西江干流肇庆段水质预警监测体系研究

谢春生，王丹彤，杨晓玲，刘思曼

（1肇庆学院 环境与化学工程学院，广东 肇庆 526061；2肇庆市环境保护监测站，广东 肇庆 526040；3.广东思创环境工程有限公司，广东 广州 510335）

随着我国工业的发展，水源地被污染事件时常发生，严重影响水环境，人们对水环境安全问题越来越关注，但我国地表水质监测体系仍存在较多问题[1].为有效应对水污染事故，保护饮用水水源地，应构建地表水水质监测预警系统，并对系统进行升级和完善.近年来，国内对构建水质预警监测体系越来越重视.开展了在广东省构建西江干流广州段[2]、西江干流佛山段[3]水质安全预警的研究，但没有西江流域肇庆段的相关研究或报道.

西江是珠江的主干流，是沿岸肇庆、佛山和广州等地市主要供水水源之一，西江流域也是沿岸众多工业废水、生活污水的主要纳污水体.近年来，西江干流肇庆段的环境应急事件呈上升趋势，对流域内社会经济稳定及人民生活用水安全造成了一定威胁.通过探讨西江干流肇庆段水质预警监测体系的现状，提出加强水质预警监测的措施以实现对肇庆市重要的饮用水水源地的全方位、全天候的水质监控、水质预警和快速及时的应急处理.

1 西江干流肇庆段水质预警监测体系现状

1.1 西江干流基本情况及水质现状

西江是珠江流域内最大水系，发源于云南曲靖马雄山，从广西梧州流入封开县后，从肇庆市南缘流经德庆、高要、端州、鼎湖等地，在高要下塘流入佛山市.流域面积35.32万km2，河床平均坡降0.058%，流经肇庆市河长225 km，集雨面积7 716 km2，占辖区总面积的51.94%.高要水文站是西江下游主要控制站，多年平均流量7 100 m3/s，多年平均径流量2 237亿m3.一般河面宽度约1 000 m，河床深度约30 m.在高要、端州、鼎湖境内有3个峡谷，上为三榕峡，长5 km；中为大鼎峡，长1.2 km；下为羚羊峡，长7.5 km，且最窄处为300 m，峡谷切割深约100米，水流较湍急.在羚羊峡下20 km处的西江干流左侧，有2个通道与北江水系连接，一是青岐涌，二是思贤滘，2个接口是西、北江的通道.

根据肇庆市生态环境局公布的环境质量年报，2017年肇庆市全市主要江河水环境质量与2016年相比，水质年际变化不大，继续保持优良水平.西江主要监测断面水质优良率为100%.全市11个县级及以上集中式饮用水源地水质均达到Ⅲ类饮用水源地水质类别，达标率100%.

1.2 西江干流肇庆段水质监测体系的现状

西江干流肇庆段设置了11个断面包括封开县的封开城上、封开城下、古封断面；德庆县的六都水厂上游、骑断面；高要区的三榕峡、富湾水厂断面；端州区的狮山、黄岗、后沥断面和鼎湖区的永安断面.在11个监测断面中，在封开城上、黄岗、永安，三榕峡4个断面上设有水质自动监测站.

在西江与北江交界河段西江三榕峡设置有肇庆市三榕水厂、高要市南岸水厂、肇庆市狮山水厂、肇庆市东区水厂、肇庆市后沥水厂、肇庆市鼎湖区永安镇水厂等取水口，该河段为肇庆市端州区、高要市南岸镇、肇庆市鼎湖区（坑口镇、水坑镇、永安镇）的主要饮用水水源.三榕峡水质自动监测站位于三榕水厂吸水口上游300 m，由肇庆市环境保护监测站管理，委托第三方运营，地方站负责调取数据，专业公司定期维护保养.

水质自动监测站主要由采配水单元、控制单元、检测单元、数据采集和传输单元组成.每2个小时采1次水样，采配水单元采集水样后经过预处理进入检测单元，监测项目包括：水温、pH、溶解氧、浊度、电导率、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、氰化物、挥发酚、氟化物、六价铬、砷、铜、锌、铅、镉、生物毒性、汞、镍等.数据采集单元将各检测数据进行采集、整理后通过传输单元传送至控制中心.

2 肇庆市水质预警监测体系存在的问题

2.1 自动站运行管理模式有待优化

由于自动站由第三方运行，市环境保护监测站负责管理，日常只需调取数据上报省环境监测中心.这种情况导致市站的角色仅限于协助省站管理，对原始数据的综合分析不够，对异常数据的敏感度不够，即使发现异常，也只是向上级站汇报，很少主动分析，追溯异常数据，预警与应急意识较薄弱.

2.2 预警体系有待完善

水质预警是在特定范围内，对水质进行监测、分析和评价，确定水质变化趋势、速度以及达到某一变化限度的时间等，预报非正常情况下污染物存在的时空范围和可能的危害程度，适时给出变化的各种警戒信息[4].监测站建成后应在掌握水环境变化和污染预警方面起到积极作用，但是现在的预警监控平台只能显示水质达标情况，缺少进一步分析和预判功能，预警功能过于单一.

2.3 缺少应急辅助决策支持系统

应急辅助决策支持系统能在应急响应的第一时间作出反应，对污染事故的动态变化进行模拟，为决策者提供应急决策的依据.该系统还可根据不同的水污染事故应急预案所提供的信息，给出相应的应急组织机构、应急力量分布、应急最佳路径、应急保障等信息，并分析事故疏散情况，提供最佳疏散路径[5].因此，应急辅助决策支持系统的缺失，会严重影响突发污染事故应急处置效果.

