WISKI 系统在水质自动监测中的应用

许一明

（北京市水文总站，北京 100089）

WISKI 系统在水质自动监测中的应用

许一明

（北京市水文总站，北京 100089）

水文水环境基础信息分析处理系统（WISKI）能针对不同的水文水环境参数进行处理和分析，是一种有效的数据处理、分析和管理系统。水质自动监测仪易受到水生动、植物活动的干扰，导致监测数据多变、不平行。长期以来，水质自动监测数据常被质疑是否能够应用于实际，利用 WISKI 系统强大的数据修编功能可对水质自动监测的曲线进行平滑和去毛刺处理、手工对曲线点的自由拉动，实现监测数据的合理化修正，可有效提高监测数据的可利用性。

水质自动监测；WISKI；数据管理；应用

水文水环境基础信息分析处理系统（Water Management Information System Kisters，WISKI）是基于 Windows 的水文水环境数据处理、分析和管理系统，可以对不同的水文水环境参数进行处理、分析和管理。通过使用 WISKI 系统，水质自动监测的海量数据将得到快速处理，生成的数据链可更有效和真实地反映各水质监测参数变化的相关关系，提高自动监测的数据在生产和科研中的可利用性。

1 问题的提出

1.1 监测项目

目前北京市水质自动采集站点共 26 个（其中地表水水质站点 13 个，地下水水质站点 13 个），数据采集时间间隔约 1 h。地表水监测项目 14 项：水温、电导率、pH、溶解氧、浑浊度、氨氮、硝酸盐氮、水深、叶绿素、蓝绿藻、氟化物、总磷、化学耗氧量和氧化还原电位[1]。地下水监测项目 8 项：水温、电导率、pH、浑浊度、氨氮、硝酸盐氮、氯化物和水深[2-3]。

1.2 存在问题

现有的水质自动监测系统虽然能够完成数据采集、分析评价和图表展示等水质自动监测任务，但该系统最大的不足在于没有快捷的手段处理监测设备上的电极被污泥覆盖、水中鱼类或其它水生生物等非污染性干扰产生的突发数据。监测站点每隔一定的时间段就会生成各个监测项目的数据，这些数据包括正常的和由于干扰出现误差的数据。利用WISKI 系统，对水质自动监测系统的数据库中各监测项目数据进行有针对性的数据整理、参数变化图形绘出和报表生成等操作，并最终将整理后的整月甚至整年的某一项监测数据导入原有水质自动监测系统的数据库中。该系统的使用可使数据变化趋势更加清晰，并更有利于进行相关项目评价分析。

2 WISKI 处理系统简介

2.1 编制 WISKI 系统的主要依据

WISKI 系统软件的核心是以时间序列管理系统为支持的数据处理系统[4]，WQM 是 Kisters 公司的水质数据分析和管理模块，根据我国 GB 3838—2002《地表水环境质量标准》[5]和 GB/T 14848—93《地下水质量标准》[6]为评价依据，通过 WISKI-WQM的工作流程，如图1 所示，完成创建水质站点、配置水质参数和等级管理、建立和设置水质监测项目分析程序等一系列操作，完成水质自动监测的框架结构建设。

图1 WISKI-WQM 工作流程

2.2 WISKI 处理系统的工作流程图

实现水质自动监测站中各监测项目数据从已有水质自动监测平台导入 WISKI 系统，经过分析、处理生成符合要求的新数据，经修编的水质数据也可直接导出并还原到原有自动监测平台上。这样，新数据将去除非污染性干扰，从而水质变化的趋势将更清晰，监测项目间的数据关联性将更强。

