水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用解決方案

吳朝霞王強宋盼盼

（1湖北省孝感市水文水資源勘測局 湖北孝感 432000 2湖北省潛江市水文水資源勘測局 湖北潛江 431000）

水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用解決方案

吳朝霞1王強2宋盼盼1

（1湖北省孝感市水文水資源勘測局 湖北孝感 432000 2湖北省潛江市水文水資源勘測局 湖北潛江 431000）

水質(zhì)監(jiān)測作為水資源管理與保護的基礎(chǔ)性工作，也是保護水環(huán)境的重要措施。文中從水質(zhì)監(jiān)測的重要意義入手，介紹了水質(zhì)監(jiān)測工作發(fā)展現(xiàn)狀及水利系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測解決策略。

水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)；應(yīng)用；方案

水質(zhì)監(jiān)測室水環(huán)境中的污染物及污染因素實時監(jiān)測，監(jiān)測的主要目的是評價污染物產(chǎn)生的原因及污染途徑，為有效防治水資源污染提供重要技術(shù)支持。同時水質(zhì)監(jiān)測可以達(dá)到控制水環(huán)境及改善水環(huán)境質(zhì)量的目的。為保障某一地區(qū)的水源良好和安全供應(yīng)，需要設(shè)置有效的預(yù)警、應(yīng)急及保護水源措施，采用合理設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測站點，強化水質(zhì)監(jiān)測能力，提升對突發(fā)性、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警和反應(yīng)能力。文中以水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)為研究視角，介紹了水質(zhì)監(jiān)測的意義和發(fā)展情況，提出水利系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測應(yīng)用解決策略。

1 水質(zhì)監(jiān)測的重要意義

現(xiàn)階段，我國水資源短缺、水污染情況嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測是保護水資源的重要措施。我國水資源分布不平衡，有多數(shù)跨流域調(diào)水工程[1]。水質(zhì)監(jiān)測能力全面實施之后，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的反應(yīng)能力、自動監(jiān)測預(yù)報能力將有很大提升，可以提升水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。因此，強化水資源管理與保護工作必須借助水質(zhì)監(jiān)測的輔助，運用水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析水資源的承載力。同時，根據(jù)不同的水功能區(qū)，創(chuàng)建水環(huán)境的評估與決策模型，制定合理的減量或禁止排放方案，有效指導(dǎo)水利工程，促進水資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。隨著我國水質(zhì)監(jiān)測的逐步實施，想要完成水質(zhì)監(jiān)測目標(biāo)，就必須以先進的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)為保障，合理配置和優(yōu)化水質(zhì)戰(zhàn)網(wǎng)的布局，購買先進的水質(zhì)監(jiān)測儀器和技術(shù)設(shè)備完成水利監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)置[2]。

2 水質(zhì)監(jiān)測工作發(fā)展現(xiàn)狀

水質(zhì)監(jiān)測作為管理和保護水資源的基礎(chǔ)工作，水利系統(tǒng)主要由水利部、流域、省事水環(huán)境監(jiān)測中心等監(jiān)測機構(gòu)組成監(jiān)測體系。目前，我國的多數(shù)河流、湖泊水體整體水質(zhì)呈現(xiàn)惡化趨勢，水質(zhì)監(jiān)測任務(wù)更加繁重。為滿足水資源保護和管理工作的需求，必須提升水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)和管理水利。雖說水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測體系和能力已有所發(fā)展，但應(yīng)對新時期水利發(fā)生要求還存在一些有待解決的問題。

2.1 水利系統(tǒng)設(shè)置的監(jiān)測站點大多以掌握地表水水資源質(zhì)量為主，未設(shè)置對地下水的監(jiān)測、供水水質(zhì)監(jiān)測、排污水水質(zhì)等全面反映水功能區(qū)域水質(zhì)的情況，來達(dá)到判斷水功能區(qū)的水質(zhì)能否達(dá)到水域使用功能對水質(zhì)的要求。水質(zhì)監(jiān)測站點的總數(shù)量比水功能少，無法真實反映整個水功能區(qū)的水質(zhì)情況，同時存在地域分布不均衡、設(shè)置的監(jiān)測站布局不合理的情況，無法達(dá)到經(jīng)濟發(fā)展與水資源保護工作的實際需求，有待補充、完善水質(zhì)監(jiān)測站點[3]。

2.2 各個級別水質(zhì)監(jiān)測中心采樣能力不足，監(jiān)測頻率較低，水質(zhì)監(jiān)測實驗室使用的儀器設(shè)備老化，且大型分析儀器設(shè)置不平衡，無法適應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測管理的發(fā)展需求。水質(zhì)系統(tǒng)移動水質(zhì)監(jiān)測實驗室配備的數(shù)量不多，現(xiàn)場監(jiān)測能力低，無法掌握突發(fā)性水污染事故或污水閘壩調(diào)度等水質(zhì)突變情況。

2.3 設(shè)置的自動水質(zhì)監(jiān)測站數(shù)量不多，不具有自動測報能力，無法及時獲取重點水功能區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測實時數(shù)據(jù)，沒有完善的預(yù)測或預(yù)報突發(fā)性污染事故的能力。水質(zhì)監(jiān)測信息的處理多以手工為主，不同級中心創(chuàng)建監(jiān)測數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不同意，標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、無法完成按流域或功能區(qū)的水量/水質(zhì)綜合評價體系，無法達(dá)到新時期水資源管理與保護的要求。

3 水利系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測綜合解決策略

根據(jù)國家未來開發(fā)、利用、保護水資源的長期政策來說，綜合應(yīng)用解決方案不僅可以監(jiān)測重點區(qū)域的水資源質(zhì)量，又能提升應(yīng)對突發(fā)性、水質(zhì)污染事故的預(yù)警和反應(yīng)能力。

