浅谈青海省水质自动监测站建设运维存在问题及对策建议

韩福财

(1.青海省生态环境监测中心，青海 西宁 810007；2.青海省生态环境监测与评估重点实验室，青海 西宁 810007)

前言

水质自动监测系统是根据实验室测定原理,通过中央控制系统对监测仪进行自动控制，使监测仪在测量过程中完全不需要人工操作而自动进行测量。水质自动监测系统的作用主要有两个，一是连续监测，及时掌握区域水环境质量状况和污染动态变化趋势；二是监测预警，实时监控水质断面监测数据，根据变化趋势，提前做出管理决策。地表水水质自动监测系统自20世纪90年代后期开始引入国内环境监测领域，发展至今已形成规模较大、技术较完善、运维管理较成熟的监测体系，自1999年9月，生态环境部(原环境保护部)在我国主要流域重点断面开展了地表水水质自动监测站的建设，经过“十五”“十一五”“十二五”近15年的努力，陆续在全国31个省份各个流域的重点河段、湖库以及出入境边界河流上建成了约1 900座水质自动监测站，形成了覆盖全国的地表水水质自动监测网[1,2]。

1 水质自动监测站建设及运维现状

截至2019年底，青海省共建成37座水质自动监测站，其中16座国控断面水质自动监测站(以下简称“国控站”)、19座省控断面水质自动监测站(以下简称“省控站”)、2座中国环境监测总站(以下简称“总站”)直管站，监测项目包括水温、pH、溶解氧、电导率、浊度、高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮，湖库水质自动监测站的监测项目还包括叶绿素a和藻密度，站点遍布于长江流域、黄河流域及西北诸河流域，布设在除果洛州以外的5州2市行政区域，点位分布情况详见图1。16座国控站和2座总站直管站按照《国家地表水水质自动监测站运行管理办法》(环办监测〔2019〕2号)(以下简称《管理办法》)、《地表水自动监测技术规范》(HJ915-2017)(以下简称《技术规范》)相关要求和规范，运维机构负责水站日常运行维护工作，省级生态环境主管部门负责水站运行基础条件协调保障工作；19座省控站参照《管理办法》《技术规范》由省级生态环境主管部门通过政府采购确定的运维机构和维护维修公司分别负责水站仪器设备日常运行维护和基础设施维护维修工作，运维情况详见表1。

表1 青海省水质自动监测站运维信息一览表

2 建设及运维存在问题

青海省自2008年开始建设水质自动监测站，在10多年的建设和运行中取得了丰富的经验，站点覆盖了主要河流、重要水体和重点流域，水质自动监测网络已趋于完善，系统的运行维护也进入了相对稳定阶段。但是随着近年《管理办法》《技术规范》的相继颁布，省控站站房配套设施、质控措施已不满足新办法、新规范。主要存在以下几点问题。

2.1 站房配套设施配备不全面

省控站站房未安装视频监控装置，未配备火灾自动报警及自动灭火装置、感烟探测器等，仪器间未安装门禁系统，门窗未加装防盗网或红外报警系统，质控间未配置防酸碱实验台。

2.2 质控措施不完善

目前省控站质控措施只有“周核查、月比对”，因仪器设备未更新、系统集成未升级改造，无法实现在线自动日质控、多点线性核查、加标回收测试、集成干预检查等远程质控措施。

2.3 水位变化较大，河道摆幅明显，采水装置运行不稳定

青海省内河流多处建有中小型水电站，水电站蓄水放水会导致上下游河床宽度变化幅度大，从而影响水质自动监测站采水设施采样口的取样情况。水电站蓄水导致下游水量变小时，下游水质自动监测站采水装置会露出水面以上，无法正常采样；水电站瞬时放水造成水量变大时，下游水质自动监测站采水装置及管路因悬浮物附着或缠绕，采样时间和流量会受影响。

2.4 水质受浊度影响较大，冬季采水系统受阻严重

大部分河流沿岸未筑坝或进行河道整治，浅滩多且不规范，雨季发洪水引起的两岸水土流失会造成河流浊度升高，从而导致高锰酸盐指数、总磷浓度升高，同时对水质自动监测采水设施和监测仪器损耗大，维护维修频次增多，增加运维成本；冬季漫长寒冷、气温昼夜变化大，部分河流会因枯水期出现水量变小甚至断流，河流两岸浅滩区域及采样装置会冰冻；供电故障造成自来水管路、采样管路保温装置停止工作，从而导致管路结冰堵塞，无法正常运行。

3 对策及建议

3.1 完善站房配套设施，升级改造质控系统

按照《国家地表水考核断面已建水质自动站仪器设备更新和功能升级要求》(环办监测〔2018〕14号)、《国家地表水水质自动监测站站房及采水技术要求》(环办监测函〔2017〕1762)的相关要求，同时考虑站房实际面积和结构，配置站房安全防护设备，包括火灾自动报警及自动灭火装置、感烟探测器、门禁系统等；升级改造仪器设备及系统集成单元，实现在线自动零漂跨漂、多点线性核查、加标回收测试、集成干预检查等质控功能。

3.2 采水系统升级改造

目前采水方式主要有栈桥式、浮船/筒式、悬臂式、浮桥式和拉索式，青海省省控断面水质自动监测站现有采水方式多为浮船/筒式，从运行结果和客观条件来看，部分水质自动监测站采水方式运行不稳定，需要整改。水位变化小、水深1～8m、流速小于2.0m/s、河床宽度小于5m的应采用栈桥式采水；水流急、浅滩长、水位有一定变化的应采用浮船/筒式采水；河岸陡峭、水流较急、漂浮物多的应采用悬臂式采水；水流缓慢、水位变化小的应采用浮桥式采水；水位变化大、河床宽度大于5m的应采用拉索式采水。

3.3 优化水样预处理方式

目前水质自动监测站采用的水样预处理方式为自然沉淀30min，不满足浊度较大断面的自动监测，尤其对黄河流域泥沙量较大的水体，处理效果甚微。因此，应优化水样预处理方式，升级改造预处理装置，增设根据浊度大小在线自动切换过滤模式、高效处理泥沙量水体的装置[3,4]。受浊度影响较大的参数，在其配水系统采样装置前单独增设二级过滤装置。

3.4 加强运行维护监督检查，提高运行效率

省级生态环境监管部门定期组织检查组对水站开展监督性检查，对站房环境、仪器运行状况、质控措施、监测数据质量、运维资料及人员资质、基础保障情况等开展情况核查，当部分站点监测指标出现数据异常时可开展飞行检查工作[5]。对检查中发现的问题及时组织运维公司、基础设施维护维修公司进行整改或维护维修，缩短故障排除时间，提高运行效率。

4 结束语

水质自动监测系统是环境监测系统中的重要部分，也是先进监测预警体系的重要组成，是目前及时掌握环境质量状况和污染动态变化趋势的先进监测方法，是实现环境污染预警的重要手段[6]。2019年2月，青海省16座国控站顺利移交至生态环境部，2020年1月起生态环境部按照“自动监测为主、手工监测为辅”的原则将国控站的自动监测数据开始用于水环境质量评价和考核工作，省控断面水质的评价考核数据仍为手工监测数据。为了更好地发挥水质自动监测站的作用，尽快实施已建省控站站房配套设施、质控系统升级改造项目，管理部门出台相关标准和规范，提高水质自动监测数据的应用，完善水质自动监测管理体系。如何更好地运行水质自动监测站，有效应用自动监测数据，发挥水质预警作用，为水环境污染防治、质量评价考核工作服务，是今后面临的新课题。