2.3 WISKI 系统的功能

应用 WISKI 系统，可以实现以下功能：1）水质监测项目管理。用户可创建新的水质站点，通过基础数据的导入功能，创建一个或多个水质站。2）水质监测参数列表配置。水质参数列表用于管理所有水质监测项目，根据所监测的水质项目，对其进行取名、编号、设置有效位数等，除了对单个监测项目进行管理外，还可以对水质项目进行分组管理；对水质监测项目设置最大、最小值，以便与实测值进行比较，确定是否超出该范围；水质监测项目的数值是用仪器或某种实验方法得到的，而每种方法都有一个特定的有效值范围，通过定义检出限范围，可以避免超出检出限范围数据，对统计分析的影响；针对不同实验方法和仪器，可以设置不同的检出限组；通过水质评价等级系统，可以确定水质等级；通过指定水质项目、水质项目最大最小值、检出限和水质评价等级等列表，配置出符合用户要求的水质评价方法。

3 WISKI 的应用

由于水质采集系统已经建设完成，将采集数据存放于数据库中，因此水质数据只能通过单独开发的接口软件，通过自动或人工的方式将数据从采集系统数据库中获取，并生成 WISKI 系统自动识别的数据交换文件，由 WSP 服务自动导入到 WISKI 数据库中。对于个别站点，也可以通过人工方式将交换文件中的数据导入 WISKI 数据库中。导入到数据库中的数据还要经过完整性检验，由于采集的水质数据可能存在各种异常情况，如毛刺、系统偏差等情况，通过 WISKI 的数据处理功能，对时序数据进行批量处理，去除异常数据，并保存成生产数据，以便今后数据统计分析、评价和综合评价。到目前所有水质自动监测站监测数据均已导入 WISKI 数据库。针对目前应用情况，着重整理了水温、pH、溶解氧、蓝绿藻和叶绿素指标的数据处理，因为在去除非污染性因素的干扰后，通过这些指标的变化，可以直接显示水质变化的情况，并作为参考应用在以后的水质分析评价中。以北海站为例，具体对照图如图2 所示。

4 结语

通过使用 WISKI 软件，经过修编后，数据的可视度要清晰得多，水质自动监测的海量数据得到快速处理，生成的数据链更有效和真实地反映了各水质监测参数变化的相关关系，使自动监测的数据在生产和科研中得到了实际应用，有较好的实用推广价值。

[1] 中国环境监测总站. 地表水和污水监测技术规范：HJ/T 912002[S]. 北京：中国环境科学出版社，2002: 6-9

[2] 长江流域水环境监测中心. 水环境监测规范：SL 219—2013[S]. 北京：中国水利水电出版社，2013: 4-8.

[3] 中国环境监测总站，浙江省环境监测中心站. 地下水环境监测技术规范：HJ-T 164-2004[S]. 北京：中国环境科学出版社，2004: 5-12.

[4] 水利部水利信息中心. 水文自动测报系统技术规范：SL 61—2015[S]. 北京：中国水利水电出版社，2015: 4-1

[5] 中国环境科学研究院. 地表水环境质量标准：GB 3838—2002[S]. 北京：中国环境科学出版社，2002: 3-6.

[6] 地质矿产部地质环境管理司. 地下水质量标准：GB/T 1484—93[S]. 北京：中国标准出版社，1993: 5-6.

Application of WISKI system in automatic water quality monitoring

XU Yiming

（Beijing Hydrological Center, Beijing 100089, China）

Water Management Information System Kisters （WISKI） is an effective data processing, analysis and management system for different hydrological and water environmental parameters. Water quality automatic monitoring is easy to be disturbed by the activities of aquatic animals and plants, resulting in unstableness and nonparallelism of monitoring data. For a long time, water quality automatic monitoring data is often questioned whether it can be applied to the actual. WISKI with powerful data correction and edit function can smooth, burring water quality automatic monitoring curve and realize manual drag curve. The availability of monitoring data can be effectively improved by WISKI correcting monitoring data reasonably.

automatic water quality monitoring; WISKI; data management; application

图2 北海原始数据与修编后数据对比组图

X832

A

1674-9405（2017）03-0038-03

2017-03-12

许一明（1975-），男，北京人，工程师，主要从事信息系统技术在水环境监测中的应用研究。

10.19364/j.1674-9405.2017.03.009