地表水在線監測系統的建設與運行管理研究

摘要：地表水在線監測系統能夠對水質狀況進行實時監測，其對水資源管理至關重要。通過對地表水水質自動監測系統進行研究，分析了地表水在線監測系統的建設運行，并對該地表水在線監測系統進行了具體案例實施。以期為地表水在線監測系統的建設與運行管理提供一定的借鑒與參考。

關鍵詞：地表水;在線監測系統;建設;運行管理

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）12-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.069

Research on construction and operation management of on-line surface water monitoring system

Ji Yinxing

（Ecological Environment Monitoring Center of Nantong City，Jiangsu Province，Nantong Jiangsu 226001，China）

Abstract：The surface water online monitoring system can monitor water quality in real time， which is very important for water resources management.This paper analyzes the construction and operation of the surface water online monitoring system by researching the surface water quality automatic monitoring system， and implements a specific case of the surface water online monitoring system.It is expected to provide a certain reference and reference for the construction and operation management of the surface water online monitoring system.

Key words：Surface water;Online monitoring system;Construction;Operation management

隨著社會的不斷發展與人們生活水平的提高，水污染的問題逐漸成為社會聚焦的重點，城市化程度的加深意味著需要提高對人們日常生產生活中所產生污染物的處理能力及效率，而且需要做好所居住區域的地表水水質狀況監測，一不留神，將會引起巨大的負面社會效應。在過去，對某水域進行水質監測通常采用現場采樣、實驗室分析的手段，這種監測方法存在很大的缺陷，首先就是監測頻次低，再者就是采樣的代表性不足，這就造成監測失效或者監測結果誤差大，并不能真實反映出所監測水域的水質質量狀況。因此，為了科學、客觀地反映出相關水域的水質污染情況，必須建設地表水在線監測系統，對相關水域實施全天候自動實時動態監測，以期對水資源的質量狀況進行評價分析，根據監測結果得出水質變化規律，能夠為相關水資源管理部門制定預防策略，控制治理水質再污染提供可靠的理論依據與數據支撐。而隨著科學技術的飛速發展，現階段在建設及運行水質自動監測系統上已積累了一定的現場經驗。

1 構建地表水水質自動監測系統

為解決無法及時科學、客觀反映地表水污染狀況的問題，構建地表水水質自動監測系統至關重要，其能夠實時自動監測地表水質量變化規律。圖1所示為地表水水質自動監測網結構圖，將已有的水文監測站進行升級改造，并將監測數據進行匯總分析，以形成一個綜合性的地表水水質監測系統。在監測地表水的過程中，嚴密監測水質的溫度、溶解氧、pH值、電導率、高錳酸鹽指數、總有機碳、總氮、總磷、濁度及氨氮等參數，并改善相關監測部門的監測能力與技術手段，以建設更為完善的自動監測系統。

構建形成的地表水水質自動監測系統在監測水質污染方面具有很大的優勢，主要體現在以下4個方面。

（1）降低社會水資源監測站建設成本，可在原有水資源監測站上進行優化升級改造，在滿足地表水水質自動監測要求的同時，還可避免重復建站，從而達到節約成本的目的。

（2）地表水水質自動監測系統的應用，能夠解決監測能力不足的現象。升級改造后的監測站有能力完成信息化傳輸，使所監測水質樣本得到最快送檢，使技術人員有能力及時完成更多樣本分析，使所監測水質更具代表性。

（3）地表水水質自動監測系統監測范圍更廣，結合水文監測浮標運用數據遠程傳輸可對環境條件差的區域進行水質狀況監測，圖2（a）、（b）所示為位于湖泊中的水質監測浮標及其結構圖。

（4）構建的地表水水質自動監測系統能夠保存監測的水質狀況監測數據，可根據歷史數據對某區域的地表水水質狀況進行研究分析，以得出水中污染物的擴散規律，有利于對水中的污染物進行有效處理。

