淺析重慶市永川區地表水環境質量監測固定式水質自動監測站建設工作

蔣心科，羅遠霞

（重慶市永川區生態環境局，重慶 402160）

引言

水質自動監測站是由自動在線監測儀表、工業控制、電氣化控制系統、網絡通信與計算機分析統計系統、儲存系統和建筑工程等綜合在一起的綜合科技體，是目前生態環境監測領域技術種類比較全面的系統裝備。與手工監測相比，自動監測具有連續、實時、全天候等優點，可及時預警和防范水環境風險，有利于進一步提升水環境管理水平。為了全面完成國家地表水環境質量監測事權上收任務，“十三五”以來，國家生態環境部在全國范圍內進一步加強地表水環境質量監測水質自動監測站建設布局，持續強化國家-地方水質自動監測網的自動監測能力，國家-地方水質監測斷面監測方式逐漸由手工采樣實驗室分析監測向水質自動監測設備實時自動監測過渡、轉變。重慶市生態環境局按照國家生態環境部的要求，在歷年建設任務的基礎上，進一步擴容水質自動監測站站點，不斷構建國控斷面、市控考核斷面、市控評價斷面以及區縣自建小型、微型站為一體的水質自動監測網絡體系。截至2022年底，已建成74個國控考核斷面水站、98個市控斷面水站。到2023年底，還將增加55個市控考核及市控評價斷面水站，所有已建成的水站均可實現水質9參數（水溫、pH值、溶解氧、電導率、濁度、氨氮、總氮、總磷、高錳酸鹽指數）的在線實時監測。目前，重慶市永川區已經建成長江朱沱國控站、大陸溪四明水廠國控站、小安溪太平河漫水橋市控考核站、匯龍河龍門灘市控考核站、小安溪雙河水庫市控評價站、臨江河水廠市控評價站等水質自動監測站。

1 固定式水質自動監測站的選址

固定式水質自動監測站一旦建成將長期投入使用，故在建設初期，各地區生態環境管理部門必須組織生態環境領域專家對擬建位置進行現場踏勘和評估，確定其擬選址位置的水質是否具有代表性，是否具備“四通一平”及取水工程施工條件，原則上擬建站房位置應與手工采樣考核斷面位置一致，無支流匯入且不受污染源排放的影響，如涉及跨界斷面水質自動監測站的選址，還應組織上、下游地區的生態環境管理部門進行確認，最終形成水站選址論證報告并報上級生態環境管理部門批準。

固定式水質自動監測站一般建設于較大河流、水庫、湖泊、飲用水源保護地的旁邊，渝西地區地處重慶市西部，地形多以丘陵、山地為主，部分地區的地質受雨水沖刷極不穩定，擬選址位置旁邊多為永久性耕地、農田、林地、山地等，因此，渝西地區固定式水質自動監測站選址要充分統籌考慮選址點位與擬建地性質、農業農村生態資源、生態環境保護紅線等，避免選址地點在申請土地規劃性質時，因調整帶來一系列的時間延誤問題和審批困局，宜選取城鎮建設用地、農村居民建設用地進行新建，或租用農戶宅基地進行改、擴建。同時，站房選址要充分考慮采水距離問題、380 V電力搭接及電力穩定和造價問題、水站運行維護人員及車輛出入問題，也要考慮地形地貌和歷史氣象條件等問題，比如所在河道歷史最高洪水位、擬選址位置的地質結構、周邊山體（地）的穩定度等，原則上固定式水質自動監測站站房應建設于所在河道的歷史最高洪水位之上，防止洪水災害、地質滑坡災害給水質自動監測站建設及后期運營帶來不可挽回的巨大損失。站房采水距離以不超過150 m為宜，枯水期時不得超過200 m，而且采水點水深應不小于0.5 m，盡量減小落差帶來的采水困難。

2 固定水質自動監測站主體建筑的建設

2.1 建筑主體設計

按照生態環境部辦公廳《關于加快推進國家地表水環境質量監測網水質自動監測站建設工作的通知》（環辦監測函〔2017〕1762號）文件要求，固定式水質自動監測站站房需實現七級抗震要求，在進行建筑設計時必須先提前進行地質勘測，再結合地質勘測報告、周邊建筑格局及城市、農村風貌及未來規劃開展主體建筑結構設計。空間主要布局包括儀器室、質控室、值班室、衛生間、危險廢物儲存室，原則上儀器室建筑面積不應小于40 m2、高度不小于3.2 m，值班室和質控室的建筑面積均不小于30 m2。整體可采用單層或多層式設計，外墻鋪設隔熱保溫材料。站房的基礎應采用獨立基礎，基礎持力層為老土層，要求地基的承載力特征值為180 kPa以上。

