浅谈水环境监测信息化发展的新技术

摘要：随着人们环保意识的提升和国际呼声的增强，国家的注意力开始更多地集中在环境保护问题上，各界对水生态的重视程度也水涨船高。在这种背景下，水环境监测工作面临更多的挑战。本文首先介绍了水环境监测技术的现状，然后探讨了水环境监测信息化发展中几种主流的新技术及其应用。

关键词：水环境监测;信息化;新技术

1.引言

生态文明建设是关于“十四五规划”和发展的千年大计，将可持续发展上升到绿色发展的高度。水环境监测工作比较繁琐，而针对水环境监测技术的选取，将直接关系到水环境监测的准确性和效率提升。在这方面，值得研究信息化技术和智能手段在水环境监测中的应用。在当下5G科技迅猛发展的阶段，新的科技手段有迅速发展的趋势和空间[1]。它们得到了更广泛的应用，并配备了先进的操作系统。

2.水环境监测技术现状

（1）常规监测技术

在我国水环境监测工作中，常规监测技术在很长一段时间里发挥着举足轻重的作用，这是最为基础并有明确国家标准和规范的的方法。通过现场采样和实验室检测，对影响水环境质量的代表性指标（物理、化学、生物等）进行定性和定量的分析。在一定程度上有利于对水质和污染状况进行有针对性的监测和管理，可普遍应用于河流、湖泊或者水功能区。对于一般情况的水环境监测，传统监测技术在早期可以满足各项指标的分析要求和基础模型的建立。

目前，在我国水环境监测中，常规监测技术可以保证监测过程的规范化和全面性，整个过程清晰可控。但是，随着科技的发展，这种技术逐渐不能满足实时动态监测的需求，受布点范围和化验周期的影响表现出时效性较差的缺点。

（2）自动监测技术

早在上个世纪，许多西方国家就已经开始对水环境问题予以重视，并对水环境进行精细化的监测。其中，以美国为代表的一些西方国家率先使用自动监测技术，并对其流域内的河流和湖泊等地表水的水文质量进行同步和持续的监测。

随着我们国家经济的不断增长，许多学者越来越关注环境问题。从20世纪80年代开始，我国开始试用水质自动监测技术。但我国境内的水环境比较复杂，并且水量大，对监测仪器有更高的要求，然而由于专业技术人员匮乏，合成能力有限，阻碍了新技术应用的推广和有效增值。目前，部分地区已初步建成自动监测网格，但使用中存在一定的局限性。某些地区进行的自动监测试点项目，在河道和管网中设置自动监测设备，对比传统监测实验结果，已验证自动监测装置的数据更为准确、分析更加高效，为水环境监测提供技术保障。

（3）应急监测技术

便携式移动监测设备是具有一定的便利性，可快速获得多种参数，该技术在水环境监测中的应用有利于我国对突发性水污染监测的需要。这一技术在使用过程中，要求操作人员技术规范，对设备使用熟练。其监测结果比较准确但有一定的参数限制，在使用便携式设备时，环境与操作对监测数据影响波动较大，影响监测精度和可靠性。特别是在突发性水污染的情况，稳定性较差，这就需要保证监测次数和频率以及试剂储备充足。

水环境应急监测车主要由车体与传输系统等组成，具有较高的可操作空间[2]。为方便快速有效的数据整合流程，应保障监测车传输信号的稳定，及时进行数据收集和传输，以便有关部门就现场情况进行积极有效的沟通。通过合理使用应急水质监测车，可以根据不同的要求，搭载便携式测量仪器，以满足水质分析的要求。应急监测车的优点是可迅速开到现场、监测指标全面，应用效果好。然而，应急监控车辆的前期投资较大，带来了一定的经济成本。

3.水环境监测信息化的新技术

当今，信息化建设不断推进，可以通过水下传感器和物联网等计算机技术获取水文信息。在地表水、地下水监测进程中，信息化技术水平不断提高和发展。

（1） 3S 技术

3S技术是遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的统称。在进行水环境监测的过程中，将空间技术、卫星定位、信息和通信技术进行有效的组合[3]。3S技术是集空间信息、管理、应用于一体的多学科有机集成技术，是现代信息技术的有效应用，它在实施水环境监测方面发挥着重要作用，其应用不限于河流、湖泊，也为海洋监测提供了便利。这种技术一旦得到应用，就可在水文应急工作中进行更为有效的河道地形测量、控制网和点位测量、导航定位、管网与洪水的建模和分析，实时为管理部门提供现场资料，加快应急指导与更加科学的决策。3S技术的有效使用大大提高了水环境监测的效率，并将信息机化和智能化结合起来。虽然3S技术可通过识别水体光谱特征来分析水体的水质，但其准确度还受多种因素干扰，并且3S技术的局限性在于在实践中没有得到充分的应用，今后需要加大研究力度，拓展其发展空间。3S水环境监测技术的科学合理应用，加上信息技术与水环境治理领域的结合，将在一定程度上促进水环境治理技术的可持续发展。

