岸邊站技術在水質實時監測中應用環境的研究

王磊 陳濤 楊環

摘要：本文綜合岸邊型水質實時監測預警站（以下簡稱“岸邊站”）近年來的應用案例，深入探討岸邊站在各種環境中應用的可行性及顯著優勢。結果表明：岸邊站可應用在湖泊、河道、管網等多種水體環境中，具有良好的穩定性和可靠性，利用其分鐘級出數特點，可以充分發揮實時監測和預警的作用。

關鍵詞：岸邊型水質實時監測預警站;岸邊站;水質實時監測;應用環境

當前水質監測技術取得了較快發展，監測方法以理化國標法為主，傳感器法為輔。監測形式以國家水質自動監測站為主，另有多種形式共存，形成“百花齊放”的態勢。與此同時，環境監管的思路也應與時俱進，岸邊站應用環境多樣，還可以實現從“事后補救”到“事前預警”，避免污染物的擴散，最終實現水質環境質量改善。

1???? 岸邊站產生背景

當前我國已經在地表水（包括湖泊、水庫）監測中建設了數以千計的自動監測站，用于地表水的污染物監測，界定污染來源，劃分區域治理責任。自動監測站應用初期，確實對水質監測起到了不可小覷的作用。隨著河長制在全國范圍的全面推行，需要各級政府領導擔任各級河長來負責組織領導、組織管轄內河湖的管理和保護工作，并接受上一級的督導、考核、問責，在此形勢下僅規劃到市級行政單位的地表水自動監測站便不能滿足市級以下基層監管的需要。

在實際工作中，自動監測站監測水質測試周期為4 小時一次，4小時間期內的水質變化無法捕捉。一旦4 小時的測試時間點被違法排污者掌握，很可能利用間期進行排污而不被發現。且自動站監測到的高濃度污水也存在因為數據變化劇烈而被系統自動屏蔽的風險。一旦監測到水質超標，有可能已經是幾個小時后的事情，對溯源和界定責任造成困擾。另自動站建設成本高，分布距離遠，多數存在設備落后、老化的現象，無法真正發揮作用。中小企業偷排偷放監測難、查處難已經成為不可忽視的問題，急需一種快速監測能鎖定污染源的技術來對現有的自動監測站進行補充。

在這種情況下，以分鐘級監測為特征的水質實時監測預警站應運而生。自動站傳統測試方法限制了自動站的測試頻率。岸邊站采用傳感器法測試水質，基于光譜分析和電化學原理，測試時長可控，頻率可調，為保證測試數據穩定性，一般采用3～6分鐘測試一次，可以彌補自動站的缺點，實現了精確捕捉水質變化趨勢。水質實時監測預警站的形式可以是浮標式和岸邊式。本文重點介紹岸邊式實時監測預警站，即岸邊站。

2???? 岸邊站應用環境現狀

當前岸邊站的應用環境有主要為河道、湖泊等，偶爾也用在地下管網的水質監測中。

2.1? 岸邊站在河道中的應用

2017年 11月某市的某地表徑流出境斷面數次監測到超高污染數據，懷疑在該市境內存在私自排放高濃度污水的行為，經查閱境內該地表徑流的監測數據，的確在出境斷面之前發現有較高監測數據，但是并不持續，自動監測站只捕捉到單點污染數據，無法判斷污染的持續時間和濃度范圍。經過市場調研，該市主管部門在該市出境斷面之前建立了3 個岸邊站監測點，C站位于該市出境斷面的監測河道內;B站逆流而上距離C站約9 公里，在縣道下游約200米的村建橋下;A站逆流而上距離B站約6公里，為縣縣交界位置。

岸邊站正式運行2 周后，根據持續的監測數據上有了驚人的發現。河道上下游之間存在明顯的數據關聯性，利用岸邊站可以很好的監測到水質變化的源頭。如圖集1 所示，B、C站點為上下游關系，B站點各參數同一時間監測到水質周期性變化，下游C站點各參數每個周期隔相同時間也會出現相同峰形。這種情況下，B站點一旦出現峰形變化，可以根據流速、水位等水文條件，構建污染物擴散模型，進而推算C站點水質變化的時間、峰值等信息。同時也可根據模型反推上游出現污染的源頭，實現精準溯源。

依據這些監測數據和當地治安部門的協助，該市環境主管部門確定了污染的原因：7日凌晨3 時，有一輛罐車載有化工廢水，沿縣道行駛至B站上游200米的橋上，排放廢水至該河道，然后返回廠區再次灌裝，再次行駛至此排放，固定的地點，固定的路程，共發生了4 次排放，排放產生的峰值之間的間隔分別為102分鐘、91分鐘、85分鐘，推測出廠區距離排放位置為30～40分鐘車程，為跨縣排放。至此，這個違法排放的全過程基本明晰，后續治理措施這里不再贅述。

2.2? 岸邊站在湖泊中的應用

湖泊相對河道，可利用地面面積較少，對于自動站的建設有很大限制。岸邊站就可以很好的發揮作用。如圖2 所示，6月 19日當天，該湖泊共計監測到3次COD有較大幅度上升，同時伴隨濁度、總磷參數的上升，水質有明顯變化。對于水質變化持續時長不足4 小時的污染事件，自動水站很可能無法捕捉到。通過合理的點位設置，重點布控，能夠在污染發生時在空間上對排污主體進行定位。最終能夠實現嚴密的入湖監測布局，從空間、時間上進行及時預警。

3???? 總結

岸邊站采用市政供電、采水泵采水、站房結構、不受水質限制，成本低、周期短，能夠減小運維工作，增加檢測精準度，檢測參數可擴展至10余項，適用于密集布點岸邊站類產品的網格化布局。

岸邊站類產品與地表水自動監測站一起，覆蓋轄區內主要河流，實現“快速+ 精確”監測，“快速+ 合理”治理，有助于應對私自排污行為的瞬發性，準確定位污染物的排放源。這無疑是給河流戴上了智能手環，為河長制提供了放大鏡，較為全面的反映整體水環境狀況，為污染治理決策提供極大的便利性，為改變當前水環境評估能力、預警能力不足提供幫助，為推進水污染防治工作提供新的技術手段。積極響應中央辦公廳和國務院辦公廳《關于全面推行河長制的意見》。

參考文獻：

[1《]關于全面推行河長制的意見》

[2《]關于深化環境監測改革提高環境監測數據質量的意見》