浅析重庆市永川区地表水环境质量监测固定式水质自动监测站建设工作

2023-09-29蒋心科罗远霞

皮革制作与环保科技 2023年14期

蒋心科，罗远霞

（重庆市永川区生态环境局，重庆 402160）

引言

水质自动监测站是由自动在线监测仪表、工业控制、电气化控制系统、网络通信与计算机分析统计系统、储存系统和建筑工程等综合在一起的综合科技体，是目前生态环境监测领域技术种类比较全面的系统装备。与手工监测相比，自动监测具有连续、实时、全天候等优点，可及时预警和防范水环境风险，有利于进一步提升水环境管理水平。为了全面完成国家地表水环境质量监测事权上收任务，“十三五”以来，国家生态环境部在全国范围内进一步加强地表水环境质量监测水质自动监测站建设布局，持续强化国家-地方水质自动监测网的自动监测能力，国家-地方水质监测断面监测方式逐渐由手工采样实验室分析监测向水质自动监测设备实时自动监测过渡、转变。重庆市生态环境局按照国家生态环境部的要求，在历年建设任务的基础上，进一步扩容水质自动监测站站点，不断构建国控断面、市控考核断面、市控评价断面以及区县自建小型、微型站为一体的水质自动监测网络体系。截至2022年底，已建成74个国控考核断面水站、98个市控断面水站。到2023年底，还将增加55个市控考核及市控评价断面水站，所有已建成的水站均可实现水质9参数（水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度、氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数）的在线实时监测。目前，重庆市永川区已经建成长江朱沱国控站、大陆溪四明水厂国控站、小安溪太平河漫水桥市控考核站、汇龙河龙门滩市控考核站、小安溪双河水库市控评价站、临江河水厂市控评价站等水质自动监测站。

1 固定式水质自动监测站的选址

固定式水质自动监测站一旦建成将长期投入使用，故在建设初期，各地区生态环境管理部门必须组织生态环境领域专家对拟建位置进行现场踏勘和评估，确定其拟选址位置的水质是否具有代表性，是否具备“四通一平”及取水工程施工条件，原则上拟建站房位置应与手工采样考核断面位置一致，无支流汇入且不受污染源排放的影响，如涉及跨界断面水质自动监测站的选址，还应组织上、下游地区的生态环境管理部门进行确认，最终形成水站选址论证报告并报上级生态环境管理部门批准。

固定式水质自动监测站一般建设于较大河流、水库、湖泊、饮用水源保护地的旁边，渝西地区地处重庆市西部，地形多以丘陵、山地为主，部分地区的地质受雨水冲刷极不稳定，拟选址位置旁边多为永久性耕地、农田、林地、山地等，因此，渝西地区固定式水质自动监测站选址要充分统筹考虑选址点位与拟建地性质、农业农村生态资源、生态环境保护红线等，避免选址地点在申请土地规划性质时，因调整带来一系列的时间延误问题和审批困局，宜选取城镇建设用地、农村居民建设用地进行新建，或租用农户宅基地进行改、扩建。同时，站房选址要充分考虑采水距离问题、380 V电力搭接及电力稳定和造价问题、水站运行维护人员及车辆出入问题，也要考虑地形地貌和历史气象条件等问题，比如所在河道历史最高洪水位、拟选址位置的地质结构、周边山体（地）的稳定度等，原则上固定式水质自动监测站站房应建设于所在河道的历史最高洪水位之上，防止洪水灾害、地质滑坡灾害给水质自动监测站建设及后期运营带来不可挽回的巨大损失。站房采水距离以不超过150 m为宜，枯水期时不得超过200 m，而且采水点水深应不小于0.5 m，尽量减小落差带来的采水困难。

2 固定水质自动监测站主体建筑的建设

2.1 建筑主体设计

按照生态环境部办公厅《关于加快推进国家地表水环境质量监测网水质自动监测站建设工作的通知》（环办监测函〔2017〕1762号）文件要求，固定式水质自动监测站站房需实现七级抗震要求，在进行建筑设计时必须先提前进行地质勘测，再结合地质勘测报告、周边建筑格局及城市、农村风貌及未来规划开展主体建筑结构设计。空间主要布局包括仪器室、质控室、值班室、卫生间、危险废物储存室，原则上仪器室建筑面积不应小于40 m2、高度不小于3.2 m，值班室和质控室的建筑面积均不小于30 m2。整体可采用单层或多层式设计，外墙铺设隔热保温材料。站房的基础应采用独立基础，基础持力层为老土层，要求地基的承载力特征值为180 kPa以上。

