基于水质自动监测系统的京杭运河常州段沿程水质分析

基于水质自动监测系统的京杭运河常州段沿程水质分析

张奇磊，夏 京，沈 琰，孙 南

(常州市环境监测中心，江苏常州 320400)

摘要基于2011～2012年京杭运河常州段沿线5个水站的自动监测数据，着重分析了水质氨氮、总磷浓度的沿程变化趋势，沿程水质变化的同步性影响以及自动监测数据和手工数据的一致性。结果表明，水质自动监测数据能有效地反映水质的变化规律，能较好地发挥预警功能。数据分析表明，在发生污染事件、降水等过程中，水质自动监测站数据均表现出明显的规律性。

关键词水质自动监测；水质分析；沿程变化；同步性

中图分类号S181.6

作者简介张奇磊(1979-)，男，江苏常州人，工程师，从事自动监测工作。

收稿日期2015-06-05

京杭运河常州段西起九里，东至横洛间，横贯常州市区，新、老运河在钟楼区连江桥上游分流，在梅港村下游合流。为实施环境资源区域补偿办法[1]，有效监测预警河流水质变化，2008～2009年，省、市环保部门分别在运河沿岸新建了6个水质自动站。水质自动监测系统实时、连续、高效的特征，为决策层有效管理京杭运河的水质情况提供了有效的技术支撑。笔者基于2011～2012年运河沿线水站的自动监测数据，着重分析了水质氨氮、总磷浓度的沿程变化趋势，以及水质变化的同步性影响。 为便于描述，按照水站的上下游关系，将运河分成4个河段，分别为连江桥下段(连江桥上-连江桥下)、同安桥段(连江桥下-同安桥)、东方大桥段(同安桥-东方大桥梅港村)、圩墩大桥段(东方大桥-圩墩大桥)(图1)。

1数据准确性评价

1.1质控考核情况水站数据质控主要采用质控样和实际水样比对考核，质控样考核相对误差要求在10%以内，实际水样比对考核相对误差要求在20%以内[2]。2011～2012年各水站质控样考核合格率均在95%以上，实际水样比对考核合格率均在73%以上。

1.2与手工数据比较从数据统计结果来看，手工单次监测值与水站月均值存在明显的偏差。而在一个较长的监测周期内，手工数据均值与水站数据均值相差较小(表1)，这在很大程度上说明了手工监测数据的局限性。

2京杭运河水质状况分析

2.1运河沿程氨氮和总磷浓度变化趋势

2.1.1 氨氮。京杭运河常州段氨氮浓度基本呈逐步上升趋势。德胜河水的汇入致使连江桥下段氨氮浓度呈下降趋势，但在同安桥段氨氮浓度明显升高，在东方大桥段和圩墩大桥段，氨氮浓度波动幅度相对不大，但整体上要高于上游河段(表2)；昼夜间氨氮浓度变化趋势类似，且昼间(08：00～20：00)浓度均高于夜间(20：00～次日08：00)(表3)；水站数据与手工数据变化趋势类似，水站数据整体上略高于手工数据。由表2可知，氨氮浓度从连江桥上水站的1.68 mg/L升至圩墩大桥水站的2.18 mg/L，上升了0.50 mg/L，上升幅度为29.8%。连江桥下段、同安桥段、东方大桥段及圩墩大桥段4个河段的氨氮浓度变化幅度在沿程氨氮浓度上升幅度中所占比例分别为-76%、244%、110%和7%，其中同安桥段氨氮浓度上升幅度贡献份额最高。

表1　水站与手工监测污染因子均值比对

表2　京杭运河常州段不同水站氨氮浓度变化

表3　京杭运河常州段不同水站昼夜间氨氮浓度变化

2.1.2总磷。京杭运河常州段总磷浓度基本呈逐步上升趋势。德胜河水的汇入致使连江桥下段总磷浓度呈下降趋势，但在同安桥段总磷浓度明显升高，在东方大桥段总磷浓度呈下降趋势，进入圩墩大桥段总磷浓度又明显升高(表4)；昼夜间总磷浓度变化趋势类似，昼夜间总磷浓度相差不大(表5)。由表4可知，总磷浓度从连江桥上水站的0.238 mg/L升至圩墩大桥水站的0.321 mg/L，上升了0.083 mg/L，上升幅度为34.8%。连江桥下段、同安桥段、东方大桥段及圩墩大桥段4个河段的总磷浓度变化幅度在沿程总磷浓度上升幅度中所占的比例分别为-48.2%、98.8%、20.5%和69.9%，其中同安桥段总磷浓度上升幅度贡献份额最高。

表4　 京杭运河常州段不同水站总磷浓度变化

表5　 京杭运河常州段不同水站昼夜间总磷浓度变化

2.2水质变化中特征污染同步性分析由于氨氮同步性变化较明显，因此选取2011年7月9～18日氨氮突变上升情况进行分析。由图2可知，京杭运河沿程水质氨氮浓度同步性变化比较一致，氨氮浓度高值带随河流流动依次出现。

3水站应急典型案例

水质自动站的预警和应急功能随着管理的深入和综合应用平台的完善，其表现越来越显著。2011～2013年京杭运河常州段水站典型的预警和应急事件共26起，以下选取典型案例简单介绍。2011年3月4日10：00开始，京杭运河圩墩大桥水站总磷、高锰酸盐指数和总有机碳等因子同时出现异常升高。得到该预警信息后，常州市监测中心立即组织人员对附近河流进行排查追寻污染源，及时分析原因，较妥善地处置了此次水质异常突变事件，这对今后的污染控制和防范工作起到了很好的指导作用。

4 结论

(1)京杭运河沿程水质自动监测站数据准确性总体符合要求，与人工采样、实验室分析结果相比，在短期内(如1个

月)、样本数量较少的情况下，两者间存在明显偏差；但在一个较长的时段内(如半年以上)，样本数量增加后，两者均值基本一致(相对偏差约15%)。

(2)水质自动监测数据能有效地反映水质的变化规律，能较好地发挥预警功能。数据分析表明，在发生污染事件、降水等过程中，水质自动监测站数据均表现出明显的规律性。

参考文献

[1] 苏政办发〔2007〕149号， 省政府办公厅关于印发江苏省环境资源区域补偿办法(试行)和江苏省太湖流域环境资源区域补偿试点方案的通知[Z].2007.

[2] 江苏省环保厅. 江苏省环境水质(地表水)自动监测预警系统运行管理办法(试行)[Z].2007.