宋 蕾

(新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧區(qū)水利規(guī)劃總站，新疆 烏魯木齊 830000)

隨著社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，人們開始對自身的身心健康和所處的生活環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生訴求，相比起過去盲目追求經(jīng)濟利益，現(xiàn)在空氣質(zhì)量、水資源質(zhì)量等環(huán)境污染問題愈加成為人們判斷生活質(zhì)量和生活滿意程度時主要考慮的因素之一[1]。

壓管道灌排技術(shù)是當(dāng)前水資源運輸?shù)闹匾緩街?。壓管道是指所有承受?nèi)壓或外壓的管道，無論其管內(nèi)介質(zhì)如何。壓管道是管道中的一部分，管道是用以輸送、分配、混合、分離、排放、計量、控制和制止流體流動的，由管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門、其他組成件或受壓部件和支承件組成的裝配總成。壓管道的使用使水資源運送質(zhì)量和速度得到了大大提升，但這一技術(shù)在實行過程中也受到了水污染問題的嚴(yán)重影響[2]。想要提出有效解決方案，對當(dāng)前情況進行改善，首先需要對污染負(fù)荷問題進行科學(xué)精準(zhǔn)的分析。針對這一情況，對壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷進行分析。

1 設(shè)計面源污染負(fù)荷分析方法

1.1 污染負(fù)荷數(shù)據(jù)收集

使用數(shù)據(jù)采集傳輸儀對污染負(fù)荷數(shù)據(jù)進行收集。將數(shù)據(jù)采集傳輸儀分散安置在污染源監(jiān)測點，通過設(shè)置的監(jiān)測點對數(shù)據(jù)進行采集監(jiān)測，再通過網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器的數(shù)據(jù)庫中，從而實現(xiàn)污染負(fù)荷數(shù)據(jù)的收集[3]。這一設(shè)備所需要具備的功能和技術(shù)要求如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)采集傳輸儀功能及相關(guān)技術(shù)

在壓管道中的不同節(jié)點設(shè)置監(jiān)測點，監(jiān)測管道出口、內(nèi)部節(jié)點、出口處的污水流量和污染物指標(biāo)。每兩小時記錄一次數(shù)據(jù)信息，同時對管道灌排時的水流流速、水流流量和水深狀況進行監(jiān)測[4]。除此之外還要記錄降雨量等信息，通過累積降雨量和降雨歷時計算降雨強度，降雨強度是影響污染負(fù)荷的因素之一。通過上述過程，完成壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷數(shù)據(jù)收集工作。

1.2 面源污染負(fù)荷計算

對數(shù)據(jù)采集傳輸儀采集到的數(shù)據(jù)進行處理，計算面源污染負(fù)荷。管道內(nèi)單位時間內(nèi)的污染負(fù)荷變化X計算公式如式(1)所示：

X=(Qi×Ci)-(Q×C)-K×C×V±L

(1)

式中：Qi為管道的入流量，m3/s；Ci為入流的污染物濃度,g/m3；Q為管道的出流量,m3/s；C為出流的污染物濃度,g/cm3；K為衰減系數(shù)；V為管道中的水體體積,m3；L為管道中污染物的源匯項。

針對不同管道上方的土地狀況，徑流對其影響也不同，大體影響系數(shù)如表2所示。

表2 徑流影響系數(shù)

設(shè)置a類型的土地影響系數(shù)為Pa，在土地類型影響下的面源污染負(fù)荷Xa計算公式如式(2)：

Xa=X×Pa

(2)

通過上述過程，完成面源污染負(fù)荷的計算。

1.3 實現(xiàn)面源污染負(fù)荷分析

對面源污染負(fù)荷的計算結(jié)果進行分析，判斷污染程度，并根據(jù)污染程度判定污染負(fù)荷等級，進而對污染負(fù)荷進行評價。

除面源污染負(fù)荷值本身，由于壓管道所安置環(huán)境的不同，分析壓管道灌排技術(shù)的面源負(fù)荷狀況還需要考慮很多因素，包括污染類型、污染水體的水質(zhì)及凈化能力、針對這一類型水污染問題的解決措施和應(yīng)對能力等內(nèi)容[5]。對面源污染負(fù)荷進行判斷，需要綜合考慮上述因素，對污染負(fù)荷程度進行判斷。設(shè)置污染值R計算公式如式(3)：

(3)

式中：Ia為面源污染負(fù)荷本身所占權(quán)重；Ii為其余影響要素指標(biāo)值，包括污染類型、污染水體的本身水質(zhì)及凈化能力；Wi為指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)計算出的污染值判斷污染負(fù)荷等級，等級劃分如表3。

