水环境非点源污染的模型模拟现状与发展

王林霁 李保柱

摘要：水环境在实际发展中受外界非点源污染物质多途径的转移，扩散，传播，造成的污染现象，对于水环境以及区域的生态环境造成了一定的影响。在此背景下水环境非点源污染的模型模拟研究，引起了广泛的关注。

关键词：水环境非点源污染;非点源污染模型模拟;非点源污染模拟应用分析

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：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

水环境中各水流域在传输中出现污染现象，以及单一类污染物质出现了扩散，传播，转移，集聚的现象，对于水资源的合理应用以及区域水产经濟的稳定发展，居民的生活安全用水，造成了极大的危害。该类现象下针对水环境传输中出现的污染现象，进行模型构建模拟监测，则引起了技术研究人员及环保研究人员的重视。笔者针对水环境非点源污染的模型模拟，进行简要的剖析研究，以盼能为相关实验研究项目的发展提供参考。

1 水环境非点源污染概念分析

水环境非点源污染为一类水环境污染的主要类型，实际发展中主要指的是各类污染物质、氮磷物质，通过土壤泥沙颗粒、杀虫剂、大气污染颗粒、经过地表径流，进入土壤、水域、农田、大气中的环境污染过程。水环境非点源污染现象具备随机性、滞后性、模糊性以及广泛性的特点，具体治理中存在治理难度大，治理区域广泛，治理点广泛，治理成本高，治理持续难的特点。因此在实际发展中关于水环境非点源污染现象的监测治理，也引起了政府部门及环保人员的重视。

2 水环境非点源污染模型模拟设计的主要要素分析

2.1 污染物传播途径模块模拟

污染物传播途径模块模拟设计，为水环境非点源污染模型模拟中重要的设计内容。合理、科学以及相对完善的污染物传播途径模块模拟设计，对于后期水环境非点源污染模型模拟应用效果的提升，发挥了重要的作用。从当前水环境非点源污染现象的具体现状方面分析，造成水环境非点源污染现象的主要传播途径为：空气运动、水流运动、降雨、自然水流动、刮风、土壤传播、工业排放、药物传播、生活污染及固体垃圾等途径。从基础的模型建设方面分析，初级的水环境非点源污染模型模拟设计，可设立空气运动、水流运动、降雨运动、自然水流运动、风力运动、人为排放、土壤传播几大模块，进行污染传播途径的基础模块构建。

2.2 污染物成分组成模块模拟设计

水环境非点源污染模型模拟设计中，基础模块设计完成之后，需进行污染物成分组成模块的模拟设计。其中污染物成分组成模块的设计，主要涉及杀虫剂，营养物质（氮，磷），有毒有害排放物（工业废水，氨，酸液，碱液的排放）。通过主要污染物的成分模块模拟设计，为后期相关污染循环模拟提供基础的参考数据。

2.3 监测水环境流域模块模拟设计

水环境非点源污染模型模拟中水环境为主要的监测区域，因此落实水环境流域模块模拟设计，也为重要的模块设计要素。其中分析水环境流域模块的设计作业中，主要基于区域水域的实地测绘，水文信息勘察，并结合相关地理信息系统，进行水文信息的完善测绘，以此形成准确合理的水域图。水域图测绘完成后导入模拟系统中，为相关污染物的传播模拟监测，提供基础的监测载体及数据循环环境。

2.4 数据处理模块设计

水环境非点源污染模型监测作业中，涉及了大量的监测数据，该类数据包括线性曲线，比例数据，模拟测绘图，污染物成分组成图，各流域段的污染物分散积累情况数据等。大量的数据产生，需要进行集中化的分析和处理，以此形成完善的水环境非点源污染模拟监测结果。因此分析数据处理模块的设计，也为重要的模型模拟设计要素，分析数据处理模块的设计应用，可通过结合数据处理软件，以及兼容第三方图像处理软件，进行相关数据的处理实施。以此保障在水环境非点源污染模型监测循环运行中，相关数据获取的完善性和合理性，减少因数据处理模块设计不到位，造成的数据处理效率低下，监测精确度低，应用成本过高的不良现象。

