基于物联网技术的“水空一体化”动态监测管理系统设计

针对目前河道管理中水资源信息不全面,协调共享机制不健全和无法全过程动态监测管理等主要问题,本文提出将物联网(IOT)技术应用于“智慧治水”管理系统中,并融合无人机、无人船、5G通信等技术,构建“水空一体化”动态监测管理系统,设计了由感知层、网络层、平台层和应用层构成的管理平台框架,分析了其关键技术,并探讨了该系统在水利工程建设和监督管理中的应用情况。实践证明,该系统可以实现河道的精细化、信息化、全域化管理,为构建“人水和谐”的生态环境提供一套有效的解决方案。

可可西里湖泊群立体监测技术方法及应用

高原地区的湖泊自然、地理、气候条件恶劣,常位于人烟稀少的无人区,实地获取湖泊的基础数据十分困难。为了解决高原地区湖泊的水资源、水环境、水灾害的监测、评价、研究等方面比较滞后的问题,以青海省可可西里地区盐湖流域为研究区域,建立空-天-地-水一体化立体监测集成系统,获取盐湖湖泊全方位的基础数据,并对可可西里盐湖的面积、水位、容积及湖泊潜在溢出路径等进行分析与预测。结果表明:盐湖湖泊面积从2015年1月的147.41 km^2增长至2018年12月的196.27 km^2,4 a期间增长面积达48.86 km^2,增长率达24.9%;湖泊容积由19.116亿m^3增长至33.878亿m^3,4 a期间增长容积达14.762亿m^3,增长率达43.6%。通过建立基于高原湖泊的空-天-地-水一体化立体监测系统,获取高精度的高原地区湖泊的基础数据,能为可可西里盐湖流域的水资源管理与生态环境保护提供数据基础和决策支撑。

基于“源-质”响应的香溪河流域问题解析

开展流域水环境问题症结分析,是支撑流域水生态环境修复治理和精准管控的关键途径。应用“空-地-水”一体化模型体系,面向香溪河流域构建了“源-质”响应关系模型,并进一步对该流域水环境问题开展定量精准解析。根据水质监测断面2019年实测数据进行模型验证,总氮(TN)、总磷(TP)浓度相对误差均在10%以内。结果表明,污水处理厂、工业源和畜禽养殖是造成香溪河水质污染和富营养化的3类主要污染源,总贡献率超过60%。对于泗湘溪断面,污水处理厂输出的TN、TP总量为193.28和40.51 t/a,工业源为226.25和31.69 t/a,畜禽养殖为187.75和29.82 t/a;对于长沙坝断面,污水处理厂输出的TN、TP总量为376.31和48.97 t/a,工业源为295.30和39.91 t/a,畜禽养殖为128.09和41.61 t/a。基于当前流域水环境综合治理的迫切需求,该流域未来应加大这3类污染源的截污控源力度。