大數據技術在水質監測中的應用

宋 岳

（太原學院環工系 山西 太原 030032）

1 引言

傳統水質監測的工作模式是通過人工定期對水資源進行采樣，帶回分析而后得出相關數據與結論，在這整個工作流程中存在耗時久、效率低等現象，水質具體情況的反映不具備太高的及時性、準確性與可靠性，并且無法反映水質的真實情況。大數據技術的出現，水質監測變得越來越智能化和自動化，實現了通過傳感器對水質狀況進行實時監測，對水質監測工作具有十分重要的意義。

2 水質監測中存在的問題

在當前水質監測相關工作中，還有一些較為明顯的缺陷與不足，主要體現在以下兩方面。第一，在水質監測工作開展中，由于需要監測的指標過多，需要通過不同類型不同功能的多種設備才能實現整個環節的監測工作，設備不同所具備的參數、原理、技術、費用、性能、維護、檢修等都存在很大的差異，不僅為工作人員帶來極大的工作壓力，設備使用方面也較為繁雜，無法實現統一化。若想實現對水質的高效監測工作，便要保證諸多設備的運行穩定性，定期對多臺監測設備進行檢修與維護；第二，由于監測設備的頻繁更換與性能的不同，對水質監測的數據會造成一定程度的影響，不同時期監測到的水質數據未統一整理接入同一系統中，導致監測數據效率低下且過于零散，數據無法反映出真實的水質狀況，缺乏可靠性與準確性[1]。

3 大數據技術在水質監測中的滲透

先前的水質監測系統大多較為注重水質數據的監測，而忽略數據的資源屬性與海量數據中有價值信息的挖掘。水質監測系統是在大數據技術、云計算技術、傳感器技術等技術支撐下所構建出的智能化系統，主要采用自動化分析儀器，完成對目標區域水質的監測，提升監測數據的質量與效率，實現水質監測的智能化、自動化、信息化。系統中云計算技術引入目的是對監測到的大量水質數據進行有效存儲，通過自身獨特的優勢特征與分布式存儲結構，將水質監測所有環節中獲得的數據進行集成管理與存儲，為水質數據的后期整理與分析做基礎；大數據技術在水質監測系統中的應用優勢主要是對監測到的水質數據在必要時進行有效分析與高效挖掘，提升水質監測數據分析的準確性，降低工作人員的工作強度，提高工作質量[2]。

4 大數據技術在水質監測中的具體應用

4.1 完善系統整體架構的優化設計

本文以太原市某化工企業為例進行相關說明，通過對現狀的了解，得知該企業的水質監測設備在各方面性能都較為不錯，能夠實現對水質的全面監測，記錄并反饋真實水質數據。其水質監測信息管理系統由感知層、網絡層和應用層三層組成，雖然看似不存在缺點，但實則缺乏對數據進行整合與統計的環節，導致監測數據準確性不夠高。而基于大數據技術背景下的優化型水質監測系統，可以有效解決這一問題，大數據技術可以實現數據處理層的新增，實現對水質監測到的大量數據進行管理、統計、分析與存儲，保障監測數據的完整性、真實性、可靠性與完善性，更高程度地提升水質監測工作質量。

4.2 完善系統功能模塊的規范化設計

大數據技術與水質監測系統的有效融合，可以使得系統的功能模塊更加規范與完善，具體表現在以下幾點：

（1）實現水質的動態監測與管理。動態監測與管理即從各個水質監測點，對所含的污染成分進行探測和分析，然后針對系統中甄別出的不符合要求的監測數據與情況以直觀的方式表達出來，進行預警，以達到警示效果，提高相關人員對該問題的關注度，制定符合實際需求的應急方案，以有效解決污水超標問題。

（2）實現對工廠信息管理模塊中各項信息的有效管理[3]。由于化工企業涉及大量的污水處理工作，不同類型的污水處理無論在規模上還是在設備類型上都存在著顯著的差異，因此有必要借助系統功能模塊對廠房中所有信息進行處理，特別是與污水處理、水質監測點和設備運行狀況有關的信息處理，科學合理地應用水質監測系統，實現管理層與決策層對廠房運行狀況的了解，然后在維護的基礎上定期檢查水質監測設備的整體狀況，保證污水全面有效地排放。

（3）實現水質數據的高效分析。該企業傳統水質監測設備不具備對水質分析結果數據讀取的功能，通過大數據技術的引入，可以實現在水質監測系統中增加水質數據分析模塊，完成后期水質監測數據分析結果在系統內的實時更新。

（4）實現大數據分析模塊的建立。水質監測設備中的終端傳感器設備需要全天候不間隔地測試水質，將監測到的水質數據傳輸至系統中，導致系統每天需要接收的數據規模非常龐大。利用大數據背景下的大數據分析可以有效解決這一問題，大數據分析模塊可以完成對監測數據的初步診斷與處理，剔除錯誤、冗余或不符合常規的錯誤數據，并且可以按照相關指標規定對數據進行深度自動分析，將水質檢測結果以最直觀的圖表形式展現出來，實現水質監測的高效率與高質量。

5 結語

綜上所述，大數據技術在水質監測中的應用優勢體現得非常明顯，不僅可以提高監測系統與監測數據的準確性、可靠性、完善性，提升水質監測的效率，還可以推動水質監測行業的可持續發展，為水環境的健康發展提供有力保障。