水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在保障城鎮(zhèn)供水安全中的應用

吳長宏

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心,運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、計算機應用技術(shù)以及相關(guān)專業(yè)分析軟件和通訊網(wǎng)絡所組成的綜合性在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。

人工采樣送至化驗室化驗的監(jiān)測手段已經(jīng)不能滿足實時監(jiān)測的需要，為實現(xiàn)對水質(zhì)的實時在線自動監(jiān)測和遠程監(jiān)控，及時掌握水源地水質(zhì)狀況，預警預報重大水質(zhì)污染事故，保障城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全，水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)這一環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)受到國家的高度重視，并得以迅速發(fā)展。

一、撫順市水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)概況

遼寧省撫順市是水利部第一批全國城市水資源實時監(jiān)控與管理系統(tǒng)建設(shè)試點城市。2008年建設(shè)了水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，屬于撫順市水資源實時監(jiān)控與管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)。水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)由水源地水質(zhì)監(jiān)測和入河排污口監(jiān)測兩部分組成，水源地水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)包括：關(guān)山水庫水質(zhì)監(jiān)測站、小孤家水庫水質(zhì)監(jiān)測站、紅升水庫水質(zhì)監(jiān)測站，這3座中型水庫分別擔負著撫順市東部石化新城的工業(yè)和部分居民生活、清原縣城、新賓縣城供水任務。入河排污口監(jiān)測系統(tǒng)包括：榆林明溝監(jiān)測站、清原市政排污口監(jiān)測站、新賓市政排污口監(jiān)測站。

水質(zhì)自動監(jiān)測站由采水單元、配水和預處理單元、監(jiān)測儀器單元、數(shù)據(jù)采集和控制單元、數(shù)據(jù)傳輸單元及輔助單元6個部分構(gòu)成。水源地水質(zhì)監(jiān)測指標包括水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、氨氮、揮發(fā)酚共10項。采用的分析方法見表1。

系統(tǒng)主要有以下功能：

（1）自動在線監(jiān)測。根據(jù)用戶的設(shè)定，定時自動采集水樣、分析數(shù)據(jù)等功能，可以獲得連續(xù)的在線監(jiān)測水質(zhì)數(shù)據(jù)。

（2）遠程控制。市、縣中心站皆可遠程控制監(jiān)測系統(tǒng)，完成管路采水、配水、反吹清洗等功能。

（3）數(shù)據(jù)自動傳輸。監(jiān)測站信息處理系統(tǒng)具有信息提取掃描功能，并把提取收集來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模怨潭ǖ母袷阶詣哟嫒霐?shù)據(jù)庫。

（4）自動處理和分析數(shù)據(jù)。系統(tǒng)能夠自動進行分析、統(tǒng)計計算（如：月均值、年均值及日、月、年、最大/小值統(tǒng)計），并能按規(guī)定標準進行水質(zhì)評價。

（5）自動報警和留樣。當監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生較大變化或異常時自動向中心站報警，并啟動自動采樣器進行自動留樣。同時中心站以短信的形式通知有關(guān)人員。

二、系統(tǒng)應用

1.對城鎮(zhèn)供水水源地水質(zhì)實時監(jiān)測

撫順市水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)可以對城鎮(zhèn)供水水源地水質(zhì)進行連續(xù)在線監(jiān)測，系統(tǒng)設(shè)定每8小時監(jiān)測一次，監(jiān)測數(shù)據(jù)更具有代表性。為相關(guān)管理部門及時掌握水源地水質(zhì)狀況及水源地保護措施提供了有力的科學依據(jù)。

以2011年小孤家水庫水源地總磷、總氮這兩項監(jiān)測指標為例，圖1是小孤家水庫2011年各月份總磷的變化趨勢，小孤家水庫總磷最高值出現(xiàn)在6月份，圖2是總氮的變化趨勢，最高值也出現(xiàn)在6月份，并且比往年值要高。水利部門聯(lián)合環(huán)保部門進行分析調(diào)查，調(diào)查總磷、總氮超標的原因，向政府遞交了調(diào)查報告，并提出了相關(guān)的防治措施。

2.對重大水污染事件預警

小孤家水庫是清原縣城供水主要水源，而紅升水庫不僅是新賓縣城的主要水源，也是富爾江引水工程的重要水源，每年為下游城市沈陽、撫順引水12000萬m3，所以一旦出現(xiàn)重大的水污染事故，將會嚴重威脅縣城和沈陽、撫順兩市的供水安全。自動在線監(jiān)測實現(xiàn)了水質(zhì)出現(xiàn)異常時自動報警，相關(guān)部門第一時間采取有效措施，將水污染事件扼殺在萌芽狀態(tài)，改變過去總是在事故發(fā)生后才能向有關(guān)部門提供水質(zhì)信息狀況的被動局面。2011年7月份，小孤家水庫監(jiān)測站出現(xiàn)揮發(fā)酚超標報警，管理部門立即將自動采樣器里水樣送到實驗室進行化驗，化驗結(jié)果揮發(fā)酚的確嚴重超標，政府立即責令相關(guān)部門對上游所有排污口進行排查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是一重金屬礦業(yè)企業(yè)排污口揮發(fā)酚超標，立即對該排污口進行了關(guān)停，并及時采取相關(guān)的治理措施，從而及時有效地遏制了一起重大水污染事故的發(fā)生，為水源水質(zhì)安全防護提供有力支持。

