河流水质自动监测系统的建设及应用

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1 水环境质量自动监测技术的发展（2004-4-23）

水质污染自动监测系统（WPMS）是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、

自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。

WPMS可尽早发现水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源，从而为管理决策服

务。

1 国内外现状

1.1 国外发展概述

水质自动监测在国外起步较早。1959年美国开始对俄亥俄河进行水质自动监测；1960年纽约州环保局开始

着手对本州的水系建立自动监测系统；1966年安装了第一个水质监测自动电化学监测器；1973年全国水质监测

系统分为12个自动监测网，每个自动监测网由4—15个自动监测站组成；1975年在全国各州共有13000个监测

站建成为水质自动监测网。在这些流域和各州(地区)分布设置的监测网中，由150个站组成联邦水质监测站网

——即国家水质监测网(NWMS)。

日本1967年开始考虑在公共水域设立水质自动监测器；1971年以后，由环境厅支持，开始在东京、大阪等

地建立水质自动监测系统；到1992年3月，已在34个都道府县和政令市设置了百度文库 - 让每个人平等地提升自我

2 169个水质自动监测站。除此之外

，建设省在全国一级河流的主要水域也设置了130个水质自动监测站。

英国泰晤士河是世界上水环境污染史最长的河流，至19世纪末河道鱼虾绝迹。1974年成立泰晤士水务管理

局(TWA)，取代了原来200多管水机构。为了加强水环境监测，1975年建成泰晤士河流域自动水环境监测系统。

该系统由一个数据处理中心(监控中心站)和250个子站组成。

欧美及日本等国在20世纪70年代已有便携式水质监测仪出售，但属于瞬时测定仪。连续多参数水质测定仪

是在80年代才开始使用的。在监测设备方面，广泛应用现代尖端的微电子技术、嵌入式微控制器技术，并做到

小型水质自动监测站的采水系统方案（1）

采水系统是保证整个系统正常运转、获取正确数据的关键部分，设计及建造一套运行可靠的水样采集单元非常重要。采水单元必须保证向整个系统提供可靠、有效的水样。

依据对各个现场的考察情况，针对各现场水质的调查了解，结合公司在以往类似项目中的经验，特设计出一套满足当前项目要求、能够自动连续地与整个系统同步工作的采水单元，向系统提供可靠、有效的水样。

1、采水方式选择

采水系统建设在满足取水要求的前提下应尽量简洁，因地制宜，针对每个水站取水位置的不同情况采取最适用的方式。

采水系统是水质自动业主的重要组成部分，根据取水口工况的不同，如水位的变化幅度，河岸的地质情况等，通常会设计不同的取水方式。常用的取水方式包括栈桥式、浮船式、浮桶式、管道式、护筒式、采样井等。

1.1浮船式采水方式

▶浮船式采水应用范围

适合于浅滩河岸、取水点位距离岸边较远，或河流改道现象比较频繁的情况。

▶浮船取水特点

浮船取水具有设计简单、维护方便的特点，同时可以比较方便地在河道中改变位置，适应河道变化。

▶浮船式采水方式描述 浮船式采水方式如下图所示。

1）浮船的位置

根据取水点选取原则，浮船所在位置选在河水深度常年在3米以上的河道位置，该点水位常年满足要求，无急流漩涡等干扰因素，浮船的位置应尽量考虑偏离航道。

2）浮船的固定

据现场情况，如果浮船距离岸边相对较近，可以采用从浮船牵引钢丝绳到岸边固定桩，并抛锚固定。如果浮船距离岸边太远，直接从岸边固定桩牵引钢丝绳无法将浮船固定在特定位置，可以采用锚桩与抛锚配合的固定方式。可以考虑在临近深水区的浅水河滩上建设锚桩，数量为两个，相距为10~15米，排列与河岸平行。锚桩上预留钢筋拉环，便于与钢丝绳连接，浮船位于两个锚桩之间，首尾通过钢丝绳与锚桩连接，钢丝绳的长度留有一定余地，以便浮船在水位变化时可以随之上下浮动。