3.1 創(chuàng)建水資源質(zhì)量評價系統(tǒng)

在多數(shù)水環(huán)境狀況要素中，必須客觀、公正地監(jiān)測、評價水資源質(zhì)量達(dá)到同步監(jiān)測效果。同時，根據(jù)社會的需求，運用多樣的方式向整個社會提供全方位的服務(wù)[4]。如何基于已有的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)獲取實時、大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保其真正成為國家及水利主管部門決策的重要參考值和管理基礎(chǔ)，成為水文部門必須解決的問題。本文以水環(huán)境治療評價標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，采用目前最先進的Internet技術(shù)、GIS技術(shù)，基于Microsoft.net服務(wù)平臺把地理信息系統(tǒng)的空間圖形與水環(huán)境評價數(shù)據(jù)合理結(jié)合，自動采集、評價、管理不同層次空間的信息和數(shù)據(jù)，同時形成可視的表達(dá)形式和調(diào)度顯示系統(tǒng)的水環(huán)境管理信息系統(tǒng)，這個管理系統(tǒng)主要對我國各個流域的水環(huán)境信息實施管理，具有覆蓋范圍廣、運行費用低、安全可靠、操作簡捷等優(yōu)點，分析評價具有可視化、自動化的特點，確保整個管理科學(xué)、有序[5]。

3.2 立體監(jiān)測解決方案

在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，因不同的流域及管理需求也給與不同的監(jiān)測方式，立體化的解決方案主要由實驗室監(jiān)測、自動監(jiān)測、移動監(jiān)測三個部分組合而成。自動監(jiān)測系統(tǒng)不僅保留節(jié)省人力和時間、實時監(jiān)測水質(zhì)等優(yōu)點，也發(fā)展出一系列新的自動監(jiān)測方法。

3.2.1 實驗室監(jiān)測系統(tǒng)

實驗室作為四級監(jiān)測體系統(tǒng)分析水質(zhì)分析的基本單位，因長時期各個地域經(jīng)濟發(fā)展水平不平衡，設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。所以，創(chuàng)建的實驗室規(guī)模及發(fā)展程度也呈現(xiàn)出不平衡狀態(tài)，為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的規(guī)范性和統(tǒng)一性，必須依照國家和水利行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建完善的實驗室，配備各種快速自動分析儀，并根據(jù)地方水質(zhì)的特點配備汞、砷、硒等特殊監(jiān)測儀器。采用標(biāo)準(zhǔn)化的水環(huán)境監(jiān)測樣品及質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)對日常的水質(zhì)進行分析[6]。

3.2.2 應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)

自2003年以來，黃河流域不斷出現(xiàn)污染和水質(zhì)異常情況，水質(zhì)引起監(jiān)測系統(tǒng)是保障供水安全的重要部分，是隨著突發(fā)性水污染事故而生的新鮮事物。整個水質(zhì)應(yīng)急系統(tǒng)是由硬件和軟件兩個部分組合而成。硬件的設(shè)置包括便攜式重金屬檢測儀、多參數(shù)快速測試儀、可移動監(jiān)測車等，這一設(shè)備的應(yīng)用對預(yù)防和應(yīng)對突發(fā)性重大事故發(fā)揮著重要作用，使用攜帶方便的水質(zhì)分析儀器能夠快速監(jiān)測出現(xiàn)場的污染物，并通過GPRS/GSM移動通信設(shè)備把監(jiān)測的數(shù)據(jù)上傳至管理中心。同時，具有自動收集采集樣本的功能，實現(xiàn)恒溫貯藏，方便在實驗室展開分析。

3.2.3 自動站監(jiān)測系統(tǒng)

自動水質(zhì)監(jiān)測站定期或連續(xù)監(jiān)測河流、江河口、地下水水質(zhì)情況，主要包括取水、預(yù)處理、分析監(jiān)測、系統(tǒng)控制等部分組成，可以為監(jiān)控的結(jié)果自動提供最佳的解決方案。整個解決系統(tǒng)是由水樣采集、預(yù)處理等完成采樣控制操作，分析監(jiān)測系統(tǒng)對水樣進行在線的監(jiān)測和分析。采用Windows操作軟件，對水樣的物理、化學(xué)、生物等參數(shù)實施細(xì)致的記錄，并運用網(wǎng)絡(luò)把獲取的信息反饋至水質(zhì)監(jiān)測中心，監(jiān)測中心使用GPRS/GSM無線通信網(wǎng)采集所需的數(shù)據(jù)信息，完成系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

4 結(jié)語

目前，水資源短缺及污染嚴(yán)重的情況已經(jīng)嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟的發(fā)展，為確保水資源的可持續(xù)利用，創(chuàng)建實驗室、移動監(jiān)測、自動監(jiān)測三者相互結(jié)合的立體化監(jiān)測模式，可以有效解決我國可持續(xù)發(fā)展中面臨的水資源監(jiān)測問題。

[1]方淑菲.關(guān)于水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的探討[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2013,(17):107.

[2]張莉.基于紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)研究進展[J].黑龍江科技信息,2014,(10):41.

[3]張燕,李翠梅,劉成剛，等.基于城市供水管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的水質(zhì)模型研究[J].黑龍江科技信息,2012,(20):27.

[4]周亮.淺談水質(zhì)管理工作與水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014,(28):1253-1254.

[5]武延坤,陳益清,雷萍，等.水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)有問題分析及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用框架[J].中國給水排水,2012,28(22):9-13.

[6]徐成斌,馬錫銘,馬溪平,等.車載式水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,(22):9409-9410.