3.系統(tǒng)管理

撫順市水質(zhì)自動監(jiān)測站均建在野外，加之東北氣候條件惡劣，運行管理比較復雜，系統(tǒng)中的電路、水路、分析儀器等在無人值守的情況下長期運行，均隨時可能出現(xiàn)故障，造成分析數(shù)據(jù)異常或者管路凍裂等。因此，撫順市水務局建立一套較為完備的管理制度，選擇了合理的管理方式，定期對水質(zhì)自動監(jiān)測站集成系統(tǒng)和分析儀器進行維護管理，保障了系統(tǒng)的正常運行。

（1）建立合理的運行管理制度

市、縣兩級水利部門都設(shè)定專人負責系統(tǒng)的運行維護工作，每天進入系統(tǒng)遠程查看監(jiān)測設(shè)備運行情況，并做好運行記錄，定期整理監(jiān)測數(shù)據(jù)，并形成監(jiān)測報告遞交相關(guān)部門；由水庫管理單位安排人員負責看護監(jiān)測站，防止意外事件發(fā)生；委托具有環(huán)保設(shè)備運行資質(zhì)單位對監(jiān)測站進行日常運行維護，負責試劑更換、設(shè)備儀表保養(yǎng)和維修。管理人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、儀表故障，第一時間告知運營單位，由運營單位委派專業(yè)人員赴現(xiàn)場進行維護和排除故障，保證水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。

表1 各項監(jiān)測指標采用的分析方法

（2）運營經(jīng)費得到保障

市水利部門每年在本級財政預算中列支專項資金用于水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)地運行維護，由于目前撫順的水質(zhì)監(jiān)測站監(jiān)測設(shè)備選用的基本都是國外進口的，一些相關(guān)的耗品備件及試劑供貨周期比較長，必須提前訂購，所以每年年初都對所有監(jiān)測站的耗品備件及試劑進行采購，確保系統(tǒng)連續(xù)不間斷運行。

（3）實行“日監(jiān)控、周檢查、月比對”質(zhì)量管理制度

系統(tǒng)管理員每天對系統(tǒng)進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；運營單位每周派人到監(jiān)測站進行巡檢，檢查主要包括管路是否通暢，站房環(huán)境是否符合監(jiān)測要求；根據(jù)監(jiān)測規(guī)范要求，每月進行采樣交送遼寧省水環(huán)境監(jiān)測中心撫順分中心進行化驗，進行監(jiān)測數(shù)據(jù)比對，比對誤差超過10%需要對該監(jiān)測設(shè)備進行校準。防止了因為儀表的原因造成偽數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。

四、存在的問題及建議

1.存在的問題

（1）儀表故障率偏高。常規(guī)五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮監(jiān)測儀器故障率較低，運行比較穩(wěn)定，總磷、總氮等監(jiān)測儀器故障率較高，維修難度大。

（2）氣候條件惡劣，全年運行成本較高。撫順冬天最低溫度在零下30多攝氏度，夏天最高問題高達36攝氏度，所以要想監(jiān)測站全面不間斷連續(xù)運行，就必須保障站房溫度滿足儀器正常運行的需求，只能依靠空調(diào)和電取暖來滿足要求，每年所需電費一項就高達5萬元，大大增加了監(jiān)測站運行成本。

（3）未能對水源地水質(zhì)的理化、生物指標實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。目前，國家加大了對水源地有機物及重金屬等有毒污染物的監(jiān)測力度，但現(xiàn)有的水質(zhì)自動監(jiān)測監(jiān)測指標不能滿足對水源地水質(zhì)監(jiān)測更深層次的要求。

2.建議

（1）水務與環(huán)保部門應實現(xiàn)資源信息共享。實現(xiàn)資源信息共享，一方面是避免重復建設(shè)，節(jié)省建設(shè)資金，另外供水企業(yè)可隨時通過系統(tǒng)軟件對各水源地水質(zhì)動態(tài)信息進行在線查詢、分析，用于自來水的加工生產(chǎn)，為保障城鎮(zhèn)供水安全提供技術(shù)支持。

（2）圍繞實行最嚴格水資源管理制度的“三條紅線”，一方面加大入河排污口的污染物排放在線監(jiān)測力度，嚴格控制污染物的排放，確保飲用水水源地水質(zhì)安全達標；另外加大全市各水功能區(qū)，特別是飲用水水源地保護區(qū)的水質(zhì)自動監(jiān)測力度，這樣會更加有效對水源地污染事故起到預警作用■