基于水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的京杭運河常州段沿程水質(zhì)分析

張奇磊，夏 京，沈 琰，孫 南

(常州市環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇常州 320400)

摘要基于2011～2012年京杭運河常州段沿線5個水站的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，著重分析了水質(zhì)氨氮、總磷濃度的沿程變化趨勢，沿程水質(zhì)變化的同步性影響以及自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和手工數(shù)據(jù)的一致性。結果表明，水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)能有效地反映水質(zhì)的變化規(guī)律，能較好地發(fā)揮預警功能。數(shù)據(jù)分析表明，在發(fā)生污染事件、降水等過程中，水質(zhì)自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)均表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

關鍵詞水質(zhì)自動監(jiān)測；水質(zhì)分析；沿程變化；同步性

中圖分類號S181.6

作者簡介張奇磊(1979-)，男，江蘇常州人，工程師，從事自動監(jiān)測工作。

收稿日期2015-06-05

京杭運河常州段西起九里，東至橫洛間，橫貫常州市區(qū)，新、老運河在鐘樓區(qū)連江橋上游分流，在梅港村下游合流。為實施環(huán)境資源區(qū)域補償辦法[1]，有效監(jiān)測預警河流水質(zhì)變化，2008～2009年，省、市環(huán)保部門分別在運河沿岸新建了6個水質(zhì)自動站。水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)實時、連續(xù)、高效的特征，為決策層有效管理京杭運河的水質(zhì)情況提供了有效的技術支撐。筆者基于2011～2012年運河沿線水站的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，著重分析了水質(zhì)氨氮、總磷濃度的沿程變化趨勢，以及水質(zhì)變化的同步性影響。 為便于描述，按照水站的上下游關系，將運河分成4個河段，分別為連江橋下段(連江橋上-連江橋下)、同安橋段(連江橋下-同安橋)、東方大橋段(同安橋-東方大橋梅港村)、圩墩大橋段(東方大橋-圩墩大橋)(圖1)。

1數(shù)據(jù)準確性評價

1.1質(zhì)控考核情況水站數(shù)據(jù)質(zhì)控主要采用質(zhì)控樣和實際水樣比對考核，質(zhì)控樣考核相對誤差要求在10%以內(nèi)，實際水樣比對考核相對誤差要求在20%以內(nèi)[2]。2011～2012年各水站質(zhì)控樣考核合格率均在95%以上，實際水樣比對考核合格率均在73%以上。

1.2與手工數(shù)據(jù)比較從數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果來看，手工單次監(jiān)測值與水站月均值存在明顯的偏差。而在一個較長的監(jiān)測周期內(nèi)，手工數(shù)據(jù)均值與水站數(shù)據(jù)均值相差較小(表1)，這在很大程度上說明了手工監(jiān)測數(shù)據(jù)的局限性。

2京杭運河水質(zhì)狀況分析

2.1運河沿程氨氮和總磷濃度變化趨勢

2.1.1 氨氮。京杭運河常州段氨氮濃度基本呈逐步上升趨勢。德勝河水的匯入致使連江橋下段氨氮濃度呈下降趨勢，但在同安橋段氨氮濃度明顯升高，在東方大橋段和圩墩大橋段，氨氮濃度波動幅度相對不大，但整體上要高于上游河段(表2)；晝夜間氨氮濃度變化趨勢類似，且晝間(08：00～20：00)濃度均高于夜間(20：00～次日08：00)(表3)；水站數(shù)據(jù)與手工數(shù)據(jù)變化趨勢類似，水站數(shù)據(jù)整體上略高于手工數(shù)據(jù)。由表2可知，氨氮濃度從連江橋上水站的1.68 mg/L升至圩墩大橋水站的2.18 mg/L，上升了0.50 mg/L，上升幅度為29.8%。連江橋下段、同安橋段、東方大橋段及圩墩大橋段4個河段的氨氮濃度變化幅度在沿程氨氮濃度上升幅度中所占比例分別為-76%、244%、110%和7%，其中同安橋段氨氮濃度上升幅度貢獻份額最高。

表1　水站與手工監(jiān)測污染因子均值比對

表2　京杭運河常州段不同水站氨氮濃度變化

表3　京杭運河常州段不同水站晝夜間氨氮濃度變化

2.1.2總磷。京杭運河常州段總磷濃度基本呈逐步上升趨勢。德勝河水的匯入致使連江橋下段總磷濃度呈下降趨勢，但在同安橋段總磷濃度明顯升高，在東方大橋段總磷濃度呈下降趨勢，進入圩墩大橋段總磷濃度又明顯升高(表4)；晝夜間總磷濃度變化趨勢類似，晝夜間總磷濃度相差不大(表5)。由表4可知，總磷濃度從連江橋上水站的0.238 mg/L升至圩墩大橋水站的0.321 mg/L，上升了0.083 mg/L，上升幅度為34.8%。連江橋下段、同安橋段、東方大橋段及圩墩大橋段4個河段的總磷濃度變化幅度在沿程總磷濃度上升幅度中所占的比例分別為-48.2%、98.8%、20.5%和69.9%，其中同安橋段總磷濃度上升幅度貢獻份額最高。

表4　 京杭運河常州段不同水站總磷濃度變化

表5　 京杭運河常州段不同水站晝夜間總磷濃度變化

2.2水質(zhì)變化中特征污染同步性分析由于氨氮同步性變化較明顯，因此選取2011年7月9～18日氨氮突變上升情況進行分析。由圖2可知，京杭運河沿程水質(zhì)氨氮濃度同步性變化比較一致，氨氮濃度高值帶隨河流流動依次出現(xiàn)。

3水站應急典型案例

水質(zhì)自動站的預警和應急功能隨著管理的深入和綜合應用平臺的完善，其表現(xiàn)越來越顯著。2011～2013年京杭運河常州段水站典型的預警和應急事件共26起，以下選取典型案例簡單介紹。2011年3月4日10：00開始，京杭運河圩墩大橋水站總磷、高錳酸鹽指數(shù)和總有機碳等因子同時出現(xiàn)異常升高。得到該預警信息后，常州市監(jiān)測中心立即組織人員對附近河流進行排查追尋污染源，及時分析原因，較妥善地處置了此次水質(zhì)異常突變事件，這對今后的污染控制和防范工作起到了很好的指導作用。

4 結論

(1)京杭運河沿程水質(zhì)自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)準確性總體符合要求，與人工采樣、實驗室分析結果相比，在短期內(nèi)(如1個

月)、樣本數(shù)量較少的情況下，兩者間存在明顯偏差；但在一個較長的時段內(nèi)(如半年以上)，樣本數(shù)量增加后，兩者均值基本一致(相對偏差約15%)。

(2)水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)能有效地反映水質(zhì)的變化規(guī)律，能較好地發(fā)揮預警功能。數(shù)據(jù)分析表明，在發(fā)生污染事件、降水等過程中，水質(zhì)自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)均表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

參考文獻

[1] 蘇政辦發(fā)〔2007〕149號， 省政府辦公廳關于印發(fā)江蘇省環(huán)境資源區(qū)域補償辦法(試行)和江蘇省太湖流域環(huán)境資源區(qū)域補償試點方案的通知[Z].2007.

[2] 江蘇省環(huán)保廳. 江蘇省環(huán)境水質(zhì)(地表水)自動監(jiān)測預警系統(tǒng)運行管理辦法(試行)[Z].2007.