地表水在线监测系统的建设与运行管理研究

摘要：地表水在线监测系统能够对水质状况进行实时监测，其对水资源管理至关重要。通过对地表水水质自动监测系统进行研究，分析了地表水在线监测系统的建设运行，并对该地表水在线监测系统进行了具体案例实施。以期为地表水在线监测系统的建设与运行管理提供一定的借鉴与参考。

关键词：地表水;在线监测系统;建设;运行管理

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：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

随着社会的不断发展与人们生活水平的提高，水污染的问题逐渐成为社会聚焦的重点，城市化程度的加深意味着需要提高对人们日常生产生活中所产生污染物的处理能力及效率，而且需要做好所居住区域的地表水水质状况监测，一不留神，将会引起巨大的负面社会效应。在过去，对某水域进行水质监测通常采用现场采样、实验室分析的手段，这种监测方法存在很大的缺陷，首先就是监测频次低，再者就是采样的代表性不足，这就造成监测失效或者监测结果误差大，并不能真实反映出所监测水域的水质质量状况。因此，为了科学、客观地反映出相关水域的水质污染情况，必须建设地表水在线监测系统，对相关水域实施全天候自动实时动态监测，以期对水资源的质量状况进行评价分析，根据监测结果得出水质变化规律，能够为相关水资源管理部门制定预防策略，控制治理水质再污染提供可靠的理论依据与数据支撑。而随着科学技术的飞速发展，现阶段在建设及运行水质自动监测系统上已积累了一定的現场经验。

1 构建地表水水质自动监测系统

为解决无法及时科学、客观反映地表水污染状况的问题，构建地表水水质自动监测系统至关重要，其能够实时自动监测地表水质量变化规律。图1所示为地表水水质自动监测网结构图，将已有的水文监测站进行升级改造，并将监测数据进行汇总分析，以形成一个综合性的地表水水质监测系统。在监测地表水的过程中，严密监测水质的温度、溶解氧、pH值、电导率、高锰酸盐指数、总有机碳、总氮、总磷、浊度及氨氮等参数，并改善相关监测部门的监测能力与技术手段，以建设更为完善的自动监测系统。

构建形成的地表水水质自动监测系统在监测水质污染方面具有很大的优势，主要体现在以下4个方面。

（1）降低社会水资源监测站建设成本，可在原有水资源监测站上进行优化升级改造，在满足地表水水质自动监测要求的同时，还可避免重复建站，从而达到节约成本的目的。

（2）地表水水质自动监测系统的应用，能够解决监测能力不足的现象。升级改造后的监测站有能力完成信息化传输，使所监测水质样本得到最快送检，使技术人员有能力及时完成更多样本分析，使所监测水质更具代表性。

（3）地表水水质自动监测系统监测范围更广，结合水文监测浮标运用数据远程传输可对环境条件差的区域进行水质状况监测，图2（a）、（b）所示为位于湖泊中的水质监测浮标及其结构图。

（4）构建的地表水水质自动监测系统能够保存监测的水质状况监测数据，可根据历史数据对某区域的地表水水质状况进行研究分析，以得出水中污染物的扩散规律，有利于对水中的污染物进行有效处理。

2 地表水在线监测系统的建设运行

2.1 站点选择

在建设地表水在线监测系统的时候首先需要对站点进行选择，对监测站点的合理选择能够真实地反映所监测水域的污染状况，需具有很强的代表性。在选择站点时需要考虑地表水流是否稳定，所在断面存在的湍流情况，地表水深度及所监测区域堤岸抗冲刷能力，这些因素都会影响到监测的准确性。经过对某地区小流域进行勘察研究，在该流域符合设置要求的5个位置建设了在线监测系统站，以对该水域进行水质状况分析。

2.2 仪器选型选购

在建设地表水在线监测系统的过程中，在合理选择站点的同时，还需要认真对所需仪器设备进行选型选购，这些仪器设备是在线自动监测系统的心脏，在建设过程中应综合考虑其测量范围、测量方法、分辨率及售后服务是否周全等，所选用的仪器必须符合我国水质监测国家标准。在选型选购的过程中应根据所监测区域的水质状况来选择仪器量程，所估算的最大浓度值应位于有效量程内。根据某水域历史数据，针对所监测的水体各指标所选用的测量方法有监测水体温度选用的传感器法，监测pH值采取的玻璃电极法，监测溶解氧选用的荧光法，监测高锰酸盐指数选用的高锰酸盐氧化法，监测氨氮采用的比色法等。

2.3 地表水在线监测系统配置与运行

地表水水质自动监测站对水体温度、高锰酸盐指数等必监项目与叶绿素a、挥发性有机物及生物毒性等选择性监测项目按照一定的频次进行采样，一般每隔4个小时采样一次，也可根据不同的管理增加采样频次，可通过远程信息网络把监测到的数据传输至任何水质监测站。为了方便人们理解，可将水质状况按照污染的程度分为六类，即I类水质、II类水质、Ⅲ类水质、IV类水质、V类水质及劣V类水质，其中I、II类水质又被称为优质水质，将劣V类水质称为重度污染水质，人们可通过互联网在线监测有关水域的水质状况。考虑到水质自动监测系统有时会受到外界环境的影响，偶尔会出现信息传输中断、数据缺失的现象，因此需及时对相关水质自动监测站的仪器设备进行检查修复，并做好日常维修，以降低自动监测站运行过程中的故障发生率。

3 系统实施方法

3.1 地表水水质自动监测方法

地表水水质自动监测系统需要对水中的相关参数进行监测，实时动态监测水体的流向，流速与流量的变化情况，以及水体温度、浊度、氨氮量、总氮、总磷、pH值、盐度、电导率、含沙状况、高锰酸盐指数及溶解氧等参数的变化情况。

3.2 实施案例

以長江流域某水资源管理局为例，在制定水质自动监测系统实施方案后，通过具体的实践证明自动监测系统能够很好地反映出相关水域的污染状况：2016年～2019年间在该水域6个具有代表性的站点上布置SBE37-SM型温盐深测量系统，积累了该水域的水体温度及盐浓度历史数据，通过对这些数据进行研究，分析出了该水域内的水体倒灌原理，这套系统监测出含氮、含氧量及电导率等数据具有很高的可靠性，能够在一定程度上反映出该水域范围内的水质状况。该水域的6个水质自动监测系统组成的监测网能够实时动态地对该水域进行在线监测，能够及时准确地反映出该水域的相关监测项目的变化情况，对该水域污染程度进行监控，以为相关水资源管理部门及时处理水环境污染事件提供科学合理的决策依据。

4 结论与展望

既要绿水青山又要金山银山，在线监测系统的运行有利于国家在大力推动经济发展的同时促进生态文明建设，有利于研究水体中的污染物变化规律，有利于相关水资源污染管理部门制定出控制处理污染物的有效策略。建设水质自动监测系统能够解决好以往监测水平低，监测结果与实际污染程度误差大的问题，其能够布置在环境条件差的水域，扩大了水质监测范围，对促进水质监测站升级改造，合理配置社会资源，推动国家水污染防治计划也具有非常重要的意义。

参考文献

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收稿日期：2020-09-19

作者简介：季寅星（1986-），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为水、大气、噪声自动监测监控;污染源治理;机动车尾气监测监控。