流域水環(huán)境治理新技術(shù)與新材料研究進(jìn)展

陳驍

摘要：相較于傳統(tǒng)的流域水水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與污染治理技術(shù)手段，基于3s手段技術(shù)的"數(shù)字流城"監(jiān)測(cè)技術(shù)手段可以直接獲取更多的流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)信息分析數(shù)據(jù)，通過結(jié)合rs技術(shù)手段監(jiān)測(cè)可以直接獲得流域水色、水溫、水面形態(tài)等相關(guān)信息，推測(cè)獲取有關(guān)流域水文及其他水質(zhì)環(huán)境信息，gps手段可以直接用來分析校正rs手段獲取的水文空間圖和位置圖等信息。運(yùn)用圖和gis對(duì)圖和rs圖中獲取的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析進(jìn)行綜合分析，能夠準(zhǔn)確模擬流城中的水環(huán)境氣候變化及其他水生態(tài)變化效應(yīng)，為長江流域內(nèi)的水生態(tài)環(huán)境治理以及相關(guān)行政部門人員提供相關(guān)決策分析服務(wù)。

關(guān)鍵詞：流域水;環(huán)境治理;新技術(shù);新材料

一、"數(shù)字流域"技術(shù)

1.遙感技術(shù)（ RS）

遙感技術(shù)在黃河流域地區(qū)水生態(tài)環(huán)境治理工作中的實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)研究目前需重點(diǎn)做好以下兩個(gè)關(guān)鍵方面的基礎(chǔ)工作：一是我們要不斷探索深化對(duì)流域常規(guī)的水污染物監(jiān)測(cè)指標(biāo)的環(huán)境光譜化學(xué)特性進(jìn)行研究，即比如監(jiān)測(cè)可溶性水和有機(jī)物、cod、總氮等，要完善流域水環(huán)境生態(tài)遙感管理監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)體系，最終初步形成系統(tǒng)的環(huán)境遙感技術(shù)應(yīng)用方法和管理規(guī)范;二是盡快建立與實(shí)地影像數(shù)據(jù)獲取持續(xù)時(shí)間基本同步的實(shí)地監(jiān)測(cè)水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)參數(shù)的遙感數(shù)據(jù)庫以便于利用傳統(tǒng)遙感技術(shù)更好地對(duì)流域水環(huán)境現(xiàn)象進(jìn)行定量分析。同時(shí)隨著在我國開發(fā)新型飲用水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)區(qū)域傳感器、提高環(huán)境傳感器監(jiān)測(cè)精度以及復(fù)雜環(huán)境數(shù)據(jù)采集分析和預(yù)處理控制技術(shù)等多個(gè)方面課題研究的不斷深入創(chuàng)新水環(huán)境監(jiān)測(cè)遙感器和監(jiān)測(cè)技術(shù)一定有望能夠再上一個(gè)新的技術(shù)臺(tái)階。

2.地理信息系統(tǒng)（ GIS）

目前，gis與大型計(jì)算機(jī)自動(dòng)水域檢測(cè)模型的緊密結(jié)合已發(fā)展成為通過動(dòng)態(tài)分析評(píng)估整個(gè)城市區(qū)域水環(huán)境的強(qiáng)有力檢測(cè)工具。由于每個(gè)gis都能夠?qū)崟r(shí)分析特定流域內(nèi)的水文、地質(zhì)、地貌以及植被、土壤等流域環(huán)境動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并將它們與特定流域應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)，從.而對(duì)復(fù)雜的地下水環(huán)境影響問題尤其進(jìn)行的是綜合性的分析所以由于gis在該研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用使得研究非常多。

gis技術(shù)可廣泛應(yīng)用于江河流域環(huán)境農(nóng)業(yè)污染非點(diǎn)源環(huán)境污染、地表水.水質(zhì)面源及地下徑流環(huán)境污染、水污染（其中包括水和地下水）污染防治、管理及環(huán)境污染監(jiān)測(cè)信息采集管理服務(wù)系統(tǒng)等的構(gòu)建。農(nóng)業(yè)園區(qū)非點(diǎn)源大氣污染監(jiān)測(cè)包括省級(jí)農(nóng)業(yè)園區(qū)非點(diǎn)源大氣污染監(jiān)測(cè)信息分析數(shù)據(jù)庫庫的建立、氮氧化磷脫硫負(fù)荷總量估算、模擬、控制污染區(qū)劃、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及重要風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的識(shí)別等。地表水源和面源及地上徑流和水污染監(jiān)測(cè)包括地上水庫和水下地.表水源及面源徑流污染總量負(fù)荷、水質(zhì)環(huán)境污染程度監(jiān)測(cè)、徑流和水污染物監(jiān)測(cè)量化及徑流污染程度追蹤等。另外還可以用于企業(yè)地下水水質(zhì)污染來源動(dòng)態(tài)及管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、水污染防治規(guī)劃、水污染流域區(qū)劃及管理信息系統(tǒng)管理服務(wù)系統(tǒng)等的構(gòu)建，如如何構(gòu)建地下水污染綜合管理及風(fēng)險(xiǎn)控制決策支持系統(tǒng)、水質(zhì)污染預(yù)警網(wǎng)及預(yù)報(bào)管理系統(tǒng)。

