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(1.青海省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，青海 西寧 810007；2.青海省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評估重點實驗室，青海 西寧 810007)

前言

水質自動監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)實驗室測定原理,通過中央控制系統(tǒng)對監(jiān)測儀進行自動控制，使監(jiān)測儀在測量過程中完全不需要人工操作而自動進行測量。水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的作用主要有兩個，一是連續(xù)監(jiān)測，及時掌握區(qū)域水環(huán)境質量狀況和污染動態(tài)變化趨勢；二是監(jiān)測預警，實時監(jiān)控水質斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)變化趨勢，提前做出管理決策。地表水水質自動監(jiān)測系統(tǒng)自20世紀90年代后期開始引入國內環(huán)境監(jiān)測領域，發(fā)展至今已形成規(guī)模較大、技術較完善、運維管理較成熟的監(jiān)測體系，自1999年9月，生態(tài)環(huán)境部(原環(huán)境保護部)在我國主要流域重點斷面開展了地表水水質自動監(jiān)測站的建設，經(jīng)過“十五”“十一五”“十二五”近15年的努力，陸續(xù)在全國31個省份各個流域的重點河段、湖庫以及出入境邊界河流上建成了約1 900座水質自動監(jiān)測站，形成了覆蓋全國的地表水水質自動監(jiān)測網(wǎng)[1,2]。

1 水質自動監(jiān)測站建設及運維現(xiàn)狀

截至2019年底，青海省共建成37座水質自動監(jiān)測站，其中16座國控斷面水質自動監(jiān)測站(以下簡稱“國控站”)、19座省控斷面水質自動監(jiān)測站(以下簡稱“省控站”)、2座中國環(huán)境監(jiān)測總站(以下簡稱“總站”)直管站，監(jiān)測項目包括水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷和總氮，湖庫水質自動監(jiān)測站的監(jiān)測項目還包括葉綠素a和藻密度，站點遍布于長江流域、黃河流域及西北諸河流域，布設在除果洛州以外的5州2市行政區(qū)域，點位分布情況詳見圖1。16座國控站和2座總站直管站按照《國家地表水水質自動監(jiān)測站運行管理辦法》(環(huán)辦監(jiān)測〔2019〕2號)(以下簡稱《管理辦法》)、《地表水自動監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ915-2017)(以下簡稱《技術規(guī)范》)相關要求和規(guī)范，運維機構負責水站日常運行維護工作，省級生態(tài)環(huán)境主管部門負責水站運行基礎條件協(xié)調保障工作；19座省控站參照《管理辦法》《技術規(guī)范》由省級生態(tài)環(huán)境主管部門通過政府采購確定的運維機構和維護維修公司分別負責水站儀器設備日常運行維護和基礎設施維護維修工作，運維情況詳見表1。

表1 青海省水質自動監(jiān)測站運維信息一覽表

2 建設及運維存在問題

青海省自2008年開始建設水質自動監(jiān)測站，在10多年的建設和運行中取得了豐富的經(jīng)驗，站點覆蓋了主要河流、重要水體和重點流域，水質自動監(jiān)測網(wǎng)絡已趨于完善，系統(tǒng)的運行維護也進入了相對穩(wěn)定階段。但是隨著近年《管理辦法》《技術規(guī)范》的相繼頒布，省控站站房配套設施、質控措施已不滿足新辦法、新規(guī)范。主要存在以下幾點問題。

2.1 站房配套設施配備不全面

省控站站房未安裝視頻監(jiān)控裝置，未配備火災自動報警及自動滅火裝置、感煙探測器等，儀器間未安裝門禁系統(tǒng)，門窗未加裝防盜網(wǎng)或紅外報警系統(tǒng)，質控間未配置防酸堿實驗臺。

2.2 質控措施不完善

目前省控站質控措施只有“周核查、月比對”，因儀器設備未更新、系統(tǒng)集成未升級改造，無法實現(xiàn)在線自動日質控、多點線性核查、加標回收測試、集成干預檢查等遠程質控措施。

2.3 水位變化較大，河道擺幅明顯，采水裝置運行不穩(wěn)定

青海省內河流多處建有中小型水電站，水電站蓄水放水會導致上下游河床寬度變化幅度大，從而影響水質自動監(jiān)測站采水設施采樣口的取樣情況。水電站蓄水導致下游水量變小時，下游水質自動監(jiān)測站采水裝置會露出水面以上，無法正常采樣；水電站瞬時放水造成水量變大時，下游水質自動監(jiān)測站采水裝置及管路因懸浮物附著或纏繞，采樣時間和流量會受影響。

