣補(bǔ)償來(lái)增加采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度；更能通過(guò)一臺(tái)設(shè)備完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(cè)方法，自動(dòng)化的水位監(jiān)測(cè)技術(shù)具有精度高、完整性和連續(xù)性高的特點(diǎn)，為抗洪抗?jié)?、水文調(diào)查、水利工程及地下水資源保護(hù)提供了極大的便利。

（1）地表水主要監(jiān)測(cè)方法

一般情況下，水位應(yīng)采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄；河道流量測(cè)驗(yàn)應(yīng)根據(jù)河道斷面、水流等實(shí)際情況，采取人工或自動(dòng)測(cè)流技術(shù)，一般可選用流速儀法、量水建筑物法、聲學(xué)法（時(shí)差法、走航式ADCP、水平ADCP等）、電磁法、示蹤劑稀釋法等測(cè)驗(yàn)方法。當(dāng)流量監(jiān)測(cè)斷面能建立穩(wěn)定可靠的水位流量關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用推流的方法。

（2）地下水主要監(jiān)測(cè)方法

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

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

（3）灌渠水位監(jiān)測(cè)

灌渠水位監(jiān)測(cè)的設(shè)備大多安放在野外，分布廣、供電難，這就要求檢測(cè)設(shè)備具有便于安裝和供電方便的特點(diǎn)，盡可能地使用太陽(yáng)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(cè)盡量采取壓力式水位計(jì)，得到較為精準(zhǔn)的水位數(shù)據(jù)，同時(shí)配備靈敏性氣壓計(jì)，確保大氣補(bǔ)償?shù)木_度。

目前，國(guó)內(nèi)主要采用浮子式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)、超聲波水位計(jì)等作為測(cè)量工具。但浮子式水位計(jì)受水底的淤積等影響較大，不能夠?qū)崟r(shí)的傳送數(shù)據(jù)，還需要定時(shí)的進(jìn)行人工維護(hù)，耗時(shí)耗力；壓力式水位計(jì)容易受溫度、水流的影響，導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定；超聲波水位計(jì)可以實(shí)時(shí)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(kuò)散硅投人式液位變送器能夠克服以上缺點(diǎn)，直接投人到被測(cè)量的液體中進(jìn)行測(cè)量，不受水底淤積的影響，可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，制作成本低，使用方便。

（4）雨量水位監(jiān)測(cè)

雨量水位監(jiān)測(cè)在一般情況下會(huì)采用雨水自動(dòng)采集器，雨量傳感器等設(shè)備，將采集到的雨量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成降水圖表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢(xún)和雨量報(bào)警等功能。此類(lèi)設(shè)備應(yīng)具備運(yùn)維需求低的特點(diǎn)，可以長(zhǎng)時(shí)間在野外自助作業(yè)，對(duì)工作人員沒(méi)有太高要求，同時(shí)還要具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性和較小的誤差。

3.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)就是對(duì)水體中的污染物種類(lèi)，濃度及其變化進(jìn)行檢測(cè)，并作出水質(zhì)評(píng)價(jià)。主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容可分為兩個(gè)部分：一是表征水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，如溫度、酸堿度、電導(dǎo)率、含氧量、懸浮物等；二是監(jiān)測(cè)對(duì)人體有影響的各種物質(zhì)，比如砷、鉛、汞、鉻和有害有機(jī)物等。此類(lèi)物質(zhì)大多會(huì)與光相互作用，所以一般采用光纖信號(hào)作為檢測(cè)依據(jù)?，F(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的技術(shù)分為兩類(lèi)，一類(lèi)是傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，包括硝酸銀滴定法、鉻酸鋇光度法、流動(dòng)注射法等，因其具有完善的檢測(cè)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，取樣分析流程被專(zhuān)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(lèi)則是基于新技術(shù)的水質(zhì)檢測(cè)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(cè)效率高、精度高、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。

4、結(jié)語(yǔ)

水資源關(guān)系到全社會(huì)的生產(chǎn)和生活，水資源的監(jiān)測(cè)具有重要的社會(huì)意義。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用到水資源監(jiān)測(cè)中來(lái)，大大的提高了我國(guó)水資源監(jiān)測(cè)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(duì)新技術(shù)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用還不夠，為了促使我國(guó)水資源監(jiān)測(cè)工作更上一個(gè)臺(tái)階，我們必須在熟練掌握成熟技術(shù)的同時(shí)，主動(dòng)學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)新技術(shù)，推動(dòng)水資源監(jiān)測(cè)事業(yè)的良性發(fā)展。