2.2 电力引入前期及电力线路的设计

水质自动监测站电源容量应按照站房全部用电设备实际用量的1.5倍以上进行计算，实际施工过程中至少按照20 kw·h以上进行配置为宜。目前，国网电力部门在不同地区380 V的电力引入线制有所不同。城区一般可提供五线制（三根火线、零线、地线）电力接入，农村及偏远山区只提供四线制（三根火线、零线）电力接入。部分建筑设计单位水电设计师会忽略这个细节，给实际建设安装及验收过程带来了一定困扰。国网电力部门提供四线制时，地线接入只能从站房主体的地圈梁引出，建议前期设计和后期实际施工时需要特别注意这个细节。

近年来，生态环境部相继出台《关于国控站点停运等情形监测数据统计规定的通知》（环办监测函〔2022〕41号）等防止监测数据弄虚作假的文件，对环境空气质量自动监测站和水质自动监测站电力保障提出了更高的要求，要求对自动站建设双回路电源或加装应急电源（UPS+电池组），以防止电力中断，杜绝人为因素影响环境监测数据。因此，水质自动监测站在进行电力设计时应充分考虑在总配电箱处，预留双回路电源接口或者应急电源（UPS+电池组）接口以及电池组安全存放位置，在外供电力中断的情况下，应急电源（UPS +电池组）至少应保障仪器室内所有水质自动监测仪器（含采水泵）及其中的一台柜式空调、除湿机、照明、监控设备电力切换供应4小时以上。三相火线在功率配置上要尽量均匀配置，防止偏相带来的电力不稳定现象。建议A相为仪器室中水质自动监测设备（含采水泵）、一台柜式空调、除湿机、照明、监控设备等提供电力供应；B相为仪器室的另一台柜式空调、应急照明等提供电力供应；C相为质控室、值班室、危废储存室中的所有插座、空调、照明、应急照明等提供电力供应。因目前水质自动监测设备及其他辅助设备基本为220 V电源配置，故这样的ABC相配置有利于在应急电源（UPS +电池组）的电量耗尽前，通过动环监控，提前让发电机介入A相电力供应，实现水质自动监测设备每天24小时及365天电力持续不中断地正常运行。当然也可以为A/B/C三相均提供发电机发电介入，但对发电机的要求很高，实际操作成本及对人员的技术要求较高。

2.3 视频监控接口及电源

为了保证监测数据的真、准、全，固定式水质自动监测站的站房应在仪器室顶部四个墙角、站房出入口顶部的墙角布设视频监控网络接口及220 V电源，防止外部人员侵入，保障站房的安全。同时在仪器室、值班室、质控室等多处要设置网络接口，方便后期水质自动监测设备的监测数据上传及办公网络化。视频监控传输需满足《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T 28181-2016）[1]相关规定。

2.4 建筑防雷及设备防雷设计

固定式水质自动监测站站房必须要按照建筑设计要求做好防雷接地设计，防雷系统需符合现行国家标准《建筑防雷设计规范》（GB 50057-2010）[2]的规定，以防止雷击事件发生，造成水质自动监测设备的损坏。在站房外墙四周预留2～3个防雷检测点并做好防腐蚀盖板；在总配电箱、弱电箱内应配置浪涌保护器，总配电箱内地线需重复接地；在仪器室设备放置位置后的墙壁上设置至少2个以上的地排，建设初期要预留引入地圈梁的扁铁.站房主体建设完成后要接入地排，也要为仪器外壳放电做好预留，在实际建设过程中必须要提前做好预留计划。电源保护接地与建筑物防雷保护接地之间要加装等电位均衡器，出现雷击高电压时使两地之间保持等电位。站房主体建筑建设完成后，必须聘请具有防雷检测资质的单位进行防雷检测，站房接地电阻必须小于4 Ω以下（仪器接地最好小于1 Ω），否则还应做防雷接地设施扩展，直至检测合格并形成水质自动监测站的防雷检测报告。

