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淦河流域水环境水文特性勘测技术分析

2024-04-24晏娟娟

大科技 2024年16期
关键词:勘测水文流域

晏娟娟

(湖北省咸宁市水文水资源勘测局,湖北 咸宁 437000)

0 引言

近年来,社会经济飞速发展,城市化进程不断加快,部分隶属于自然生态的河流在此环境下被更替为城市河流域,受工业、农业排放等污染影响严重,流域水资源破坏问题突出。为降低水污染的不良影响,维护生态环境平衡稳定,加强水污染治理至关重要。在水污染治理中,水文特性勘测工作发挥着重要的作用,能够有效且全面地分析水环境特点,为水污染治理提供重要参考依据,促进水污染工作高效进行。

1 流域水环境水文特性勘测内容

流域水环境指的是在某一地理区域下的水体以及自然水分布状况,涉及地下水、地表水、湿地、湖泊、河流、冰川等内容,水体的变动会直接影响流域下的气候条件以及生态系统稳定性。流域水环境的水文特性主要衡量水质与水量两项内容,它与水文循环有着十分密切的关系,水文循环全过程的各项环节都会对流域水环境的水量与水质状况产生影响。

在流域水环境水文特性勘测中,按照技术标准和规范,使用水文勘测仪器设备、遥感设备等先进技术,测量勘察、记录整理水文特性相关信息,包括水体流量、水位、含沙量等水文要素,并对水体水质变化进行取样和化验。

流域水环境水文特性勘测,能有效发现水文地质问题,改善地质环境污染,保护生态环境,提高经济效益。对于淦河流域污染环境,利用水文特性勘测技术,能够进一步探查污染区域现状和历史活动状态,对水环境进行全面调查。调查内容可包括污染现状、污染途径、污染来源等多方面情况,了解地下水分布、水位、流向、地下水径流、动态变化等信息,对水环境污染进行综合评估,给出针对性治理意见。通过科学的水文环境分析,采取针对性解决策略,促进淦河流域优化发展。

水文特性勘测技术分析,主要包括以下内容。

(1)水文监测。汛期每天8:00、20:00 各观测一次;非汛期每天8:00 观测一次。其中要加强降雨量监测,记录并分析降雨量、降雨覆盖区域等情况,建立降雨模型,分析总结区域降水特点,掌握充分信息并有效利用。

(2)水环境监测。淦河水功能区划为保留区,根据《水环境监测规范》(SL 219—2013)要求,水功能区为保留区的河流,每年采样6 次,丰、平、枯水期各两次。对于部分含泥沙较多的水域,当含泥沙较多的流域流经平坦区域时,会逐渐向下沉淀,地面高度有所提升,使用泥沙监测仪器,可有效判断分析水文泥沙情况,为水文地质环境污染治理工作提供帮助。

(3)水生态监测。根据《水环境监测规范》(SL 219—2013)要求,浮游生物每季采样1 次,全年4 次;着生生物春秋季各采样1 次,全年2 次;底栖动物春秋季各采样1 次,全年2 次;鱼类样品在秋季采集,全年1 次;也可按照丰平枯水期或一年四季采集。水体初级生产力监测每年2 次,春秋季各1 次。生物体污染物残留量监测每年1 次,在秋季或冬季采集样品。

(4)水域岸线监测。人工巡测和遥感动态监测是项周期性工作,根据河流区域位置和水功能区划,确定监测频次。河流管理机构巡视员直接执行的人工巡测每3 个月一次,沿河水利站及沿河行政村村长执行的日常巡测每周次。遥感动态监测和对遥感影像的处理解译工作1 个月一次。

(5)水文站网监测。现阶段,信息技术发展迅速,水文特性勘测技术与信息技术相结合,能够达到更好的应用效果。通过水文站网,调整和优化水文站网布局,优化水文勘测方法,分析全方位数据信息,健全水文网络检测体系,保证水文勘测的准确性和科学性。

(6)水文循环监测分析。流域水环境水文循环为水的气候循环,用来描述自然环境中的水分布状况以及运动变化情况,它涉及众多动态化以及复杂化内容,水文循环过程为蒸发、凝结、降水、产流以及汇流,它容易被外界多种条件因素所干扰,如气候状况、地形地质条件、植被分布以及人类活动影响。