3）浮船的设计

▶材质与尺寸：采样浮船采用优质轻质塑料，尺寸约0.6米某0.6米，设计满足除自身设备外，可承受五十公斤的额外重量；

水生态环境监测现状及新型监测技术的应用

摘要：当下，水环境监测依然沿用多年之前的技术，因此具有监测无法保证时效性、效率低下以及过程繁琐等缺陷。伴随水污染控制的持续深化和科技化，传统的监测方法无法有效、准确地追踪各类污染源，也不能在较短时间内判断水生态环境中存在的问题，无法符合水生态环境保护的实际形势。为增强水资源保护工作的效力，确保相关工作能够和当前时代发展相符，急需选择功能完善、全面高效的信息化监测手段来合理提高水生态环境的监测水平。

关键词：生态环境；水生态；现状；新型监测技术；应用

引言

在开展环境保护工作前，必须保证环境监测工作的有效实施，获取相关环境数据，有效监测环境状况，为开展生态环境保护提供相应的数据支持。所以相关单位应当提高对环境监测的重视程度，并在生态环境保护中有效开展此项工作，合理优化环境监测技术方法，提高环境监测工作质量与效率，从而全面提升生态环境保护水平。

1水环境监测工作现状

目前，大部分生态环境监测单位开展水体监测的方法能够分成两类，首先是人工采样分析，在采集现场使用便携式仪器测定溶解氧、浊度等分析因子，将水样运输至实验室后使用实验室仪器对其他因子进行分析。在分析完成后以相关数据为基础获得所辖范围内的河流、湖泊等水体信息。其次是使用水质自动监测仪器构架监测体系。此体系由监控中心以及多个自动监测站构成。第一类方法较为耗费人力，不但不能尽快掌握河流上下游和附近区域的状况，监测区域的环境十分复杂。另外如果河流较急将会导致采样工作存在一定的危险，同时采样之时选择的采样船大部分使用了柴油发动机，因此有一定概率出现柴油泄露等状况，而这会导致水体遭受污染，然后导致水体监测无法保证精准性。同时实验室分析项目较为耗时，不同因子的分析数据获取时间较长，同时无法对不同因子进行动态监控，不能及时的体现出水体信息变化状况。水质自动站尽管可以解决以上问题，不过建设初期要架设光缆等装置，因此造价较高，同时还存在监测区域较小的问题，另外还会对监测范围产生一定的破坏。综上，在水环境监测体系的建设期间应当持续应用各项技术，保证监测活动能够更具实效性。