2.5 建筑防火

固定式水质自动监测站站房耐火等级需符合《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）[3]的规定。与其他建筑物合建时，应单独设置防火区、隔离区。站房内使用的材料必须为耐火材料，同时应设置烟感、自动报警及自动灭火装置。自动灭火装置需有国家强制性产品认证证书，要求防止误报，且要触发可靠，灭火时间短。

2.6 污染防治措施

为防止固定式水质自动监测站对外部环境的污染，其设计必须实现清洁水与废水分流，设置危险废物储存室用于回收储存危险废物。水质自动监测系统和质控室内均应放置废液回收桶，对在线设备测量过程排放的有毒有害化学残液和质控室产生的实验室有毒废液进行集中回收，废液桶应由耐酸碱抗腐蚀材料制成，统一存放于危险废物储存室，定期由运行维护单位或承担水质自动站属地保障责任的环境主管部门按照危险废物管理办法交由有资质的危废处置单位进行无害化处置并严格落实危险废物转移五联单制度[4]。站房内产生的其他废水需排入城镇集中污水处理管网进行处置，或排入自建储存式化粪池（建议至少6 m3以上）中，并定期转运至污水处理厂进行处置。水质自动监测设备分析未使用完的清洁地表水可以通过城镇雨水管路进行排放，不具备城镇雨水管路的地区必须排入水质自动监测站采水点下游距离采水点20 m以上的位置处。

2.7 建筑质量及安全

固定式水质自动监测站站房主体建筑的建设，需选聘监理公司全程进行质量及安全监督管理，并全权负责建筑质量和建筑施工安全。承建单位应建立材料送检制度，全程做好每天的施工记录，有条件的地区要选择标准的商业混凝土进行浇筑，防止人工搅拌的混凝土不均匀、不达标而影响建筑质量。承建单位需设置全职安全监督员，逐一排查施工中的安全隐患，在高空作业特别是斜坡屋顶施工期间，必须要落实安全绳及安全帽的穿戴措施，防止重大安全事故的发生。

2.8 建筑结算审核及财务决算审核

在固定式水质自动监测站站房主体建筑建设完成后，需聘请专业造价公司对主体建筑建设工程中的工程量进行核算，确定核减或核增金额，并形成建筑结算审核报告。建筑结算审核完成后需由会计师事务所对整个建设过程的财务支出情况进行财务决算审核，最终形成固定式水质自动监测站站房主体建筑建设项目的财务决算报告，为后期政府相关部门对水站建设过程开展流程追溯和审查奠定基础。

2.9 其他注意事项

在固定式水质自动监测站站房主体建筑的建设过程中还应注意：（1）固定式水质自动监测站仪器室的空调需配置为立柜式冷暖两用，并具有来电自动复位功能，可以根据温度要求自动运行。（2）重庆渝西地区属亚热带季风性湿润气候，冬暖春早，夏热秋凉，四季分明，无霜期长，太阳辐射弱，日照时间短，多云雾，少霜雪，降水丰沛，空气湿度极大。为了保证水质自动监测设备长期正常运行，固定式水质自动监测站仪器室内还应配置除湿设备，建议至少配置2台除湿机，其除湿能力应达到22 升/天以上，而且要具备外接直排水连续除湿的功能。（3）固定式水质自动监测站仪器室应预留30 cm的深地沟，并与站房雨水排水系统相连，在实际建设过程中应根据排水方向建设一定坡度，使其排水更加顺畅。在地沟高位方向室内地平面以下设置采水泵的采水管接入口，这样有利于解决采水管破裂产出的大量地表水外溢问题和减少对水质自动监测设备的影响。（4）无上人屋顶的固定式水质自动监测站站房，可设置室内竖爬梯及检修口，屋顶同步设置天沟，方便检修人员从事检修工作时行走。（5）固定式水质自动监测站站房应设置防盗措施，防盗门应设置门禁系统，门窗要加装防盗网或红外报警系统，为水质自动监测站及自动监测仪器的安全提供基础保障。（6）固定式水质自动监测站质控室试验台必须要选用实芯板台面或环氧树脂台面，要具备耐冲击性、耐污染性、耐磨性及耐酸碱性。