2.4 水質受濁度影響較大，冬季采水系統(tǒng)受阻嚴重

大部分河流沿岸未筑壩或進行河道整治，淺灘多且不規(guī)范，雨季發(fā)洪水引起的兩岸水土流失會造成河流濁度升高，從而導致高錳酸鹽指數(shù)、總磷濃度升高，同時對水質自動監(jiān)測采水設施和監(jiān)測儀器損耗大，維護維修頻次增多，增加運維成本；冬季漫長寒冷、氣溫晝夜變化大，部分河流會因枯水期出現(xiàn)水量變小甚至斷流，河流兩岸淺灘區(qū)域及采樣裝置會冰凍；供電故障造成自來水管路、采樣管路保溫裝置停止工作，從而導致管路結冰堵塞，無法正常運行。

3 對策及建議

3.1 完善站房配套設施，升級改造質控系統(tǒng)

按照《國家地表水考核斷面已建水質自動站儀器設備更新和功能升級要求》(環(huán)辦監(jiān)測〔2018〕14號)、《國家地表水水質自動監(jiān)測站站房及采水技術要求》(環(huán)辦監(jiān)測函〔2017〕1762)的相關要求，同時考慮站房實際面積和結構，配置站房安全防護設備，包括火災自動報警及自動滅火裝置、感煙探測器、門禁系統(tǒng)等；升級改造儀器設備及系統(tǒng)集成單元，實現(xiàn)在線自動零漂跨漂、多點線性核查、加標回收測試、集成干預檢查等質控功能。

3.2 采水系統(tǒng)升級改造

目前采水方式主要有棧橋式、浮船/筒式、懸臂式、浮橋式和拉索式，青海省省控斷面水質自動監(jiān)測站現(xiàn)有采水方式多為浮船/筒式，從運行結果和客觀條件來看，部分水質自動監(jiān)測站采水方式運行不穩(wěn)定，需要整改。水位變化小、水深1～8m、流速小于2.0m/s、河床寬度小于5m的應采用棧橋式采水；水流急、淺灘長、水位有一定變化的應采用浮船/筒式采水；河岸陡峭、水流較急、漂浮物多的應采用懸臂式采水；水流緩慢、水位變化小的應采用浮橋式采水；水位變化大、河床寬度大于5m的應采用拉索式采水。

3.3 優(yōu)化水樣預處理方式

目前水質自動監(jiān)測站采用的水樣預處理方式為自然沉淀30min，不滿足濁度較大斷面的自動監(jiān)測，尤其對黃河流域泥沙量較大的水體，處理效果甚微。因此，應優(yōu)化水樣預處理方式，升級改造預處理裝置，增設根據(jù)濁度大小在線自動切換過濾模式、高效處理泥沙量水體的裝置[3,4]。受濁度影響較大的參數(shù)，在其配水系統(tǒng)采樣裝置前單獨增設二級過濾裝置。

3.4 加強運行維護監(jiān)督檢查，提高運行效率

省級生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門定期組織檢查組對水站開展監(jiān)督性檢查，對站房環(huán)境、儀器運行狀況、質控措施、監(jiān)測數(shù)據(jù)質量、運維資料及人員資質、基礎保障情況等開展情況核查，當部分站點監(jiān)測指標出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時可開展飛行檢查工作[5]。對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題及時組織運維公司、基礎設施維護維修公司進行整改或維護維修，縮短故障排除時間，提高運行效率。

4 結束語

水質自動監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的重要部分，也是先進監(jiān)測預警體系的重要組成，是目前及時掌握環(huán)境質量狀況和污染動態(tài)變化趨勢的先進監(jiān)測方法，是實現(xiàn)環(huán)境污染預警的重要手段[6]。2019年2月，青海省16座國控站順利移交至生態(tài)環(huán)境部，2020年1月起生態(tài)環(huán)境部按照“自動監(jiān)測為主、手工監(jiān)測為輔”的原則將國控站的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)開始用于水環(huán)境質量評價和考核工作，省控斷面水質的評價考核數(shù)據(jù)仍為手工監(jiān)測數(shù)據(jù)。為了更好地發(fā)揮水質自動監(jiān)測站的作用，盡快實施已建省控站站房配套設施、質控系統(tǒng)升級改造項目，管理部門出臺相關標準和規(guī)范，提高水質自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的應用，完善水質自動監(jiān)測管理體系。如何更好地運行水質自動監(jiān)測站，有效應用自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)揮水質預警作用，為水環(huán)境污染防治、質量評價考核工作服務，是今后面臨的新課題。