二、新技術(shù)與新材料

1.生態(tài)浮床

生態(tài)人工浮床這種又稱大型人工生態(tài)浮床。通常廣泛用于治理修復(fù)大型城市江河流域附近水域的環(huán)境污染或用于建設(shè)大型城市自然濕地和風(fēng)景區(qū)等。人工浮床營造一個(gè)完全適于各種動(dòng)物、微生物適合生長的生態(tài)環(huán)境也可提高地下水體的自凈凈化能力，從而有效修復(fù)地下水體中的生態(tài)系統(tǒng)性并改善地下水環(huán)境。生態(tài)保護(hù)浮床技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要包括：（1）浮床經(jīng)濟(jì)實(shí)用、治污治水效果明顯;（2）浮床改善動(dòng)植物種群生長生態(tài)環(huán)境，再造自然景觀生態(tài)平衡;（3）浮床具有自然景觀污染效應(yīng)美化環(huán)境;（4）浮床可廣泛用于沿河魚塘下游水體治理種植無公害綠色蔬菜;（5）修建消波閘和護(hù)岸生態(tài)保護(hù)區(qū)等水利基礎(chǔ)設(shè)施。

2.河道曝氣技術(shù)

河道曝光空氣治理技術(shù)主要是根據(jù)新型流域內(nèi)各條河流水體受到二次污染后.水體缺氧的生理特點(diǎn)，人工向進(jìn)入水體中生物充分吸入大量空氣或釋放氧氣，加速進(jìn)入水體復(fù)雜的氧化過程，以利于提高進(jìn)入水體的空氣溶解度和氧化水平得以恢復(fù)和從而增強(qiáng)進(jìn)入水體中具有良好的氧氣和微生物的生長活力，并使進(jìn)入水體空氣中的各種污染有害物質(zhì)能夠得以有效凈化，從而有效改善新型流域內(nèi)河水環(huán)境，具有設(shè)施占地面積小、設(shè)備使用投資少、運(yùn)行簡(jiǎn)單、處理后用水量大等諸多優(yōu)點(diǎn)，且完全無任何二次污染;無所作為-是一種設(shè)備投資少見效快的新型流域內(nèi)河水生態(tài)環(huán)境治理，該技術(shù)在很多發(fā)達(dá)國家被企業(yè)優(yōu)先推廣采用。但在實(shí)際治理運(yùn)用中因該河道曝污排氣治理技術(shù)多作為一種臨時(shí)性或長期應(yīng)急性治理措施廣泛應(yīng)用在黃河流域外來水體的環(huán)境治理工作實(shí)踐中，而所以限制其實(shí)際應(yīng)用的主要構(gòu)成原因可能有兩個(gè)：一則若是該治理技術(shù)指的是一種外來水體被嚴(yán)重污染后需要采用的被動(dòng)曝氣治理排污技術(shù)，也就是可以說這就是"先污染、后治理"的治理技術(shù)，或者說這就是治標(biāo)不治本的治理技術(shù)其曝氣治理排污效果主要取決于外來水體污染源的真實(shí)存在與否和污染大小;二則若是一個(gè)河道外來水體污染的排放水量和其水質(zhì)環(huán)境變化最大幅度都非常大，直接就會(huì)影響曝氣治理效果，雖然其河道建設(shè)工程成本和河道運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用不高，但對(duì)不同河道運(yùn)行時(shí)間條件下的河道削污效果貢獻(xiàn)還是必需對(duì)其進(jìn)行總體經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)含量評(píng)估。

結(jié)束語

基于3s技術(shù)的自動(dòng)數(shù)字模擬流域地區(qū)水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以直接獲取.相比傳統(tǒng)生態(tài)監(jiān)測(cè)管理手段所獲得無法直接取得的大量更多生態(tài)信息，已發(fā)展成為目前國內(nèi)外數(shù)字流域地區(qū)水生態(tài)環(huán)境治理的重要監(jiān)測(cè)手段。以技術(shù)gis影像為技術(shù)核心的實(shí)時(shí)高分辨率影像rs實(shí)時(shí)影像與技術(shù)gis、gps的融合集成，使得實(shí)時(shí)人們影像能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行采集、處理、更新以及實(shí)時(shí)分析影像數(shù)據(jù)3s影像技術(shù)融合集成實(shí)時(shí)分析影像是必然發(fā)展趨勢(shì)。流域地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息化建設(shè)進(jìn)程及其中的3s采集技術(shù)在實(shí)際商業(yè)應(yīng)用中就需要通過各種數(shù)據(jù)采集接口將其grs、gis、gps嚴(yán)格地、緊密地、系統(tǒng)地集合起來，使其發(fā)展成為更好的具有實(shí)際應(yīng)用研究?jī)r(jià)值的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

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