2.4 实训不足，实践能力有待提高

目前，肇庆市环境保护监测站已成立应急监测小组，编制了应急监测预案，积累了一定的应急处理经验，然而标准化常态化的应急实训演习不足.一旦发生水污染突发应急事故，虽然有应急预案，但应急小组成员对应急流程不熟悉，即使能在第一时间赶到现场，也可能出现准备不充分现象，从而影响水污染突发应急处置工作顺利开展[6].

2.5 缺少配套使用的移动终端软件

目前的水质监测、预警、应急系统是固定终端的应用方式，限制了行政部门及环保部门的办公时间和办公地点.若突发污染事故发生在非办公时间，应急小组成员只能通过短信通知，但并不能了解到更多详细水质情况，从而影响应急处置工作效率.为提高水质管理的便捷性和实用性，需要开发西江流域肇庆段水质自动监测与预警系统App.

3 加强水质预警监测的措施

3.1 加强风险源监管，提高综合分析能力

水质自动监测站长期处于连续监测状态，信息量大，在发生事故前，应加强风险源监管，建设完善的监控网络.此外，随着GIS技术的发展，将GIS技术应用到建设风险源数据库的研究不断开展[7]，可利用GIS的空间数据管理和网络分析的功能，将环境危险隐患、污染源的地理信息、重要敏感目标、水污染状况、水环境质量与以往的事故案例等结合在一起，建设基于GIS技术的西江流域肇庆段风险源数据库.在此基础上分析不同时期、不同时段各参数的历史数据，研究水质状况的变化规律，充分发挥监测数据的效能，提高预警与应急能力，为应对突发事故提供基础数据.同时，可利用GIS技术实现数据和图形的交互，增加系统的可视性，提高分析决策能力[8].

3.2 优化水源水质预警技术,构建全方位预警体系

建立水源水质预警系统，以地表水环境质量标准为依托，确定水质指标阈值，建立不同的预警区间和警级标准.当水环境污染物浓度达到某类警级标准时迅速发出警报，使行政、环保等部门相关人员能及时掌握水质状况，在污染进一步扩散，水质进一步发生恶化前采取控制手段，对可能发生突发水环境污染事故的风险源进行整改，降低风险，防止事故发生.同时编制西江流域肇庆段水质安全警报发布流程和管理办法[9].

常规参数只能反映水质基本情况，但对很多水污染突发事件，这些常规参数并不会给出预警，因为多数污染物不会使常规参数产生显著变化[10].针对西江水源地的风险源，要在现有水质理化指标在线检测系统的基础上，对水源水质预警体系进行优化.在现有省地表水监控平台上拓展开发西江流域肇庆段水环境预警预报功能，建立完善、超前的水质预警系统，如增加实时小时预警、水质趋势变化预警、未达考核目标预警、水质下降预警等功能[11]，实现对可能出现突发事故的风险源进行治理，降低事故发生的风险，有效推动被动的水环境治理转为提前预防，提高西江流域肇庆段水环境风险防控能力，减少事故损失与治理费用.

3.3 开发应急辅助决策支持系统,提升应急决策水平

利用现代信息化技术，开发水环境应急辅助决策支持系统，提高水环境应急决策的科学化水平[12].当前的水环境应急指挥是在突发环境事件应急预案的基础上，根据现场资料的反馈，依赖于决策人依据经验做出，这样会出现信息不对称，分析不得当的问题.开发应急辅助决策支持系统，依靠科学准确的信息技术，可以完成污染物扩散预测、环境突发事件发展趋势预测、应急事件分类分级评估、突发事件处置方案完善、环境应急处置方案评估等工作[13].利用应急辅助决策支持系统对突发应急事故隐患进行排查，找出可能影响突发应急事故处置工作的源头，并对其进行重点监控.通过各种辅助决策功能，可为突发水污染事故应急处置提供准确，科学的依据，成为应对环境应急指挥的有力工具.

3.4 开展实训演习，提升实战能力

定期安排应急小组成员进行实训演习，将突发应急监测演习常态化、制度化.演习的内容不仅要着重于对突发应急事故处置，还要涉及预警演练方面，提高应急小组成员在信息综合分析、预警信息分布等方面的认识和对预警工作的理解，加大对日常工作中出现的异常情况的敏感度，全面提升实战能力[14].

3.5 开发水质自动监测与预警系统App，提高应急效率

为了克服现有的水质自动监测与预警系统受时空限制，避免信息获取不及时、不灵活、工作效率不高的问题，需研发App系统[15].可借鉴辽宁流域水质自动监测与预警系统App[16]，该系统能快速响应自动监测站的监测情况，预测水质情况，明确危险源并自动发送警报.江苏南通水质在线监测系统升级后亦能采用App监控和发布数据，实现随时获取水质信息的功能[17].由此可见，研发水质自动监测与预警系统App，应急小组成员即可第一时间了解水质情况，为相关部门及时准确开展应急工作提供技术支持，可进一步完善预警应急体系，有效提高应急效率.

4 结论

地表水水质监测对保护环境具有重要作用，水质预警监测体系能及时、精准地反映地表水水质状况并对污染事故作出预警.通过分析西江干流肇庆段的水质情况及肇庆市水质预警监测体系现状，对该体系存在的问题进行探讨，提出相应措施，提升地表水环境监测、预警、应急的能力，为肇庆市水质预警监测体系建立、完善及应用提供参考.