摘 要：通過(guò)對(duì)現(xiàn)有水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)采樣單元進(jìn)行研究、結(jié)合高州水庫(kù)水文狀況和相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范，設(shè)計(jì)出適合高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站采水單元，并就其他的湖庫(kù)采水單元設(shè)計(jì)提出建議。

關(guān)鍵詞：高州水庫(kù)；水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)；采水單元；設(shè)計(jì)

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專(zhuān)用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、排放達(dá)標(biāo)情況等目的。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站主要由采水單元、配水單元、分析單元、控制單位和子站站房及配套設(shè)施組成，以下主要對(duì)高州水庫(kù)的采水單元設(shè)計(jì)做進(jìn)一步探討。

一、采水單元簡(jiǎn)介

采水系統(tǒng)負(fù)責(zé)將要分析的水樣從河流、湖泊等現(xiàn)場(chǎng)抽取到子站站房中，設(shè)置在取水口的過(guò)濾網(wǎng)將對(duì)水樣進(jìn)行初步的過(guò)濾，保證系統(tǒng)管路不被堵塞。采水方式主要有以下三種：

（一）浮筒式。主要適用于取水口和站房較近，水流流速較慢，水位變化不是很劇烈的小型河流和湖泊取水，特點(diǎn)是安裝方式比較簡(jiǎn)單，施工周期短，造價(jià)低，一般和自吸泵配套使用。

（二）浮船式。主要適用于取水口和站房較遠(yuǎn)，水位和流速比較穩(wěn)定的河流，特點(diǎn)是安裝一般需要駕船安裝，施工周期較短，造價(jià)低，一般和潛水泵配套使用。

（三）棧橋式。主要適用于水位變化劇烈，流速較快，河岸地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的地點(diǎn)，特點(diǎn)是維護(hù)方便，外形美觀，但造價(jià)較前兩種方式比較高，且施工周期較長(zhǎng)。

二、高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采水單元設(shè)計(jì)

高州水庫(kù)是粵西最大河流鑒江上的控制性水利樞紐工程，水庫(kù)集雨面積1022平方公里，庫(kù)容12.8億立方米，是茂名地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城區(qū)居民生活飲用水的重要水源，為了全面保護(hù)飲用水源，保證人民群眾的身體健康，保障茂名市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，茂名市決定建設(shè)高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控高州水庫(kù)水質(zhì)狀況。

高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是廣東省首個(gè)湖庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，作者參與了水站設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，現(xiàn)就自動(dòng)站采水單元的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)過(guò)程和使用情況做進(jìn)一步探討。

（一）采水單元設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范。根據(jù)國(guó)家《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（以下內(nèi)容簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》）對(duì)選址的要求，水站取水口設(shè)置在高州水庫(kù)出水口約兩百米的位置，避免湖庫(kù)出水時(shí)產(chǎn)生的湍流，同時(shí)考慮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，盡量縮短站房與取水口的距離，避免因取水管道的污染對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，減少淤積，取水口離站房約30米，離水庫(kù)岸約10至15米，距離可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。本文對(duì)采水單元防護(hù)、采水設(shè)備的選擇等與河流采水單元相同的地方不再詳述，主要針對(duì)高州水庫(kù)采水單元的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行原因分析。（1）根據(jù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理經(jīng)驗(yàn)和《規(guī)范》的要求，采樣單元采用雙回路采水，配備兩個(gè)自吸泵，一用一備，在控制系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)診斷泵故障及自動(dòng)切換泵工作功能，保證采水不因泵的損壞而受到影響。（2）由于采水位置距離站房較近，并且本地未出現(xiàn)過(guò)湖水結(jié)冰的天氣現(xiàn)象，僅通過(guò)優(yōu)選優(yōu)質(zhì)材料保證采水單元可以保溫、防凍和防壓。（3）系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有葉綠素a，因此不對(duì)高州水庫(kù)采水單元進(jìn)行防藻處理。（4）高州水庫(kù)作為飲用水源，水質(zhì)較好，濁度很低，僅通過(guò)系統(tǒng)的反沖洗裝置和采水口簡(jiǎn)單過(guò)濾即可保證采水單元防淤。