2 流域水环境水文特性勘测技术方法

2.1 技术选择

水文特性勘测技术,常有钻探技术、动态监测技术、钻井抽水技术等,不同的技术有不同的优缺点,适用于不同水文勘测工作,应合理选择技术类型,保证勘测效果。物探方法,能够有效确定富水带和含水层位置,为探孔布置提供参考依据,具有准确性、全面性、精度高的应用有点,但成本相对较高;抽水试验,能够有效计算地下水水量,可直接获取各种边界对流场信息,但耗费时间较长,不太适用于小规模勘测;钻探技术能采取地层剖面情况,选取实体样本,为实验提供一定数据资料,其可获得实体样本,直观性更强,但也不适用小规模勘测;同位素技术,可利用同位素,对地下水循环机制追索,根据水体同位素含量,确定水体年龄,以此研究地下水溶质运移机制,方法灵活度较高,能够准确定量定位,但示踪剂可能会对水源造成污染,成本也较高;水文地质测绘技术,可初步分析判断地下水类型、分布、水动力条件等,分析详细全面,但比较耗时费力。

2.2 勘测点设置

对污染区域进行勘测前,应首先选择合适的勘测点。区域内部的环境信息和污染地点是动态变化的,勘测点的设置也应当根据不同时间段特点合理选择。一般情况下,应将勘测点分散布置在不同的污染区域内,并确保兼顾全部污染点,方圆50cm 内,布置2~5 个勘测点,保证勘测全面性和水体勘测的高效率[1]。对于潜在污染区域,应设置3 个以上勘测点。若污染区域的规模较大,应尽量多设置勘测点,保证勘测的有效性,全面反映出污染场地的特征[2]。

2.3 样品采集

样品的采集,是水文勘测的基础环节。首先,要梳理调查内容,提前做好勘测方案,制订样品采集计划,注意样品采集的深度和广度,采集土壤样品和污水样品等,保证采样工作质量和效率,避免出现遗漏或错误等问题。其次,使用先进的仪器设备进行勘察和样品采集工作,全方位了解水文地质环境特征,充分分析地质水文条件等情况,对污染来源进行集中勘察,以此掌握区域内各项数据信息,为水文特性勘测的顺利开展提供有利条件[3]。

2.4 样品保存

为保证检测结果的有效性和科学性,要避免采集样品发生性质变化,做好样品的储存工作。首先,应在采集的样品上,全面标注出地点、时间、数量等相关信息。其次,做好样品密封保存,避免其受到外界环境因素的干扰。另外,还应定期检测样品的性能特质,2h 内进行样品检测。为防止样品性质变化,还应将其放在恒温箱或干冰袋中保存,控制温度适宜。在样品检测前,检查样品保存情况,若存在异常,则不可应用到检测工作当中。

2.5 样品检测

样品检测过程,应全面分析样品的组成和各物质含量等情况。在检测前,技术人员应查阅区域相关资料,确定可能存在的污染类型与范围。例如,在水样品检测时,应进行水样试验,分析废水浓度和流向的有关数据,确定不同区域的排污条件[4]。土壤试验中,则主要检查分析土壤的物理性质、含水率、土壤有机质浓度、塑性指数等。对于水污染的测定,还应根据光谱、化学反应等特征,判断水污染组成和浓度,以确定各地区的污染范围和具体情况等。

2.6 数据分析

在样品检测完成后,要进行充分的数据计算分析,构建数据模型,进行准确的模拟计算,整合分析报告内容,全方位掌握污染信息,包括环境地质污染来源、地质特征、地下水分布、地下水污染、动态分布等情况,结合实际情况,根据风险评价机制,对现存的污染区域和潜在的污染区采取有效的处理和应对措施,减少风险发生概率。

