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重影響[2]。想要提出有效解決方案，對當前情況進行改善，首先需要對污染負荷問題進行科學精準的分析。針對這一情況，對壓管道灌排技術(shù)的面源污染負荷進行分析。

1 設(shè)計面源污染負荷分析方法

1.1 污染負荷數(shù)據(jù)收集

使用數(shù)據(jù)采集傳輸儀對污染負荷數(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。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)的面源污染負荷數(shù)據(jù)收集工作。

1.2 面源污染負荷計算

對數(shù)據(jù)采集傳輸儀采集到的數(shù)據(jù)進行處理，計算面源污染負荷。管道內(nèi)單位時間內(nèi)的污染負荷變化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，完成面源污染負荷的計算。

1.3 實現(xiàn)面源污染負荷分析

對面源污染負荷的計算結(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荷等級，進而對污染負荷進行評價。

除面源污染負荷值本身，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]。對面源污染負荷進行判斷，需要綜合考慮上述因素，對污染負荷程度進行判斷。設(shè)置污染值R計算公式如式(3)：

(3)

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

表3 污染負荷等級劃分

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荷等級。完成對壓管道灌排技術(shù)的面源污染負荷分析。

本文通過數(shù)據(jù)采集傳輸儀收集污染負荷數(shù)據(jù)，代入公式對數(shù)據(jù)進行計算得出面源污染負荷值，根據(jù)負荷值計算污染負荷程度，判定污染負荷等級，實現(xiàn)面源污染負荷分析。完成面源污染負荷分析方法的設(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)的面源污染負荷狀況為實驗對象，對面源污染負荷情況進行分析。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)準備

為了確保實驗結(jié)果的準確性，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)生的面源污染負荷情況不同，對其進行面源污染負荷分析的難度系數(shù)也不同，因此需要控制除負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荷狀況一致，防止干擾實驗結(jié)果的準確性[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)的面源污染負荷分析方法在分析面源污染負荷方面的有效性，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荷數(shù)據(jù)信息進行對比計算準確度，將準確度繪成折線圖。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)的面源污染負荷分析方法對面源污染負荷狀況的分析更加精準，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。在污染負荷程度較弱時，兩種方法差距不大，但是在污染負荷程度不斷增強時，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)方法則準確度波動較大，上下波動幅度為30%～80%，難以

準確分析污染負荷狀況，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)果準確度進行平均值運算，本文設(shè)計分析方法準確度為78.2%，而傳統(tǒng)分析方法的準確度只有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，而且更加科學有效，相比傳統(tǒng)方法能夠增強19.7%的準確度。

3 結(jié) 語

對面源污染負荷問題進行精準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荷分析的準確程度，相比傳統(tǒng)方法能平均提升19.7%的準確度。