西安市水質自動監測站在水環境保護中的應用影響評價

張鮮維

（西安市智慧環保綜合指揮中心，陜西 西安 710021）

為了實現綠水青山就是金山銀山的環保大計，實現“八水潤西安”[1］的水生態文明建設[2］，西安開展河湖長制[3］以及智慧環保實時采集污染源數據、水環境質量數據等工作，在重要的河湖上建設44 個水質自動監測站，通過智慧環保平臺對全市水環境動態監控，動態分析和動態管理，以地表水管控目標為基礎，全面強化河流水質實時動態管控。

1 西安河流介紹

西安目前共有17 條河流和3 個湖泊，跨境的重要河流有渭河、涇河、灃河、石川河、清河；重要南山支流有黑河、澇河、滈河、潏河、浐河、灞河；重要城區河流有皂河、太平河、新河、幸福河、漕運河、護城河等；湖泊分別是昆明池、渼陂湖和漢城湖。

2 水質自動監測站情況

2.1 水站監測項目

自2018 年開始在境內14 條河流的入境水質斷面、縣區界水質斷面、支流匯入干流處、河流重要管控監測斷面處布設國標多參數水質自動監測站44 座，實時監測水環境常規五參數（水溫、pH、濁度、溶解氧、電導率）以及化學需氧量、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數等9 項指標；在昆明池、渼陂湖布設兩個浮標站，監測常規五參數以及化學需氧量、銨根離子、正磷酸鹽、葉綠素、藍綠藻等10 項指標，實現了西安地表水質實時監測全覆蓋。

2.2 水站位置設定

44 個自動水質監測站分別為皂河7 個、涇河5 個、灃河5 個、灞河3 個、浐河3 個、渭河、清河、黑河、石川河和新河各2 個、滈河、太平峪河、澇河、潏河、護城河、臨河、太平河、漕運明渠、漢城湖、昆明池和渼陂湖各1 個。

3 西安市水質分析

3.1 2021 年水質分析

表1 2019 年～2021 年度省控及以上河流水質評價結果表

21 項評價指標為：pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、氨氮、石油類、酚、汞、鉛、鎘、陰離子表面活性劑、鉻（六價）、氟化物、總磷、氰化物、硫化物、砷、化學需氧量、銅、鋅、硒。

數據來源于陜西省生態環境廳和西安市生態環境局公布的環境質量狀況，共監測市控及以上地表水斷面43 個，除丈八溝斷面水質超標外，其余42 個監測斷面的水質均達到其功能區劃分類別。監測結果表明，全市地表水系Ⅰ～Ⅲ類水質斷面40 個，占93%；Ⅳ類水質斷面3 個，占7%；無Ⅴ類及劣Ⅴ類水質。河流超標污染物為氨氮，出現在丈八溝監測斷面，超標0.28 倍。

根據河流功能劃分，將河流分為重要河流和城區河流，重要河流主要為自然徑流，城區河流主要為引入生態水和經過處理達標排放的中水。

通過圖1 西安市重要河流水質類別變化曲線和圖2 西安市城區河流水質類別變化曲線，可以看出2021 年西安市河流水質在逐漸向好，尤其從9 月份開始，主要河流水環境質量明顯提升，但是受9 月持續強降雨影響，對污水管網造成了一定的壓力，城區河流水質出現了一定程度的波動，直至12月底，水質明顯轉好，所有斷面全部達標。

圖1 2021 年西安市重要河流水質變化曲線

圖2 2021 年西安市城區河流水質變化曲線

3.2 水質同比變化

由于近年來，通過一系列水環境綜合治理工程，水質得到了極大改善[4］，根據西安市生態環境局公布的環境質量狀況顯示，2021 年國省控斷面水質同比提升轉好的站點有5 個，改善率達到23.8%。通過圖3，2019 年～2021 年水質類別統計得出，西安市水質呈現良好變化態勢，水質整體提升，通過2021 年水質平均濃度監測表明，在省控及以上的河流中，均未出現Ⅴ類及劣Ⅴ類水。在2020 年和2021 年的水質監測中，連續兩年黑河田峪口水質評價為Ⅰ類水；2021 年Ⅱ類水數量與上年持平；Ⅲ類水相比上年增加了62.5%，相比2019 年增加了160%；Ⅳ類水僅1 個，相比2019 年減少了80%。臨河入渭口在2019 年評價為劣Ⅴ類水，在2020 年評價為Ⅴ類水，在2021 年提升為Ⅳ類水，這表明了西安市水生態環境在明顯好轉。

圖3 2019 年～2021 年西安市省控及以上河流水質類別統計圖

4 智慧平臺水環境監測

4.1 水站運維

水質自動監測站按照國家地表水水質自動監測站運行維護管理實施細則（試行）進行運維，定期進行水站巡查、標液核查、線性核查、集成干預、加標回收、水樣比對等工作。

4.2 水質自動監測數據情況

西安智慧環保平臺水環境界面實時顯示全市水體水質情況（見圖4），水質自動監測站4 個小時監測一組數據，全天6組數據；浮標站每小時監測1 次，全天24 組數據，所有數據經過二級人工審核，確保數據的有效性和可靠性。

圖4 西安智慧平臺水環境界面

4.3 水環境分析

智慧平臺水環境監測數據主要包括實時監測數據、自動有效數據、人工一級審核數據和人工二級審核數據，以人工二級審核數據為最終數據。

根據河流上下游水質監測斷面指標濃度和時間關系繪制水質污染濃度曲線，從各指標濃度數值變化以及耦合分析各指標之間的關聯性。在空間上，聯合污水處理廠數據和排口信息分析外部污染物輸入對水體影響；在時間上，通過統計水質污染異常時間段和和各時間段污超標次數，分析水質超標的高發時段，并預測污染濃度范圍以及水體污染位置，其次考慮降雨對河道水環境的影響。

通過水質分析結果對水體進行現場檢查，主要通過三方面進行，一是上游點位檢查，檢查水質監測站上游以及附近是否有污水廠溢流，排口是否有異常水流；二是面源檢查，檢查水體自身是否發黑發臭，以及水體表面是否有油污等其他現象，水體上游是否有施工，導致河道水體擾動；三是監測點位檢查，檢查監測點位采水口附近是否有異常污染。通過以上檢查，全面排查水體異常情況。

5 水質自動監測站對水環境影響評價

通過智慧平臺水質自動監測站的投入使用，結合西安水質監測數據得出，近年來西安河流水質持續向好發展。通過設定水質斷面控制目標，結合上下游水質變化規律，匯總水質超標信息，應對突發水質污染情況，實現了對河流水質全面監測和管控。通過統計超標斷面和次數，全面分析西安河流水質情況，對污染嚴重流域實施重點管控。智慧平臺水環境監測的應用，通過高科技、高頻次的監測手段可靠地掌握西安重要水體水環境狀況，及時預警預報水質污染事故，大大提高了水環境監測管理的時效性，通過掌握污染水體的影響范圍和發展趨勢[5］，減少或避免對下游居民生活和工農業生產造成巨大損失，同時為管理部門提供決策依據，便于水環境全面管理。