典型村镇水环境监测预警体系构建及其应用对策研究 ————以湖南省姜畲镇为例

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水是生命之源,也是地球资源的重要组成部分,水环境质量保障对于全球可持续发展具有非常重要作用。随着社会的不断进步,农村经济水平迅速发展,然而伴随而来的问题就是村镇环境质量下降,其中尤以水环境污染问题最为严重。水环境监测在预防和控制水体污染方面起着重要作用,是保障环境质量的重要环节,目前水环境监测方法和体系较为成熟,但随着时代发展以及新时期需求,尤其是在大范围、精准性以及时效性等方面,目前的监测体系和技术方法还难以满足现实需求。伴随着无线传感技术的进步,立足于这一技术改进监测手段逐渐进入了人们的视野,它的突出优势在于可以实时感知环境变化并就数据结果提出快速预警,能够在提高时效性和扩大监测范围的同时降低成本,这对于村镇水环境这类监测范围广、监测指标复杂以及监测难度大的场景非常适用。基于此,为了全面提高农村水环境质量,有效推动农村水环境在线监测和应用,本文通过问卷调查、资料分析、现场采样以及多元数据分析等研究方法对姜畲镇辖区内水环境现状和问题进行系统分析,并结合实际情况,利用物联网等先进的科学技术,设计出一套水环境在线监测体系,且在此基础上提出该体系的应用优化策略,以期为农村地区水环境在线监测提供现实依据和理论基础。相关结果如下1)首先就论文的研究背景,研究意义以及国内外研究现状等展开了概述,阐述了论文相关的理论基础,接下来通过对常见的监测指标和监测方法的分析,筛选出研究区姜畲镇水环境的主要监测指标,明确辖区内水环境的水质评价标准。(2)根据姜畲镇的地理位置、流域位置以及气候水文条件的特点,初步在涟水、团结渠和白鹭水库共设立10个监测断面,采集水样并进行分析,通过对监测点位一系列监测指标的监测结果分析,发现涟水和团结渠主要是N超出标准值,白鹭水库主要是P超出标准值,由此识别出研究区水体污染的主要类型为生活污水污染、农业面源污染和工业废水污染。(3)基于这一结果,应用K-Means聚类对姜畲镇各个水环境监测点的数据展开聚类分析,以期对姜畲镇水环境现有的监测点进行科学分类。在此基础上,遵循监测点位布设的规则,综合考量环境因素、工业发展程度、污染源特征等因素,对姜畲镇主要地表水环境监测的3大水域的10个监测断面进行筛选分类,最终优化为6个监测断面,以此在节约成本的前提下,更加有效的在姜畲镇组建水环境监测体系。(4)针对前文对姜畲镇水环境的污染现状和村镇水环境监测的实际需求,本文在充分规避以往监测方法不足的基础上,构建出一套立足于无线传感器的监测系统。该系统涵盖了以下几个部分:数据采集模块、Zig Bee网关和控制中心软件。其显著优势在于可以就那些范围较大的水环境展开监测,跳出传统监测固有的限制。最后按照本文设计的水环境监测预警系统,分别从政策维度、技术维度和管理维三个层面对我国当前在村镇地区水环境在线监测应用管理策略提出了建议。