水利工程运行期水质动态监测与污染防控对策分析

引言

水利工程是人类利用水资源的关键设施，在防洪、灌溉等领域作用重大。但工程运行会显著影响区域生态环境，特别是水质，如水库蓄水降低水体自净能力，人类活动加剧水质恶化风险。水质动态监测与污染防控，是掌握水质变化、保障水质安全的核心手段。在人们愈发重视水资源与生态保护的当下，深入研究相关监测与防控对策，对水利工程可持续发展、维护生态平衡和保障居民用水安全，具有重要现实意义。

一、水利工程运行期水质变化特征及影响因素

（一）水质变化特征

水利工程运行会使水体的物理、化学和生物性质发生改变。在物理性质方面，水库蓄水后，水流速度减缓，泥沙沉积增多，水体透明度发生变化。例如，大型水库蓄水初期，库区水流速度从建库前的快速流动转变为缓慢流动，导致大量泥沙在库底沉积，水体透明度在短期内显著提升，但长期来看，泥沙中吸附的污染物释放又可能影响水质。

化学性质上，由于水流滞留时间延长，水体中溶解氧含量、营养物质浓度等发生变化。部分水库在运行过程中，由于底层水体与大气交换受限，溶解氧含量降低，形成厌氧环境，促使底泥中的氮、磷等营养物质释放到水体中，增加水体富营养化风险。生物性质方面，水利工程改变了水生生物的栖息环境，一些适应急流环境的鱼类数量减少，而适合静水生存的浮游生物、底栖生物等种群结构发生改变，生物多样性受到影响，进而对水质产生间接作用。

（二）影响因素分析

水利工程运行期的水质变化受工程自身、自然环境与人类活动等多因素交织影响。工程自身层面，类型、规模及运行方式主导水质演变，大型水库蓄水容量大，改变水流速度更显著，影响范围广，而频繁泄洪、放水等调度操作，易扰动库底污染物，威胁下游水质安全。自然环境方面，气候和地形这两个因素，在很大程度上决定了水质的好坏，降水充沛地区，地表径流裹挟泥沙、污染物大量入水体，加重污染负荷；干旱区域水资源稀缺，水体自净能力弱，污染物易累积；山区水土流失严重，泥沙携带污染物入河，平原地区则面临农业面源污染冲击。人类活动更是加剧水质恶化风险，农业生产中化肥农药滥用、畜禽废水直排，工业企业违规排放含重金属与有机物废水，以及生活污水随意排放、垃圾倾倒等行为，持续向水体输入各类污染物，严重威胁水利工程水质安全，破坏水域生态平衡。

二、水利工程运行期水质动态监测技术及应用

（一）传统监测技术

传统水质监测技术主要包括人工采样实验室分析和定点在线监测。人工采样实验室分析是通过定期采集水样，将其送到实验室，利用化学分析、仪器分析等方法测定水中各种污染物的浓度和水质指标。这种方法准确性高，但存在时效性差、人力成本高、监测频次低等问题，难以实时反映水质的动态变化。

定点在线监测是在水利工程关键位置安装水质监测仪器，如 pH 计、溶解氧仪、浊度仪等，实时监测水体的部分常规指标。该技术能够实现连续监测，及时获取数据，但监测参数有限，且仪器维护成本较高，部分仪器易受环境因素干扰，影响监测数据的准确性。

（二）新型监测技术

随着科技发展，遥感监测、无线传感器网络监测等新型技术逐渐应用于水利工程水质动态监测。遥感监测技术利用卫星或无人机搭载的传感器，获取大面积水体的光谱信息，通过光谱分析反演水质参数，如叶绿素 a 浓度、悬浮物浓度等。该技术具有监测范围广、速度快、成本相对较低等优点，可用于宏观掌握水利工程区域水质状况，但在准确推算水质参数方面还有待提高。

无线传感器网络监测通过在水体中部署大量传感器节点，构建自组织网络，实时采集和传输水质数据。这些传感器节点可监测多种参数，包括温度、酸碱度、溶解氧、电导率等，并能将数据通过无线通信方式传输到数据中心。无线传感器网络监测具有灵活性高、可扩展性强、能实现多点同步监测等优势，为全面、实时掌握水质动态变化提供了有力支持。

（三）监测技术应用现状与问题

目前，多种水质监测技术在水利工程中得到应用，但仍存在诸多问题。不同监测技术之间的数据兼容性较差，难以实现数据的有效整合和共享，影响了对水质状况的综合分析和判断。监测设备的稳定性和可靠性有待提高，部分仪器在复杂环境下容易出现故障，导致数据缺失或不准确。同时，监测技术人才短缺，专业技术人员对新型监测技术的操作和维护能力不足，限制了先进监测技术的推广和应用。

三、水利工程运行期污染防控对策

（一）源头控制措施

针对农业面源污染，推广科学施肥、精准施药技术，减少化肥、农药的使用量；建设生态沟渠、人工湿地等农业面源污染拦截净化设施，对农田排水进行处理，降低污染物进入水利工程水体的负荷。对于工业污染源，加强对周边企业的监管，严格执行排放标准，加大对违规排放企业的处罚力度；推动企业进行技术改造和清洁生产，提高水资源循环利用率，减少废水排放。

在生活污染治理方面，完善水利工程周边地区的污水收集管网和污水处理设施建设，提高生活污水的收集率和处理率；加强垃圾分类和处理，防止垃圾随意倾倒进入水体。

（二）过程控制与生态修复

在水利工程运行过程中，优化工程调度方式，合理安排泄洪、放水等操作，促进水体流动，增强水体自净能力。例如，通过生态调度，定期下泄生态流量，维持下游河道的生态用水需求，改善下游水质。开展生态修复工程，在水库周边和河道两岸种植水生植物和植被，构建生态缓冲带，拦截地表径流中的污染物，吸收水体中的营养物质，同时为水生生物提供栖息环境，促进生态系统的恢复和平衡。

（三）管理与应急措施

建立健全水利工程水质管理法律法规和标准体系，明确各部门职责，加强对水质保护工作的监督和管理。完善水质监测预警机制，利用现代信息技术，对监测数据进行实时分析和预测，一旦发现水质异常，及时发出预警信息。制定水污染突发事件应急预案，定期组织应急演练，提高应对突发污染事件的能力，确保在发生水污染事故时能够迅速采取有效的应急处理措施，降低污染危害。

结束语

综上所述，水利工程运行期水质动态监测与污染防控关乎水资源可持续利用与生态保护。深入剖析水质变化特征及影响因素，综合运用传统与新型监测技术，实施源头控制、过程管理和应急处理等防控措施，可掌握水质动态，降低污染风险，保障区域水质与生态安全。未来需推进监测技术研发创新，完善防控管理体系，强化部门协作，实现水利工程经济、社会、生态效益的协调统一。

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