（二）采水單元設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足湖庫(kù)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范。在滿(mǎn)足國(guó)家《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的同時(shí)，采水單元設(shè)計(jì)兼顧了《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（TJ/T91-2012）中對(duì)湖庫(kù)采水的要求，由于系統(tǒng)取水口處深度約5至10米，豐水期大于10米，必須考慮進(jìn)行分層采水，因此采水單元增設(shè)了另一采水管路，通過(guò)三通裝置與原管路連接，用潛水泵進(jìn)行采水，并輔助安裝水深監(jiān)測(cè)儀，潛水泵深度可根據(jù)水深監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)，通過(guò)電機(jī)、繩索由系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證采水單元可以在監(jiān)測(cè)垂線進(jìn)行二點(diǎn)、三點(diǎn)和多點(diǎn)采水，滿(mǎn)足《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求?？紤]到水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要起預(yù)警作用，為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性，僅在發(fā)生水質(zhì)污染事故的時(shí)候進(jìn)行監(jiān)測(cè)垂線二點(diǎn)、三點(diǎn)和多點(diǎn)采水。

（三）從可行性及經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)采水單元。棧橋式采水單元由于造價(jià)較高、施工周期較長(zhǎng)，采水位置不能調(diào)節(jié)等原因，不予采用；高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采水口距離站房較近，約30米，從便于維護(hù)的角度考慮，也不采用浮船式的采水單元；浮筒式采水單元適用于取水口和站房較近，水流流速較慢，水位變化不是很劇烈的小型河流和湖泊取水，特點(diǎn)是安裝方式比較簡(jiǎn)單，施工周期短，造價(jià)低，一般和自吸泵配套使用，也可以配套潛水泵使用，高州水庫(kù)采水單元因此采用浮筒式設(shè)計(jì)，通過(guò)搭建浮橋（長(zhǎng)約12米，寬1.5米），并設(shè)置圍欄等安全措施，岸邊有立樁固定，并配以繩索控制浮橋延伸距離，取水口處平時(shí)采用自吸泵通過(guò)取水浮筒，采集水面下0.5米深的水樣，在發(fā)生水質(zhì)污染事故的時(shí)候，可切換至潛水泵，通過(guò)電機(jī)控制泵的深度，進(jìn)行監(jiān)測(cè)垂線二點(diǎn)、三點(diǎn)和多點(diǎn)的采樣。

三、高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采水單元使用情況

高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采水單元與廣東省河流自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采水單元最大的卻別在于采用了浮筒式設(shè)計(jì)和分層采水功能，浮筒式設(shè)計(jì)適用于湖庫(kù)，安裝方式比較簡(jiǎn)單，施工周期短，造價(jià)低；分層采水功能的設(shè)計(jì)也是考慮了《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求，在發(fā)生污染事故的時(shí)候可以發(fā)揮重要作用。就高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采水單元2013年至2015年運(yùn)行情況分析，采水單元沒(méi)有發(fā)生任何故障，浮筒式設(shè)計(jì)可以保證枯水期也能正常取水，也可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整采水的距離，維護(hù)方便。由于運(yùn)行期間沒(méi)有發(fā)生水質(zhì)污染事故，監(jiān)測(cè)垂線多點(diǎn)采水只在系統(tǒng)驗(yàn)收的時(shí)候進(jìn)行過(guò)測(cè)試，溶解氧和葉綠素a等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)值在不同深度還是有較大變化。

四、結(jié)論和建議

通過(guò)對(duì)高州水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采水單元的設(shè)計(jì)探討，結(jié)合采水單元運(yùn)行狀況，可以得出以下結(jié)論和建議：第一，因水文條件和監(jiān)測(cè)規(guī)范不相同等原因，湖庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采水單元，較河流自動(dòng)監(jiān)測(cè)的采水單元有較大區(qū)別。第二，在大多湖庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，浮筒式采水單元因其優(yōu)越性可廣泛推廣。第三，增加監(jiān)測(cè)垂線多點(diǎn)采樣裝置成本不高，僅增加潛水泵和簡(jiǎn)單的輔助設(shè)施，但是能更高效的發(fā)揮湖庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)作用。

作者簡(jiǎn)介：劉國(guó)盛（1958- ），男，廣西人，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，研究方向：水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。