表3 污染負(fù)荷等級劃分

將計算出的污染程度值代入表3，確定對應(yīng)的污染程度和污染負(fù)荷等級。完成對壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析。

本文通過數(shù)據(jù)采集傳輸儀收集污染負(fù)荷數(shù)據(jù)，代入公式對數(shù)據(jù)進行計算得出面源污染負(fù)荷值，根據(jù)負(fù)荷值計算污染負(fù)荷程度，判定污染負(fù)荷等級，實現(xiàn)面源污染負(fù)荷分析。完成面源污染負(fù)荷分析方法的設(shè)計。

2 實驗論證分析

為證明本文設(shè)計的壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法的有效性，設(shè)置仿真實驗。實驗過程中以某地區(qū)壓管道灌溉技術(shù)的面源污染負(fù)荷狀況為實驗對象，對面源污染負(fù)荷情況進行分析。按照本文設(shè)計的步驟完成壓管道灌溉技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法設(shè)計，分別記錄本文設(shè)計方法和傳統(tǒng)分析方法對面源污染負(fù)荷分析的結(jié)果，將結(jié)果與真實數(shù)據(jù)進行比較，計算誤差率，繪制兩種方法的實驗結(jié)果折線圖。

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

為了確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，對實驗變量進行控制。本文測試的是壓管道灌溉技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法，由于不同環(huán)境設(shè)置下產(chǎn)生的面源污染負(fù)荷情況不同，對其進行面源污染負(fù)荷分析的難度系數(shù)也不同，因此需要控制除負(fù)荷分析方法以外的其他變量因素，保證兩組對照試驗所測試的面源污染負(fù)荷狀況一致，防止干擾實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性[6-7]。本文模擬數(shù)據(jù)使用巴音溝渠首工程相關(guān)設(shè)置，實驗變量控制設(shè)置如表4所示。

2.2 對比試驗結(jié)果

為測試本文設(shè)計的壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法在分析面源污染負(fù)荷方面的有效性，分別使用本文設(shè)計的分析方法和傳統(tǒng)分析方法對同等條件的面源污染負(fù)荷進行分析。通過仿真技術(shù)模擬如上渠道長度和引水流量狀況，隨著實驗時間，增加污染負(fù)荷程度，將實驗后得到的數(shù)據(jù)結(jié)果同真實面源污染負(fù)荷數(shù)據(jù)信息進行對比計算準(zhǔn)確度，將準(zhǔn)確度繪成折線圖。實驗結(jié)果如圖1所示。

表4 實驗環(huán)境設(shè)置

圖1 實驗結(jié)果對比圖

通過圖1可以看出，相比于傳統(tǒng)方法，本文設(shè)計的壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法對面源污染負(fù)荷狀況的分析更加精準(zhǔn)，更符合真實情況。在進行對比試驗的過程中，使用本文方法得到的分析結(jié)果一直非常接近真實情況數(shù)據(jù)，維持在75%～83%之間，而使用傳統(tǒng)方法得到的分析結(jié)果卻相對存在較大偏差。在污染負(fù)荷程度較弱時，兩種方法差距不大，但是在污染負(fù)荷程度不斷增強時，使用本文方法依然能夠穩(wěn)定進行分析，得到精確分析結(jié)果，而使用傳統(tǒng)方法則準(zhǔn)確度波動較大，上下波動幅度為30%～80%，難以

準(zhǔn)確分析污染負(fù)荷狀況，與本文設(shè)計方法相比，最大差距達到了45%。對各時間點的分析結(jié)果準(zhǔn)確度進行平均值運算，本文設(shè)計分析方法準(zhǔn)確度為78.2%，而傳統(tǒng)分析方法的準(zhǔn)確度只有58.5%。以上數(shù)據(jù)對比證明本文設(shè)計的壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法具有極強穩(wěn)定性，能夠應(yīng)對不同情況的工作需要，而且更加科學(xué)有效，相比傳統(tǒng)方法能夠增強19.7%的準(zhǔn)確度。

3 結(jié) 語

對面源污染負(fù)荷問題進行精準(zhǔn)分析能夠及時有效控制壓管道中的污染問題，推廣壓管道灌排技術(shù)的使用，可有效提高水利設(shè)施發(fā)展水平，增強社會環(huán)境效益。因此，進行壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析具有深遠現(xiàn)實意義。對本文設(shè)計的壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法進行測試，試驗結(jié)果表明，本文設(shè)計的壓管道灌排技術(shù)的面源污染負(fù)荷分析方法分析效果良好，具有極高可行性，使用這一設(shè)計能顯著提升對面源污染負(fù)荷分析的準(zhǔn)確程度，相比傳統(tǒng)方法能平均提升19.7%的準(zhǔn)確度。