咸潮预警值设定的研究

管擎宇

（嘉定区环境监测站，上海201822）

咸潮预警值设定的研究

管擎宇

（嘉定区环境监测站，上海201822）

为研究咸潮预警，上海某饮用水源地安装了蓝色卫士水质综合预警系统。采用实验室配制人工海水模拟｀咸潮，通过动态实验研究蓝色卫士的咸潮预警值。试验证明，咸潮预警值设定范围为1.6～1.8较好。经过连续1a自动监测，蓝色卫士共准确预警预报两次咸潮，成功保障了该水源地的饮水安全。

蓝色卫士；咸潮；预警值；设定；研究

长江三角洲是全国经济发展速度最快的区域之一，由于其显著的地理优势使工业、农业、商业、贸易发达而且人口众多、密集。因此保证该地区饮用水源的水质安全问题非常重要。近年来，长江口地区频繁发生咸潮事件，严重影响了该地区的饮用水的水质安全。

目前对咸潮的形成原因、危害以及对策研究较多［1～2］，但是对咸潮的预警研究较少。沈萍萍［3～5］针对珠三角特殊的地形，采用可变河口盐度模拟迭代预警算法进行仿真，从而对该地区的咸潮预警。但由于该预警算法仅针对珠三角这一特殊情形，因此不具有广泛应用性。为了更加科学合理制定咸潮的应对措施，迫切需要及时准确地对咸潮预警预报。

蓝色卫士多维矢量指纹识别水质综合预警系统（以下简称蓝色卫士）是用于饮用水、地表水的一套多功能水质软监测智能专家系统。该系统分别在2008年北京奥运会、2010年广州亚运会、2011年深圳大运会上正式使用，为重大项目的水质安全提供保障。该系统在常规水质在线监测的基础上，改变了传统水质监测只监测单一指标，各个指标之间没有关联，指标反映的水质变化不明确，无法应对可能出现的各类水质突变的情况，利用有限的监测设备监测各类理化指标，通过软件模型将数据智能整合并分析，从而实现咸潮的预警预报。因此，设定合适的咸潮预警值对咸潮准确及时预报非常关键。

1 研究方法

1.1 地址选择

试验地址选择在上海市某辖区饮用水源自动监测站。该饮用水源地目地处长江入海口，每年十月至次年三月会发生海水倒灌，容易形成咸潮。为了确保该饮用水源地水质安全，该水质自动站安装了蓝色卫士水质综合预警系统。

1.2 试验材料和仪器

模拟咸潮采用氯化钠和超纯水按照一定的浓度配制。试验仪器采用蓝色卫士水质综合预警系统，其主要组成、型号及原理见表1。

表1 蓝色卫士系统组成

1.3 试验方法

试验选择在水环境各项背景值较为稳定的情况下进行，蓝色卫士各项监测指标的变化幅度小于± 3%。配制不同氯离子浓度的人工海水，在保持系统连续进水状态下，通过计量泵以一定的流速将配制好的模拟海水加入模拟河流的水箱中。观察蓝色卫士系统各指标受模拟咸潮的影响，研究蓝色卫士对咸潮的响应参数；记录不同氯离子浓度下蓝色卫士预警值的变化，从而确定咸潮的最佳预警值范围。

2 实验结果

2.1 水环境背景值

水环境各项指标背景值见表2。

表2 河水环境背景值

根据表2，实验河道河水本底氯离子浓度为50mg／L，该河道体本底的蓝色卫士触点为0.05。2.2 氯离子浓度对蓝色卫士各项指标的影响

根据《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020－93），氯化物含量均应＜250mg／L。所谓咸潮，是指氯化物浓度超过国家标准 （每升水氯化物含量为250mg）以上［3］。采用氯化钠和超纯水配制三种不同浓度的人工海水，氯离子浓度分别为90、180、250mg／L。在保持系统连续进水状态下，通过计量泵以0.1L／min的流速分别将其打入模拟河流的水箱中，直至蓝色卫士各指标稳定后停止。观察各指标起始和最大值的变化幅度，详见图1。