（2）物联网技术

物联网技术作为一种现代技术应用到水环境监测中，能够满足水环境监测更新与迭代的需求，这种技术通过RFID与跟踪技术的协调，在控制点位安装多参数传感器，不仅可以满足不同应用领域的需求，而且监测效果较佳，可精准识别并且快速传递数据。智能水务管理项目系列是IBM开发的物联网技术应用的一个典型案例，特别是智能江港项目（美国纽约市）在互联网上应用多层面的探测技术对象，确保多个参数的数据实时收集与整合，充分掌握气象和河流断面以及水质等环境要素的信息。从环境监测、河流实时动态以及人类活动对河流生态系统的影响等方面，加强物联网技术的应用，以支持水生生态系统的正常运作[4]，了解湖泊的具体情况，在线收集和分析有关水质、水位和水温等信息。物联网技术通过嵌入GPRS網卡来保证网络传输，使水环境监测数据的在线采集和实时传输得到广泛应用，全面提高了水环境监测的及时性，节约了人力和时间。利用这一技术结合所获得的数据，可以有效地分析水环境的现状，并根据存在的问题制定解决方案。可以建立人机互动、在线数据传输和快速有效反馈的模式，有助于提高监测技术的智能化和人性化。

（3）其他技术

随着我国对水环境的重视，许多新技术得以涌现并推广，如生物传感器的应用。生物芯片技术在微生物控制方面能更好的分析水质污染状况，从而促进环境监测效率。水环境监测领域的信息技术正在朝着综合处理水质、水量的“点、线、面”多元化方向发展，水环境监测就可以与互联网+相结合。由于信息技术不断创新，凭借着相对先进的系统功能，水环境监测可以在现有基础上发展为信息化管理平台，并使水资源管理工作得到更好的发展。

4.提高水环境监测信息化建设的措施

（1）加大资金、政策投入

水环境监测是一项与人民群众利益密切相关的公益事业。充分的资金投入和政策支持对于应用信息技术、提高水环境监测质量至关重要。因此，各级政府和水务部门必须意识到加快水环境监测技术信息化的重要性，在地方一级加强生态、环境基础设施建设，积极完善水资源管理和信息化平台的开发，积极参与赋能技术信息化迭代，进一步促进水环境监测信息化的优化与发展。

（2）加强管理，保障运行

在水环境监测工作中，信息化技术的应用和发展，可以为我国水环境的生态和保护事业不断做出贡献。不论是生产、生活还是农业用水，加强水环境信息化的运行管理和技术改造工作，把环境保护放在重要位置[5]，可为人们提供安全可靠的水资源。有关部门要增强意识，进一步完善和发展信息化管理机制，并促使其逐步实现有序运行。

（3）构建专业的信息化人才队伍

在水环境检测工作中，专业技术人才起着重要作用。信息技术的不断优化和完善，使相应的工作更加科学、智能化。因此，要进一步提高水环境监测信息化应用的效率，就必须培养高素质、专业化的人才。在不断引进新技术与发达国家经验的情况下，开展知识转化和相关培训，不断突破水环境监测信息化技术创新，并且在水环境研究和技术开发领域加大对人才的培养。

5.结论

综上所述，水环境监测对生态系统的稳定运行起着不可替代的重要作用，城市与工业污水处理的管控也成为城市基础设施建设的重点。因此，水环境监测信息化的发展必须在现有模式基础上，利用新技术不断提高其监测效率，不断为社会提供优质服务，改善环境。

参考文献：

[1] 舒丽红. 浅谈环境监测信息化新技术的应用 --以水环境监测为例[J]. 江西化工， 2019（5）.

[2] 朱虹. 论水环境监测信息化新技术的应用[J]. 工程技术（文摘版）：00252-00252.

[3] 牛軍捷. 信息技术在水环境监测中的实践应用[J]. 信息记录材料， 2020， v.21（11）：96-97.

[4] 吴江涛. 浅谈新技术在水环境监测中的应用[J]. 能源与节能， 2016， 134（11）：110-111.

[5] 李学威. 基于物联网的环境监测系统研究——以新乡市废水与废气监测为例[D]. 河南师范大学.

作者简介：李琳，出生年月：1988.07-，女，汉，山东省、平阴县人，水工环 工程师，硕士研究生，黑龙江省地质环境监测总站，研究方向：水文地质，环境工程

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