2.5 结果评估模块设计

结果评估模块设计为水环境非点源污染模型模拟中，主要的循环监测作业过程。因此落实结果评估模块的设计，也为水环境非点源污染模型模拟设计中的重要内容。具体在设计作业中为有效的提升结果评估模块设计质量，设计人员应注重加强系统模块之间的关联性设计，同时应注重落实实地监测数据，与模型模拟系统之间的数据互动关联。

3 水环境非点源污染模型模拟发展中的建议

3.1 开源性的平台监测

环境问题为普遍性的社会问题，合理有效的环保政策实施，以及环保检测技术的应用，对于社会经济的稳定发展，以及环保政策的有效实施，环保质量的有效提升发挥了重要的作用。因此从相关环保政策的实施对象方面分析，群策群力策略的实施对于水环境非点源模型模拟质量的提升意义重大。具体实施中关于群策群力策略的应用，水环境非点源模型模拟设计建立中，可通过设立开源性的数据上传平台，进行系统模拟中相关监测数据的抓取和分析应用，以此弥补水环境非点源污染模型设计中的不足，同时增强其系统模型模拟监测数据的准确性。

3.2 结合人工智能技术

人工智能技术的快速发展对于社会经济的发展，乃至社会生产力的提升发挥了重要的作用。该类情况下分析结合人工智能技术，进行水环境非点源污染模型模拟的设计构建，则具备一定的可行性。具体分析人工智能技术在实践应用中，对于相关数据的应用具备智能分析，智能优化，智能协调的作用，对比水环境非点源污染中的污染物分配，转移协调中的操作，其对于上述循环操作中的科学性，合理性发挥了重要的作用。另外结合人工智能技术的应用，对于模型模拟数据监测的准确性提升，以及风险性降低，参考性提升也发挥了重要的作用。

3.3 应用大数据集群

网络时代大数据（big data）为其核心要素，大数据的形成为人们的生活便捷性提升，以及个人创业提供了大量的参考数据。在此过程中分析大数据集群的数据类型，气候数据，环境数据则为重要的数据之一。因此分析集合大数据集群进行水环境非点源污染模型模拟的运行设计，则具备一定的可行性。分析水环境非点源污染模型模拟设计中应用大数据集群，对于系统运行中的数据获取成本降低，以及数据获取的精确性提升发挥了重要的作用。同时分析通过关键词抓取相对精准的地区性环境气候数据，对于水环境非点源污染模型模拟监测数据的精准性提升，以及相关治理措施的有效实施发挥了重要的作用。

4 结束语

水环境非点源污染模型模拟，为水环境非点源污染现象监测，治理的主要应用手段之一。实际发展中水环境非点源污染模型模拟设计，主要包括污染物传播途径、污染物成分、监测水环境流域、数据处理模块、结果评估模块的设计循环应用。其中从水环境非点源污染模型模拟应用的发展现状方面分析，结合大数据集群，人工智能技術，以及设计开源性的监测平台，对于技术的发展促进，以及技术的实际应用效果提升意义重大。

参考文献

[1]匡舒雅，李天宏，赵志杰.基于L-THIA模型的四川省濑溪河流域非点源污染负荷分析[J].环境科学研究，2018，31（4）：688-696.

[2]王国波.浅谈机理模型模拟下的响应数据缺失处理方法[J].中国水运（下半月），2018，18（09）：62-63.

[3]闫雪嫚.石头口门水库汇水流域非点源污染模拟与风险评价[D].吉林：吉林大学，2018.

[4]郝改瑞，李家科，李怀恩，李抗彬，杨柳.流域非点源污染模型及不确定分析方法研究进展[J].水力发电学报，2018，37（12）：54-64.

收稿日期：2018-12-18

作者简介：王林霁（1994-），男，汉族，硕士，研究方向为土木工程，环境工程。