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水文监测数据在流域水污染防控中的应用效果分析

作者

杨槺

引言

流域作为水资源循环与生态系统的重要单元,其水质状况直接关乎区域生态安全与经济发展。当前,工业废水排放、农业面源污染等因素导致流域水污染问题频发,防控难度加大。准确掌握污染动态、及时采取有效措施成为亟待解决的问题。水文监测数据涵盖水质、水量等多维度信息,为破解这一难题提供了可能。探究其在流域水污染防控中的具体应用效果,对于提升防控科学性与实效性具有重要意义。

一、水文监测数据在污染防控中的问题显现

流域水污染防控面临复杂的系统性挑战,其中污染源头追溯与扩散趋势研判是两大核心难题。流域生态系统的开放性使得污染物来源呈现多元化特征,工业废水、农业面源污染、生活污水排放等多种污染源相互交织,加之自然环境因素的叠加影响,导致污染溯源难度显著增加。传统监测手段难以实时捕捉污染物的动态变化,而水文监测数据的应用,通过对水体中化学需氧量、氨氮、重金属等污染物浓度的高频次、长时间监测,能够形成连续的污染变化曲线。这些数据不仅能直观反映污染程度的时空分布,还能通过浓度异常波动的时间节点与空间位置,为溯源分析提供关键线索。当某一断面污染物浓度突然升高时,结合上下游监测数据的对比分析,可初步锁定污染发生的大致区域,为后续精准排查指明方向。

污染物在流域中的扩散过程受多种水文条件制约,水流速度、流量、水位变化等参数直接影响污染迁移的路径与范围。水文监测数据中的水流速度参数,能够量化污染物在水体中的迁移速率,帮助判断污染物从源头扩散至下游的时间周期。流量数据则反映了水体对污染物的稀释能力,流量越大,污染物扩散的范围越广,但浓度相对降低;反之,小流量条件下污染物容易积聚,形成高浓度污染带。水位变化同样不容忽视,洪水期水位上涨可能导致污染物向周边低洼区域扩散,而枯水期水位下降则可能暴露河床底泥中的污染物,引发二次污染。若缺乏这些关键水文参数的实时监测,防控人员将难以准确评估污染扩散的潜在风险,无法提前制定有效的防范措施,进而导致污染影响范围扩大,防控成本增加。

二、基于水文监测数据的污染防控措施实施

依托水文监测数据构建的污染防控体系,需要结合流域实际情况制定差异化策略。根据污染物浓度数据的空间分布特征,采用地理信息系统(GIS)技术对流域进行网格化划分,通过浓度阈值设定,精准识别高污染风险区域。对于工业聚集区等点源污染集中的区域,重点加强企业排污口的在线监测,严格管控污染物排放总量与浓度;针对农业种植区、畜禽养殖区等面源污染突出的区域,通过推广生态农业技术、建设农村污水处理设施等方式,减少污染物入河量。对于城乡结合部等生活污水排放复杂的区域,加快污水管网建设与改造,提高污水收集处理率,从源头降低污染负荷。通过这种分区域、分类型的精准施策,实现污染防控资源的优化配置,提升整体防控效能。

水流监测数据在污染防控工程布局中发挥着关键指导作用。根据水流速度、流向等参数,能够科学确定截污设施与净化工程的最佳位置。在河流弯道、汇流口等水流动力条件复杂的区域,污染物容易积聚,可优先设置截污管网与调蓄池,拦截并储存初期雨水和污水,避免污染物直接进入河道。对于流速较慢、自净能力较弱的河段,可结合地形条件建设人工湿地、生态浮岛等生态净化工程,利用植物吸收、微生物降解等自然净化作用,提升水体自净能力。在跨区域流域治理中,水流监测数据还可用于协调上下游地区的防控措施,避免因各自为政导致的防控空白或重复建设问题。上游地区通过监测数据预判污染物扩散趋势,提前采取稀释、拦截等措施,为下游地区减轻防控压力,实现流域污染防控的协同联动。

在污染应急处理过程中,实时水文监测数据为动态化应急决策提供了重要依据。当污染事件发生后,通过数据采集系统快速获取污染物浓度、水流速度、流量等实时数据,结合数学模型模拟污染物扩散路径与浓度变化趋势,能够在短时间内制定出科学合理的应急方案。根据实时流量数据计算污染物稀释所需的水量,指导应急调水方案的实施;依据水流方向调整应急拦截设施的位置与规模,确保最大限度拦截污染物。随着监测数据的不断更新,及时评估应急措施的实施效果,动态调整处理方案。若发现污染物扩散速度超出预期,可增派应急力量,加大污染物清除力度;若监测数据显示污染得到有效控制,则逐步缩减应急资源投入,降低处置成本。

三、水文监测数据应用的实际效果体现

水文监测数据的深度应用为流域水污染防控带来了多维度的积极变化。从长期水质改善效果来看,通过对重点防控区域实施精准管控,污染物排放总量得到有效遏制,水体中主要污染物浓度呈现持续下降趋势。随着污染负荷的减少,流域内水质达标断面数量不断增加,部分曾经劣 Ⅴ 类水质的河段逐步恢复至 Ⅲ 类或 Ⅳ 类水质标准,水体感官性状明显改善,水生态系统健康水平稳步提升。水质的好转直接促进了流域内水资源的可持续利用,为居民生活用水、农业灌溉用水和工业生产用水提供了更可靠的保障,同时也改善了周边生态环境,提升了居民生活质量。

污染防控响应机制的优化是水文监测数据应用的另一重要成效。在传统防控模式下,从污染事件发生到启动应急响应往往需要较长时间,导致污染影响范围扩大。而引入实时水文监测数据后,通过建立自动化预警系统,能够在污染物浓度超标或出现异常波动时第一时间发出警报,大幅缩短了污染事件的发现时间。基于数据支撑的快速决策机制,使得从发现污染到制定并实施有效防控措施的间隔显著减少。在某次突发污染事件中,通过实时监测数据快速锁定污染源头与扩散路径,相关部门在数小时内完成应急方案制定与物资调配,及时控制了污染扩散,相比以往响应时间缩短了 70% 以上,有效降低了生态环境损害程度和经济损失。

结语

水文监测数据在流域水污染防控中发挥着不可替代的作用,通过问题显现、措施实施到效果体现的完整流程,有效提升了防控的精准性与实效性,促进了流域水质改善与生态保护。未来,随着监测技术的进步,数据的时效性与准确性将进一步提升,其与人工智能、大数据等技术的融合应用,有望实现污染风险的提前预警与智能防控,为流域水污染防控构建更高效、更全面的科学体系,推动流域生态环境实现可持续发展。

参考文献

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[2] 梁伟 , 赵俊毅 , 夏桢妍 . 水文遥测终端技术在水文情报预报中的应用 [J]. 产业创新研究 ,2024,(24):90-92.

[3] 张春会 , 陈玉斌 . 涉水工程水文监测资料在线整编系统构建分析 [J]. 海河水利 ,2024,(S2):97-100.

杨槺 男 满族 天津市 1994.11.29 专科 环保初级 环境检测保护 治理