水资源监测技术的要点以及应用分析

尤玉明

（松原市宁江区水资源管理中心，吉林 松原 138000）

水资源监测技术的要点以及应用分析

尤玉明

（松原市宁江区水资源管理中心，吉林 松原 138000）

当前，城市化进程快速推进，使得各种生活废弃物的产量快速上升，其中很大一部分的最终去向都是河流，导致被污染的河流数量越来越多。国家已经开始加强对于水污染的治理，它与水资源监测之间存在密切的关系，而水资源监测的过程较为复杂。为了切实提升水资源的监测质量，监测人员要充分运用水资源监测技术，这样才能有效解决水污染和水资源短缺的问题，进而建设生态社会。

水资源；监测技术；水位监测；水质监测

1 水位的监测技术

水利水文、抗旱排涝以及保护地下水等措施都需要各方面数据的支持，而开展水位监测工作，能够确保所提供的数据准确和科学。对于水位监测技术而言，因为各种科学技术的引进和应用，所以技术得到了显著的更新，在水位监测领域中，所应用的先进电子设备的数量不断增加。引进和应用这些先进的电子设备，可以获得原本无法采集到的数据，使得水位监测领域中的很多空白逐渐被各项数据填充。此外，这些电子设备和先进技术，还保证了数据的发送和接收，相对于传统模式下人工测量数据的方式而言，这种现代化模式能够显著提升数据的准确性、完整性以及连续性等[1]。

1.1 对于河流断面的水位监测技术

在开展河流断面的水位监测时，河道泥土出现冲淤的情况，或者河边坡度的存在，会对人工所观测到的数据精确度产生影响，降低观测结果的准确性。因此，在开展河流水位监测时，要充分考虑河道自身的情况以及所使用的检测设备，设备的工作能源尽可能由太阳能提供，以免因为可能出现的雷电天气形成的浪涌降低监测设备的准确性，甚至对监测设备造成损坏。河流断面水位监测技术，其最核心的技术是自动化管理监测工作，这样不仅能够解决传统河流水位监测过程中存在的问题，而且能够使水位监测具备应急监测的功能，更好地促进水生态的保护工作开展。

1.2 对于地下水位的自动监测技术

在水资源监测工作中，对于地下水位高低的检测是其中的重点之一，而且地下水位监测工作本身就存在较大的难度。所以，想要加强地下水位的监测工作，需要确保所应用的监测设备具有较好的防水性能，不会因为长期浸泡和在水中工作而损坏。在地下水位的实际监测过程中，需要积极应用地理信息技术，以保证地理信息和监测设备更加有效地结合，降低监测数据的理解难度。地理位置、温度以及水位等都可以通过先进的传感器获得，然后所获得的数据被自动储存在存储介质中，并且由计算机软件进行汇总和整理，以供未来的应用。

1.3 对于灌溉水渠的监测技术

开展灌溉水渠的水位测量，需要应用压力式的水位计，其对于水位数据的获得是基于水的压力，所以可以选择能够适应相关环境的高精度气压计，将其与自动化监测设备结合，从而实现大气补偿的目的，进一步提升数据的准确性。因为几乎所有的灌溉水渠都位于野外，供电存在一定的困难，因此要求灌溉水渠的水位监测设备需要能够较易安装，尽可能使其凭借一般的电池就可以稳定工作。对于监测设备所获得的水位数据，可以按照所监测区域的实际地理情况确定最合适的线路，以便采集和存储数据。

1.4 对于降雨量的水位监测技术

在防汛、气象以及农业等方面，对于雨量水位的监测是非常必要的。自动化采集器一般是开展雨量水位监测工作最为常用的设备，其具体是通过相关的传感器进行所需数据的采集，随后对所采集的数据进行汇总和处理，然后形成对应的图表，并且集成了提示、预告、信息查询以及警告等功能。因为这些设备的运营环境都是野外，较为恶劣，而且功能较为复杂，对于数据的要求也较高，这就需要其能够时刻保持着测量的高精度，以及设备的持续稳定运行，尽量降低误差的范围。

2 对于水资源中水质的检测工作

开展水资源的水质监测工作，水体中的污染物类别、含量以及未来的可能变动趋势都是其所需要监测的目标。通过对这些因素进行监测，人们可以确定当前水质的具体情况。开展水质监测工作，其范围较为广泛，例如，因为水资源大致可以分为没有被污染的天然水、受到污染的天然水和工业排水，所以针对上述对象，监测的内容大致可以分为两类，第一类监测内容是表征水质状况的综合指标[2]，包括水温、浊度、pH值、色度、悬浮物、溶解氧、生物需氧量、电导率以及化学需氧量等；第二类监测内容则是对人体及其他生物有毒的物质，包括氰、酚、砷、铬、铅、汞、镉、无机农药以及有机农药等。当前，光纤传感器是水质监测方面较为先进的检测传感器，光纤传感器的运行原理是光和被监测污染物之间存在物理作用，进而影响了光纤输出信号，使其信号输出发生变化，通过对其所输出的光信号进行解读和分析，获得对应的监测数据。在实际的监测应用中，以光纤传感器的最终作用方向，其可以分为传光光纤传感器和传感光纤传感器两种。下面笔者主要分析光纤传感器技术和传统检测技术的应用。