2 地表水在線監測系統的建設運行

2.1 站點選擇

在建設地表水在線監測系統的時候首先需要對站點進行選擇，對監測站點的合理選擇能夠真實地反映所監測水域的污染狀況，需具有很強的代表性。在選擇站點時需要考慮地表水流是否穩定，所在斷面存在的湍流情況，地表水深度及所監測區域堤岸抗沖刷能力，這些因素都會影響到監測的準確性。經過對某地區小流域進行勘察研究，在該流域符合設置要求的5個位置建設了在線監測系統站，以對該水域進行水質狀況分析。

2.2 儀器選型選購

在建設地表水在線監測系統的過程中，在合理選擇站點的同時，還需要認真對所需儀器設備進行選型選購，這些儀器設備是在線自動監測系統的心臟，在建設過程中應綜合考慮其測量范圍、測量方法、分辨率及售后服務是否周全等，所選用的儀器必須符合我國水質監測國家標準。在選型選購的過程中應根據所監測區域的水質狀況來選擇儀器量程，所估算的最大濃度值應位于有效量程內。根據某水域歷史數據，針對所監測的水體各指標所選用的測量方法有監測水體溫度選用的傳感器法，監測pH值采取的玻璃電極法，監測溶解氧選用的熒光法，監測高錳酸鹽指數選用的高錳酸鹽氧化法，監測氨氮采用的比色法等。

2.3 地表水在線監測系統配置與運行

地表水水質自動監測站對水體溫度、高錳酸鹽指數等必監項目與葉綠素a、揮發性有機物及生物毒性等選擇性監測項目按照一定的頻次進行采樣，一般每隔4個小時采樣一次，也可根據不同的管理增加采樣頻次，可通過遠程信息網絡把監測到的數據傳輸至任何水質監測站。為了方便人們理解，可將水質狀況按照污染的程度分為六類，即I類水質、II類水質、Ⅲ類水質、IV類水質、V類水質及劣V類水質，其中I、II類水質又被稱為優質水質，將劣V類水質稱為重度污染水質，人們可通過互聯網在線監測有關水域的水質狀況?？紤]到水質自動監測系統有時會受到外界環境的影響，偶爾會出現信息傳輸中斷、數據缺失的現象，因此需及時對相關水質自動監測站的儀器設備進行檢查修復，并做好日常維修，以降低自動監測站運行過程中的故障發生率。

3 系統實施方法

3.1 地表水水質自動監測方法

地表水水質自動監測系統需要對水中的相關參數進行監測，實時動態監測水體的流向，流速與流量的變化情況，以及水體溫度、濁度、氨氮量、總氮、總磷、pH值、鹽度、電導率、含沙狀況、高錳酸鹽指數及溶解氧等參數的變化情況。

3.2 實施案例

以長江流域某水資源管理局為例，在制定水質自動監測系統實施方案后，通過具體的實踐證明自動監測系統能夠很好地反映出相關水域的污染狀況：2016年～2019年間在該水域6個具有代表性的站點上布置SBE37-SM型溫鹽深測量系統，積累了該水域的水體溫度及鹽濃度歷史數據，通過對這些數據進行研究，分析出了該水域內的水體倒灌原理，這套系統監測出含氮、含氧量及電導率等數據具有很高的可靠性，能夠在一定程度上反映出該水域范圍內的水質狀況。該水域的6個水質自動監測系統組成的監測網能夠實時動態地對該水域進行在線監測，能夠及時準確地反映出該水域的相關監測項目的變化情況，對該水域污染程度進行監控，以為相關水資源管理部門及時處理水環境污染事件提供科學合理的決策依據。

4 結論與展望

既要綠水青山又要金山銀山，在線監測系統的運行有利于國家在大力推動經濟發展的同時促進生態文明建設，有利于研究水體中的污染物變化規律，有利于相關水資源污染管理部門制定出控制處理污染物的有效策略。建設水質自動監測系統能夠解決好以往監測水平低，監測結果與實際污染程度誤差大的問題，其能夠布置在環境條件差的水域，擴大了水質監測范圍，對促進水質監測站升級改造，合理配置社會資源，推動國家水污染防治計劃也具有非常重要的意義。

參考文獻

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收稿日期：2020-09-19

作者簡介：季寅星（1986-），男，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為水、大氣、噪聲自動監測監控;污染源治理;機動車尾氣監測監控。