2.2 電力引入前期及電力線路的設計

水質自動監測站電源容量應按照站房全部用電設備實際用量的1.5倍以上進行計算，實際施工過程中至少按照20 kw·h以上進行配置為宜。目前，國網電力部門在不同地區380 V的電力引入線制有所不同。城區一般可提供五線制（三根火線、零線、地線）電力接入，農村及偏遠山區只提供四線制（三根火線、零線）電力接入。部分建筑設計單位水電設計師會忽略這個細節，給實際建設安裝及驗收過程帶來了一定困擾。國網電力部門提供四線制時，地線接入只能從站房主體的地圈梁引出，建議前期設計和后期實際施工時需要特別注意這個細節。

近年來，生態環境部相繼出臺《關于國控站點停運等情形監測數據統計規定的通知》（環辦監測函〔2022〕41號）等防止監測數據弄虛作假的文件，對環境空氣質量自動監測站和水質自動監測站電力保障提出了更高的要求，要求對自動站建設雙回路電源或加裝應急電源（UPS+電池組），以防止電力中斷，杜絕人為因素影響環境監測數據。因此，水質自動監測站在進行電力設計時應充分考慮在總配電箱處，預留雙回路電源接口或者應急電源（UPS+電池組）接口以及電池組安全存放位置，在外供電力中斷的情況下，應急電源（UPS +電池組）至少應保障儀器室內所有水質自動監測儀器（含采水泵）及其中的一臺柜式空調、除濕機、照明、監控設備電力切換供應4小時以上。三相火線在功率配置上要盡量均勻配置，防止偏相帶來的電力不穩定現象。建議A相為儀器室中水質自動監測設備（含采水泵）、一臺柜式空調、除濕機、照明、監控設備等提供電力供應；B相為儀器室的另一臺柜式空調、應急照明等提供電力供應；C相為質控室、值班室、危廢儲存室中的所有插座、空調、照明、應急照明等提供電力供應。因目前水質自動監測設備及其他輔助設備基本為220 V電源配置，故這樣的ABC相配置有利于在應急電源（UPS +電池組）的電量耗盡前，通過動環監控，提前讓發電機介入A相電力供應，實現水質自動監測設備每天24小時及365天電力持續不中斷地正常運行。當然也可以為A/B/C三相均提供發電機發電介入，但對發電機的要求很高，實際操作成本及對人員的技術要求較高。

2.3 視頻監控接口及電源

為了保證監測數據的真、準、全，固定式水質自動監測站的站房應在儀器室頂部四個墻角、站房出入口頂部的墻角布設視頻監控網絡接口及220 V電源，防止外部人員侵入，保障站房的安全。同時在儀器室、值班室、質控室等多處要設置網絡接口，方便后期水質自動監測設備的監測數據上傳及辦公網絡化。視頻監控傳輸需滿足《公共安全視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》（GB/T 28181-2016）[1]相關規定。

2.4 建筑防雷及設備防雷設計

固定式水質自動監測站站房必須要按照建筑設計要求做好防雷接地設計，防雷系統需符合現行國家標準《建筑防雷設計規范》（GB 50057-2010）[2]的規定，以防止雷擊事件發生，造成水質自動監測設備的損壞。在站房外墻四周預留2～3個防雷檢測點并做好防腐蝕蓋板；在總配電箱、弱電箱內應配置浪涌保護器，總配電箱內地線需重復接地；在儀器室設備放置位置后的墻壁上設置至少2個以上的地排，建設初期要預留引入地圈梁的扁鐵.站房主體建設完成后要接入地排，也要為儀器外殼放電做好預留，在實際建設過程中必須要提前做好預留計劃。電源保護接地與建筑物防雷保護接地之間要加裝等電位均衡器，出現雷擊高電壓時使兩地之間保持等電位。站房主體建筑建設完成后，必須聘請具有防雷檢測資質的單位進行防雷檢測，站房接地電阻必須小于4 Ω以下（儀器接地最好小于1 Ω），否則還應做防雷接地設施擴展，直至檢測合格并形成水質自動監測站的防雷檢測報告。