根据图1，水中氯离子浓度对蓝色卫士的各项指标有不同程度的影响，其中电导率和浊度影响显著。一方面，模拟海水主要成分氯化钠为强电解质，因此随着氯离子浓度的增加，对电导率的影响也逐渐增加，当达到咸潮时，即水中氯离子浓度为250mg／L，电导率变化幅度为27.8%。另一方面，加入的模拟海水对水中的浊度有一定的影响，这主要是由于河水的流速增加导致河水浊度增加。由此可见，咸潮对蓝色卫士的主要响应参数为电导率和浊度。

2.3 氯离子浓度对蓝色卫士触点的影响

在环境本底时，河水的本底氯离子浓度为50mg／L，此时蓝色卫士的触点为0.05。随着人工海水的不断增加，水中氯离子浓度也随之增大，蓝色卫士预警系统随即建立相应物质的数据库，蓝色卫士触点也随之变化。

表3 不同氯离子浓度下蓝色卫士的触点

当水中的Cl－浓度达到250mg／L时，不能成为安全饮用水源，即可认定为咸潮。根据表3，要达到咸潮预警，应在水中氯离子浓度达到180mg／L时，说明已出现部分海水倒灌，水中氯离子浓度有增大趋势，因此将蓝色卫士触点值设置为1.6，即可达到咸潮的预警和预报。蓝色卫士的触点的设置也可根据河水本身的状况做适当的调整，经试验验证，触点设置为1.6～1.8均可。

3 实例验证

上海市该饮用水源地水质自动站自2011年投入运行，咸潮的报警值设置为1.7。经过1a正常连续运行，在2011年3月和11月准确预警和预报两次咸潮。准确和及时对咸潮预警预报为饮用水源的饮水安全提供了保障。

4 结论

蓝色卫士水质综合预警系统能对咸潮很好地预警和预报。该饮用水源的蓝色卫士的触点设置范围为1.6～1.8，蓝色卫士对咸潮的响应参数为电导率和浊度。由于蓝色卫士的触点受水体电导率和浊度的影响，若应用于其他水域，应根据不同水域的本底值进行一定的试验适当调整蓝色卫士的触点，也可以根据各地区不同的需求做相应的调整，从而达到不同河道功能不同的需求。

［1］黄婷.浅析珠江三角洲咸潮危害与防治对策 ［J］.广东水利水电，2009，1：10－12.

［2］谭培伦，汪红英.三峡工程对改善长江口咸潮入侵情势的分析［J］.中国三峡建设，2004，11（5）：29－31.

［3］沈萍萍，方立刚.咸潮入侵预警预报信息系统的设计与仿真［J］.计算机仿真，2011，28（7）：391-394.

［4］沈萍萍，方立刚，杜祝平，等.珠江三角地区咸潮入侵预警预报信息系统的总体设计［J］.计算机与现代化，2008，10：116－119.

［5］陈水森，方立刚，李宏丽，等.珠江口咸潮入侵与经验模型——以磨刀门水道为例［J］.水科学进展，2007，9：751－755.

A Research on Threshold Value for Salt Tide Warning

GUAN Qing-yu
（Environmental monitoring station of Jiading District，Shanghai201822 China）

To study the salt tide warning，the blue defender water quality prediction system has been installed in one of source water area in Shanghai.By simulating the saline tide in the experiment，the threshold value for salt tide is studied through dynamic experiments.It shows that the threshold value for the warning is better when it is 1.6～1.8.Through the automatic monitoring for consecutive one year，the installed warning system has precisely predicted the salt tide twice in safeguarding the drinking water.

blue defender；salt tide；warning threshold value；setting；research

X832

：A

：1673－9655（2013）02－0139－03

2012－10－30

管擎宇 （1985－），女，江苏人，上海市嘉定区环境监测站，硕士，助理工程师，从事在线监测管理工作。