2.1 在水质监测中光纤传感器技术的应用

2.1.1 对于光纤传感器中光吸收散射类型的传感技术应用

含有杂质的浑浊水体受到恒定光的照射之后，光能中的一部分会被水体吸收，水体会对光形成多种折射和反射，使折射和反射后的光线较发射路径之间存在各种角度。光的辐射功率随着传播轴线而衰减，而且光谱的组成也会随之改变，所以此时监测分析散射光后，就能够较为准确地了解水体中颗粒的分布及当前状态。但是，部分杂散光的存在，会导致该技术的测量结果存在一定误差，精度随之下降。

2.1.2 对于光纤传感器中荧光猝灭传感技术的应用

荧光猝灭传感技术，其主要监测的物质为水中能够导致荧光猝灭或增强的物质，并且以此来分析当前水体的水质。所以，在荧光猝灭传感技术中，微荧光素或者衍生物是其使用的敏感载体。该测量技术和设备一般应用在测量金属离子、硫化物、含氮氧化物以及pH值等。水中的氧能够导致部分荧光物出现荧光猝灭反应，进而降低荧光的强度，缩短荧光的持续时间，该设备和技术主要是根据荧光的强度、寿命与氧气体积分数之间的关系，从而显著提升监测结果的精确度。

2.1.3 对于光纤传感器中SPR现象的应用

SPR本身属于物理光学现象的一种，其主要是通过偏振光在光线敏感包层产生的表面等离子波以及倏逝波的谐振监测被监测物。所以，光纤维SPR装置应用的是实光纤纤芯，并且每根光纤中的纤芯都是裸露的，器外面裹以金属膜层以及敏感层。所以在光纤中，光的传播状态都是全内反射，部分光波通过纤芯进入包层，光强度沿径向指数逐渐衰弱，这部分光属于倏逝波。而液体的pH值发生改变，导致指示剂发生改变，影响敏感层中的倏逝波强度，削弱了光纤中的光强度，借助光纤传输确定pH酸碱度的方式较为方便和简单。

2.2 传统的水质监测技术应用

尽管当前水质监测已经应用了大量的先进技术，传统的水质监测技术依然是应用最为广泛的，这主要归功于传统水质监测技术拥有完善的检测标准与系统，专业人员对传统水质监测的取样分析程序和步骤都非常了解。但是不可否认的是，传统水质监测技术中采取硝酸银滴定氟离子和氯离子时，相关设备过于粗糙简陋，而且检测的结果很容易被氰化物、溴化物以及氟化物影响而出现较大偏差；采取流动注射的方式测定硝酸盐氮时，其检测结果很容易因为卤族元素的存在而出现误差[3]；采取铬酸钡光度法测定硫酸盐时，碳酸根会干扰测定沉淀的吸光度，使得硫酸盐的浓度存在较大偏差。这些都是传统水质监测技术存在的缺陷，所以应用传统水质监测技术时，人们必须尽可能通过周密的准备措施降低这些因素对最终结果的影响。传统水质监测技术常见监测项目如表1所示。

表1 传统水质监测技术常见监测项目

3 结语

随着社会的不断发展和进步，人们开始逐渐关注对水资源的保护，我国相关部门也加大对于水资源监测研究的力度。当前，人们需要严格按照国家环境保护的相关规定，应用相关技术监测水资源，实现对水资源的质量控制。在充分应用先进科学技术的基础上，结合传统的检测技术，全面、精确地汇总水资源的监测数据，使得水资源监测质量从根本上得到提升，进而使我国在制定水资源管理措施方面更具有针对性和有效性。

1 李春光.GPS技术在水文水资源监测方面的应用[J].绿色科，2016，（8）：179-180.

2 王东旭.关于数字化水文水资源模式研究[J].黑龙江科学，2016，7（17）：134-135.

3 张海军.水资源保护监测存在问题及建设初探[J].水土保持应用技术.2016，（3）：40-43.

Key Points of Water Resources Monitoring Technology and Application Analysis

You Yuming
(Songyuan City Ningjiang District Water Resources Management Center, Songyuan 138000, China)

At present, the rapid progress of urbanization process, making a variety of living waste production increased rapidly, of which a large part of the final destination are rivers, resulting in the number of polluted rivers more and more.The state has begun to strengthen the governance of water pollution, it is closely related to water resources monitoring, and water resources monitoring process is more complex.In order to effectively improve the quality of water resources monitoring, monitoring personnel to make full use of water resources monitoring technology, so as to effectively solve the problem of water pollution and water shortages, and then the construction of ecological society.

water resources; monitoring technology; water level monitoring; water quality monitoring

X832

A

1008-9500(2017)10-0100-03

2017-08-22

尤玉明（1968-）男，吉林松原人，工程师，研究方向：水资源管理。