岸边站技术在水质实时监测中应用环境的研究

王磊 陈涛 杨环

摘要：本文综合岸边型水质实时监测预警站（以下简称“岸边站”）近年来的应用案例，深入探讨岸边站在各种环境中应用的可行性及显著优势。结果表明：岸边站可应用在湖泊、河道、管网等多种水体环境中，具有良好的稳定性和可靠性，利用其分钟级出数特点，可以充分发挥实时监测和预警的作用。

关键词：岸边型水质实时监测预警站;岸边站;水质实时监测;应用环境

当前水质监测技术取得了较快发展，监测方法以理化国标法为主，传感器法为辅。监测形式以国家水质自动监测站为主，另有多种形式共存，形成“百花齐放”的态势。与此同时，环境监管的思路也应与时俱进，岸边站应用环境多样，还可以实现从“事后补救”到“事前预警”，避免污染物的扩散，最终实现水质环境质量改善。

1     岸边站产生背景

当前我国已经在地表水（包括湖泊、水库）监测中建设了数以千计的自动监测站，用于地表水的污染物监测，界定污染来源，划分区域治理责任。自动监测站应用初期，确实对水质监测起到了不可小觑的作用。随着河长制在全国范围的全面推行，需要各级政府领导担任各级河长来负责组织领导、组织管辖内河湖的管理和保护工作，并接受上一级的督导、考核、问责，在此形势下仅规划到市级行政单位的地表水自动监测站便不能满足市级以下基层监管的需要。

在实际工作中，自动监测站监测水质测试周期为4 小时一次，4小时间期内的水质变化无法捕捉。一旦4 小时的测试时间点被违法排污者掌握，很可能利用间期进行排污而不被发现。且自动站监测到的高浓度污水也存在因为数据变化剧烈而被系统自动屏蔽的风险。一旦监测到水质超标，有可能已经是几个小时后的事情，对溯源和界定责任造成困扰。另自动站建设成本高，分布距离远，多数存在设备落后、老化的现象，无法真正发挥作用。中小企业偷排偷放监测难、查处难已经成为不可忽视的问题，急需一种快速监测能锁定污染源的技术来对现有的自动监测站进行补充。

在这种情况下，以分钟级监测为特征的水质实时监测预警站应运而生。自动站传统测试方法限制了自动站的测试频率。岸边站采用传感器法测试水质，基于光谱分析和电化学原理，测试时长可控，频率可调，为保证测试数据稳定性，一般采用3～6分鐘测试一次，可以弥补自动站的缺点，实现了精确捕捉水质变化趋势。水质实时监测预警站的形式可以是浮标式和岸边式。本文重点介绍岸边式实时监测预警站，即岸边站。

2     岸边站应用环境现状

当前岸边站的应用环境有主要为河道、湖泊等，偶尔也用在地下管网的水质监测中。

2.1  岸边站在河道中的应用

2017年 11月某市的某地表径流出境断面数次监测到超高污染数据，怀疑在该市境内存在私自排放高浓度污水的行为，经查阅境内该地表径流的监测数据，的确在出境断面之前发现有较高监测数据，但是并不持续，自动监测站只捕捉到单点污染数据，无法判断污染的持续时间和浓度范围。经过市场调研，该市主管部门在该市出境断面之前建立了3 个岸边站监测点，C站位于该市出境断面的监测河道内;B站逆流而上距离C站约9 公里，在县道下游约200米的村建桥下;A站逆流而上距离B站约6公里，为县县交界位置。

岸边站正式运行2 周后，根据持续的监测数据上有了惊人的发现。河道上下游之间存在明显的数据关联性，利用岸边站可以很好的监测到水质变化的源头。如图集1 所示，B、C站点为上下游关系，B站点各参数同一时间监测到水质周期性变化，下游C站点各参数每个周期隔相同时间也会出现相同峰形。这种情况下，B站点一旦出现峰形变化，可以根据流速、水位等水文条件，构建污染物扩散模型，进而推算C站点水质变化的时间、峰值等信息。同时也可根据模型反推上游出现污染的源头，实现精准溯源。

依据这些监测数据和当地治安部门的协助，该市环境主管部门确定了污染的原因：7日凌晨3 时，有一辆罐车载有化工废水，沿县道行驶至B站上游200米的桥上，排放废水至该河道，然后返回厂区再次灌装，再次行驶至此排放，固定的地点，固定的路程，共发生了4 次排放，排放产生的峰值之间的间隔分别为102分钟、91分钟、85分钟，推测出厂区距离排放位置为30～40分钟车程，为跨县排放。至此，这个违法排放的全过程基本明晰，后续治理措施这里不再赘述。

2.2  岸边站在湖泊中的应用

湖泊相对河道，可利用地面面积较少，对于自动站的建设有很大限制。岸边站就可以很好的发挥作用。如图2 所示，6月 19日当天，该湖泊共计监测到3次COD有较大幅度上升，同时伴随浊度、总磷参数的上升，水质有明显变化。对于水质变化持续时长不足4 小时的污染事件，自动水站很可能无法捕捉到。通过合理的点位设置，重点布控，能够在污染发生时在空间上对排污主体进行定位。最终能够实现严密的入湖监测布局，从空间、时间上进行及时预警。

3     总结

岸边站采用市政供电、采水泵采水、站房结构、不受水质限制，成本低、周期短，能够减小运维工作，增加检测精准度，检测参数可扩展至10余项，适用于密集布点岸边站类产品的网格化布局。

岸边站类产品与地表水自动监测站一起，覆盖辖区内主要河流，实现“快速+ 精确”监测，“快速+ 合理”治理，有助于应对私自排污行为的瞬发性，准确定位污染物的排放源。这无疑是给河流戴上了智能手环，为河长制提供了放大镜，较为全面的反映整体水环境状况，为污染治理决策提供极大的便利性，为改变当前水环境评估能力、预警能力不足提供帮助，为推进水污染防治工作提供新的技术手段。积极响应中央办公厅和国务院办公厅《关于全面推行河长制的意见》。

参考文献：

[1《]关于全面推行河长制的意见》

[2《]关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》