2.5 建筑防火

固定式水質自動監測站站房耐火等級需符合《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）[3]的規定。與其他建筑物合建時，應單獨設置防火區、隔離區。站房內使用的材料必須為耐火材料，同時應設置煙感、自動報警及自動滅火裝置。自動滅火裝置需有國家強制性產品認證證書，要求防止誤報，且要觸發可靠，滅火時間短。

2.6 污染防治措施

為防止固定式水質自動監測站對外部環境的污染，其設計必須實現清潔水與廢水分流，設置危險廢物儲存室用于回收儲存危險廢物。水質自動監測系統和質控室內均應放置廢液回收桶，對在線設備測量過程排放的有毒有害化學殘液和質控室產生的實驗室有毒廢液進行集中回收，廢液桶應由耐酸堿抗腐蝕材料制成，統一存放于危險廢物儲存室，定期由運行維護單位或承擔水質自動站屬地保障責任的環境主管部門按照危險廢物管理辦法交由有資質的危廢處置單位進行無害化處置并嚴格落實危險廢物轉移五聯單制度[4]。站房內產生的其他廢水需排入城鎮集中污水處理管網進行處置，或排入自建儲存式化糞池（建議至少6 m3以上）中，并定期轉運至污水處理廠進行處置。水質自動監測設備分析未使用完的清潔地表水可以通過城鎮雨水管路進行排放，不具備城鎮雨水管路的地區必須排入水質自動監測站采水點下游距離采水點20 m以上的位置處。

2.7 建筑質量及安全

固定式水質自動監測站站房主體建筑的建設，需選聘監理公司全程進行質量及安全監督管理，并全權負責建筑質量和建筑施工安全。承建單位應建立材料送檢制度，全程做好每天的施工記錄，有條件的地區要選擇標準的商業混凝土進行澆筑，防止人工攪拌的混凝土不均勻、不達標而影響建筑質量。承建單位需設置全職安全監督員，逐一排查施工中的安全隱患，在高空作業特別是斜坡屋頂施工期間，必須要落實安全繩及安全帽的穿戴措施，防止重大安全事故的發生。

2.8 建筑結算審核及財務決算審核

在固定式水質自動監測站站房主體建筑建設完成后，需聘請專業造價公司對主體建筑建設工程中的工程量進行核算，確定核減或核增金額，并形成建筑結算審核報告。建筑結算審核完成后需由會計師事務所對整個建設過程的財務支出情況進行財務決算審核，最終形成固定式水質自動監測站站房主體建筑建設項目的財務決算報告，為后期政府相關部門對水站建設過程開展流程追溯和審查奠定基礎。

2.9 其他注意事項

在固定式水質自動監測站站房主體建筑的建設過程中還應注意：（1）固定式水質自動監測站儀器室的空調需配置為立柜式冷暖兩用，并具有來電自動復位功能，可以根據溫度要求自動運行。（2）重慶渝西地區屬亞熱帶季風性濕潤氣候，冬暖春早，夏熱秋涼，四季分明，無霜期長，太陽輻射弱，日照時間短，多云霧，少霜雪，降水豐沛，空氣濕度極大。為了保證水質自動監測設備長期正常運行，固定式水質自動監測站儀器室內還應配置除濕設備，建議至少配置2臺除濕機，其除濕能力應達到22 升/天以上，而且要具備外接直排水連續除濕的功能。（3）固定式水質自動監測站儀器室應預留30 cm的深地溝，并與站房雨水排水系統相連，在實際建設過程中應根據排水方向建設一定坡度，使其排水更加順暢。在地溝高位方向室內地平面以下設置采水泵的采水管接入口，這樣有利于解決采水管破裂產出的大量地表水外溢問題和減少對水質自動監測設備的影響。（4）無上人屋頂的固定式水質自動監測站站房，可設置室內豎爬梯及檢修口，屋頂同步設置天溝，方便檢修人員從事檢修工作時行走。（5）固定式水質自動監測站站房應設置防盜措施，防盜門應設置門禁系統，門窗要加裝防盜網或紅外報警系統，為水質自動監測站及自動監測儀器的安全提供基礎保障。（6）固定式水質自動監測站質控室試驗臺必須要選用實芯板臺面或環氧樹脂臺面，要具備耐沖擊性、耐污染性、耐磨性及耐酸堿性。

3 結語

固定式水質自動監測站站房的建設從選址、報批、勘察、設計、建設、驗收等過程的注意事項較為復雜，建設經驗的總結有利于后期更好地開展建設工作，從而為水質自動監測設備的正常持續運行提供基礎保障，同時也能為生態環境管理部門獲取監測數據、實施重要決策和防治水污染做出貢獻。