地表水水质自动监测系统及其建设问题探讨　宋涛　（山西长治市环境监测站山西长治０４６０００）　摘要：水质自动监测系统能够对水质的现状和变化　趋势进行有效的监控，对实时监测数据能够连续荻取．为　研究工作带来了极大便利．可以极大的降低实验室分析工　作的劳动强度，因而，水质自动监测系统在我国的应用正　在逐渐扩大。随着人们对日常用水质量的要求越来越高．　地表水水质自动监测系统的建设工作就显得尤为重要　但　是，我国在水质自动监测建设上尚处于起步阶段　在水质　监测系统的建设中还存在不少问题。　关键词：水质自动监测：系统；建设　水质自动监测系统通过对现代自动测量技术、传感技术、计　算机应用技术、自动控制技术以及相关的通信网络的应用，以水　质自动分析仪器为核心，是一个综合性的监测系统。下面本文将　简要分析水质自动监测系统的构成以及地表水水质自动监测系　统在建设方面要注意的若干问题。　１水质自动监测系统的构成　水质自动监测系统一般由预处理单元、采水单元、辅助单元、　过程逻辑控制单元、分析监测单元、数据采集和处理单元等，各单　元之间通过信号传输系统、水样输送系统、压缩空气出送系统以及　纯水输送系统等进行联系。一个高可行性的水质自动监测系统必　须具备四大要素：监测系统设计要完备、监测系统的质量要高、监　测系统的建设施工管理要严格、监测系统的运行管理要持负责的　态度。这种水质监测系统，能够集采样、处理、分析和数据存储于一　体，从而真正实现水质的自动监测。水质自动监测系统还具有扩展　功能，能够根据实际需要进行相应的软件升级和增加监测项目。　２地表水水质监测系统在建设中应注意的若干问题　我国的水质自动监测系统证处于发展的阶段，相关技术还不　是很成熟，因此，水质监测系统的建设要根据实际情况，不能冒　进。现阶段，国内的水质监测系统建设存在的问题有：一是，目前　的水质自动监测仪器还主要依靠进口，自主生产能力不强；二是，　水质自动监测系统在自动控制和预处理设施等方面都存在缺陷，　系统的集成水平不高；三是，水质自动监测站在维护、运行以及管　理等方面的水平和能力都比较低。因此，在地表水水质自动监测　系统的建设中一定要注意以下几点问题。　２．１系统建设必须考虑水体的特性和功能　地表水是指监测系统的建设要考虑的外部因素有很多。如果　在河流旁建设水质监测系统，必须考虑水流的速度、河水流量、河　流的水深、河流的涨落潮等等水文因素，同时，还要兼顾河流的使　用功能，如航运等。根据河流中矿物质、悬浮物等的含量和其它的　监测指标，在河流旁建立具有代表性的水质自动监测点位，通过对　河流水质的连续监测，来反映某一河流在特定时期的水质状况。　２．２水质监测系统的稳定性　地表水水质监测在建设时，必须了解来自监测仪器以外的干扰，　以及排除干扰的方法。比如，水质监测系统对长菌污染、矿物质以及　ｓｓ的最大承受力；水体流速的快Ｉ曼对溶解氧的干扰；当水体呈碱ｆ生时　对Ｆ？的干扰；水体中剩余氯离子对水体酸碱度变化的影响等等。　２Ｉ３系统取样和过滤时要注意的问题　水质自动监测系统在取样的时，需要考虑在长期取样的情况　下，长菌、泥沙等会造成管路堵塞，还会对水样产生污染。因此，要　对以下几个方面特别关注。首先，影响进水的因素包括：暴雨会对　进水口造成影响；河流的枯水期和丰水期造成水位发生不同的变　化也会影响进水取样口的深度；河流的异常水质和正常水质也会　影响取样；进水口堵塞对取样影响更大。其次，水样采集系统应注　意的问题。水样采集系统一般采取双过滤系统或双泵取样系统自　动交替使用，同时配备流量传感器来对采样泵是否有故障或管路　是否堵塞进行判断，其中管路自动杀菌系统和清洗系统能够对细　菌和污染物进行自动的清洗，以防止有机物对水样的污染。　２．４在系统建设的过程中还要对外部环境因素进行考虑　在水质自动监测系统的建设过程中，对自然环境因素的考虑主　要包括是否需要空调来调节系统温度、腐蚀陛气体以及粉尘对仪器　设备的腐蚀程度、某一地区的降雨量和湿度对系统设备的影响等。　另外，水质监测站的主体结构以混凝土为主，站点周边要设　置防护措施，防止人为破坏。水质监测系统的内部配置主要包括　监测仪器以及取样系统、电源以及照明系统、水样的排水系统和　数据的传输系统等。因此，站点内部要有足够的面积对这些系统　以及周边配置的仪器进行人工保养。　水质监测站点的选择要对自然环境和通讯、交通等因素进行　综合考虑。水质监测系统的站点一般选择在污染源集中的下游或　上游；取样系统的安装要便捷，监测站和进水口二者之间的距离越　短越好；站点位置的选取既要便于管理，还要能够减少人为破坏。　２．５水质监测站点的维护、保养以及管理工作　由于水质监测设备的投入较大，因此必须设置专门的管理＾、对　水质监测设备进行定期的养护，还要对其进行定期的：曜　ＩＩ。设备保养　工作主要包括排除故障以及对异常隋况对行及时、准确的判断，还要　对设备进行定期的校正和清洗，比对监澳０数据的准确性和可靠性。　由于水质监测系统对专业技术的要求很高，站点分布也比较　广泛，往往距离市区比较远，因此，可以对水质自动监测系统实行　分级管理，位于省界断面的站点可以由总站管理，设备的维护保　养工作由省站进行；位于市界断面的站点可以由省站管理，维护　保养工作由市站进行，以此类推。　３结语　近几年来，已经建成的地表水水质自动监测系统为环境管理　工作提供了大量的极为重要的数据，为保障饮用水源的安全发挥　了不可替代的重要作用。因此，必须重视水质自动监测系统的建　设工作。总而言之，地表水水质自动监测系统的建设是一项技术　性比较强的工作，在建设过程中对各方面的问题都要考虑充分。　参考文献　［１】刘晓茹，周怀东，李贵宝．水质自动监测系统建设［Ｊ］．中国水利　（水文水资源），２００８（９）．　［２　峰．水质自动监测系统建设【Ｊ】．科教文汇（理工科研），２００８（９）．　《资源节约与环保》２０１３年