水环境实时自动监测, 是通过各种有效手段, 定时掌握水质变化的过程。是在常规监测的基础上, 根据各河段断面具体情况, 以及水质水量指标, 分河段逐站按不同的水情、污染程度, 确定不同的监视频率和水质标准, 利用通讯手段进行信息传递。采用河段 (闸坝) 定点监视和干支流上、下游跟踪监视相结合, 河道水质水量同步监视和入河排污口水质水量监视相结合, 现场测定和化验室分析相结合的方式, 及时掌握河段水质水量变化情况, 对大量高浓度污废水的排入、积蓄和下泄, 以及易造成水质恶化或突发性污染事故提出警报, 为各级政府的有关部门制定或采取防止污染应急措施提供有关科学依据。
1 水环境实时监测自动化系统的原理
水环境实时监测自动化系统是利用传感器技术、数据采集及存贮技术、通讯技术以及上位远程计算机及网络技术等于一体, 能够较准确地反映水域的水量水质变化情况, 并具有实时、连续、多参数采集的特点, 自动化程度高, 组网方便, 配置灵活等特点。克服了化验室采样点少、随机误差大、劳动强度高等缺陷, 从而为保护水资源、改善水环境提供了更加科学的监测数据。
2 我国水环境自动监测发展现状
1999年, 国家环保总局在长江、淮河、黄河、太湖、滇池等重要河、湖建立了10个国家水质自动站, 并逐步推动了全国性的水质自动监测系统建设。目前国家级的水质自动站有几百个, 分布于全国各大跨省的河流及国际交界河湖, 各省市也逐步建立了本省的跨区跨界水质自动站, 以及城市重点饮用水源地水质自动站。
根据2004年初的统计, 当时国家已经建设并运行了82个水质自动站, 分布在黑龙江、松花江、海河、淮河、黄河、长江、珠江、太湖、滇池、巢湖等水系的省界、国界、主要干流、支流、主要水利工程、饮用水源等敏感水域, 基本形成了国控地表水自动监测网络。与此同时, 各地也根据环境管理的需要, 分别在市界、饮用水源和污染事故频发水体建设了省控或市控水质自动站, 国家与地方已建设并运行了130多个水质自动站。
目前, 各地均在开展水质自动站建设, 不少地方投入几千万元建设水质自动监测系统。太湖蓝藻爆发后, 国务院、江苏省委、省政府高度重视, 计划在太湖建设170个水环境自动监测站和30个巡测站;建设蓝藻预警监测系统, 包括1个湖体综合观测站、8个浮标站、3个预警站和卫星遥感解译系统。
3 对我国水环境自动监测发展的思考
3.1 水环境自动监测具有极为重要的作用
过去, 该水质监测一直使用人工监测方法。工作人员定期或不定期到监测点取水化验分析, 不仅费时费力, 而且人为因素也有可能影响数据的真实性, 对水质情况难以做到及时、全面的了解。更重要的是, 人工监测最多只能做到“报警”, 一旦“报警”就意味着污染情况已经发生, 污染结果不可逆转。因此, 水环境自动监测具有极为重要的作用。以宜兴市为例, 为改变这种“被动”监测, 近两年该市共投入6600万元, 先后建成了23座水质自动监测站, 另有8座即将投入使用。目前, 该市已经形成了一个高标准、全天候、全覆盖的水环境自动监测网络, 成为全国拥有水质自动监测设备最多的县级市。这些自动监测站对该市交界河流、入湖河流、饮用水源地的水质进行全天候监测, 监测范围包括氨氮、高锰酸盐、总磷、总氮和总有机碳等重要水质标志。
这些监测站每4h进行一次自动分析测试, 完成后实时将数据信息通过数字信号以无线CDMA通讯方式上传至环境监控室, 工作人员通过科学的分析, 可有效监控该市饮用水和太湖入湖河流断面水质变化情况。一旦现场智能设备监测到河流中某种污染物正在逐渐增加, 而在历史数据库中也没有发现同时期内有类似情况发生时, 就可以直接发送预警信息, 提示相关人员进行详细排查, 对防止水污染事故, 确保群众安全饮水具有重大作用。
3.2 水环境自动监测的发展势头迅猛异常
近年来, 我国的水环境自动监测实现了数量和质量上的双飞跃。在数量方面, 水质自动监测系统1999年前只有两三个城市 (天津、上海、深圳) 建设, 现已日益普及, 成为全球最大、数量最多的国家。在质量方面, 随着自动化仪表的不断升级、智能化仪器与新技术的广泛应用, 现在的水质自动监测仪器质量较早期已有大幅提高。中国已成为国际水质监测仪器公司全球最大的销售市场和最激烈的角逐市场。
3.3 我国水环境自动监测发展新趋势——数字化水文水环境自动监测系统
数字化水文水环境自动监测系统集成了先进的测流技术、水文气象实时监测技术、水量水质实时监测技术、数据采集技术、视频监视技术、计算机网络技术等多种新技术, 以流域或区域水资源为对象, 实现自动监测、控制、信息化管理及优化调度。系统采用分布式结构, 具有水文水资源信息的实时自动采集、传输、视频监视、数据管理、WEB查询、水文水资源资料预整编、远程维护等功能, 实现水文水水资源信息采集与管理的自动化、数字化、网络化。
HNS2000水环境自动监测子站主要由采水单元、预处理单元、辅助分析单元、分析监测单元、控制单元、运行环境支持单元、远程通信处理单元、流量自动监测单元等构成。主要监测对象包括:水位、流量、水质参数、土壤含水量、输沙率、含沙量、雨量、蒸发、湿度、温度、风速、风向、气压等。
HNS2000水文水资源自动监测软件系统主要包括:水情水质自动监测系统、水环境模拟系统、水环境容量优化配置系统、水环境专家决策支持系统、水环境信息管理系统、输水渠水流在线模拟系统以及水量分配与调度计算机模拟系统等。
摘要：水环境自动监测系统能够为各级政府的有关部门制定或采取防止污染应急措施提供有关科学依据。本文首先阐述了水环境实时监测自动化系统的原理, 其次, 分析了我国水环境自动监测发展现状。同时, 就对我国水环境自动监测发展进行了深入的思考, 具有一定的参考价值。
关键词：水环境,自动监测,发展,思考
参考文献
[1] 李贵宝, 周怀东, 郭翔云, 等.我国水环境监测存在的问题及对策[J].水利技术监督, 2005 (3) :102～106.
[2] 赵洁.该省何以实现水环境监测现代化?[J].陕西水利, 2001 (5) :142～144.
[3] 杜海波.《全国水利系统水环境监测质量控制工作实施方案》中有关计算问题的探讨[J].水文, 2005 (1) :136～138.
[4] 发展中的水环境监测.展览在水利部展出[J].水资源保护, 1997 (4) .
[5] 罗翠琴.水质自动监测系统的建设与管理[J].现代测量与实验室管理, 2009 (2) .