3 流域水环境水文特性勘测技术具体应用

为进一步研究流域水环境水文特性勘测技术的应用,以长江一级支流金水水系中的淦河作为研究对象,分析水文勘测技术的实际应用。

3.1 淦河流域现状

3.1.1 地理位置

淦河系长江中游南岸支流金水上游的主干,发源于大幕山南麓通山县万家乡门楼村,由南向北流经咸安区桂花、马桥等乡镇,穿咸宁市城区后沿向阳湖垸北缘于龚家懈注入斧头湖,汇入金水经金水闸最后注入长江。淦河(金水斧头湖以上)流域面积854km2,占金水流域面积2615.9km2的32.6%,干流河长76.6km。淦河咸宁市城区段从徐家湾至熊家湾,位于淦河中下游河段,城区河段长约22km,河道平均比降为1.36%。淦河属鄂东南低山丘陵区[5]。

3.1.2 地形地貌

淦河流域属鄂东南低山丘陵区。地势南高北低,岭谷平行相间,山丘盆地参差,沿江滨湖交接,为其地貌特征。其东南边缘属幕阜山脉,白西南向东延绵于湘、鄂、赣三省边界,海拔高程1000m 左右。地形地貌以中山和低山丘陵为主,山间沟谷纵横。

3.1.3 水文气象

淦河流域属典型的亚热带大陆性季风气候,夏热冬冷,四季分明。由于幕阜山脉面对季风暖湿气流的来向,地形的抬升作用,促成本地区为全省多雨区之一。淦河流域地处亚热带季风气候带,四季分明,雨量充沛。流域多年平均降水量1560.7mm,折合水量13.33 亿m,多年平均水面蒸发量685mm,属较湿润地区。降雨在空间上分布不均,自西北平原向东南山地递增,形成东南大于西北,山地大于平原,迎风坡大于背风坡的规律。在时间上分布也不均匀,降雨主要集中在3—8 月,占年降雨量的70%以上,丰、枯水年之间,差别较大。全区多年平均气温为17.4℃,极端最高气温41.4℃,极端最低气温-15.4℃,年日照数为1524~1824h,无霜期240~270d。淦河水温最高为34℃,最低为0.4℃,年平均水温17.9℃,无封冻。淦河流域设有温泉水文站、十好桥水文站;设有柏墩、大桥雨量站。温泉水文站多年平均降水量1634.5mm,多年平均蒸发量826.2mm,多年平均径流量5.254 万m3;十好桥水文站多年平均降水量1542.5mm,多年平均蒸发量667.2mm,十好桥水文站多年平均径流量5.346 万m3。

3.1.4 自然灾害

淦河流域洪水均由暴雨形成。洪水发生时间与暴雨基本相应。3—8 月为汛期,年最大洪水多发生于每年5—7 月,其中5、6 两月出现次数最多。淦河属山溪性河流,虽然面积不大,但坡度大,汇流快,调节能力小,加之雨量丰沛,河网密布,流域水系形状呈扇形,洪水过程多为尖瘦单峰型,且峰高量大,历时3d 左右。

3.2 淦河流域水质状况

淦河总体水质为优,监测断面水质当中,黄石洞、一号桥水质符合Ⅰ类标准,南川水库、山下陈、十好桥水质符合Ⅱ类标准,咸宁蜂场以及窖咀符合Ⅱ类标准,无劣Ⅴ类水质。在自然因素的影响下,不同区域的河流域水质存在明显差别,在不同区域的受污染程度也不同,随着水流方向,污染不断加深,河流交汇区域的污染最为明显。淦河监测断面水质情况如表1 所示。

表1 淦河监测断面水质情况

4 结语

综上所述,利用水文勘测技术,对该河流水文特性调查研究,进而有效为淦河水环境污染治理工作提供参考资料。应用水文勘测技术,淦河未来要达到符合地表水质量标准、农田灌溉水质标准、渔业水质标准以及地下水质量标准要求;水污染排放标准则要达到轻度污染甚至是无污染标准要求;水体透明度、溶解氧以及氧化还原电位都要达到水质要求的标准。

为保证水文勘测的科学性和准确性,应提高水文特性勘测技术的操作水平,首要充分了解流域特性,合理布置测点,采样,分析等手段,进而为流域水环境分析等工作提供重要参考依据,提高水环境监测管理,促进流域健康发展。

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