水質(zhì)監(jiān)測技術在水利水環(huán)境應用

摘要：

從水質(zhì)監(jiān)測在我國水利系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題著眼，結(jié)合國家在水環(huán)境方面的遠景規(guī)劃和目標，提出了實現(xiàn)水環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測的三條途徑：實驗室監(jiān)測、應急移動監(jiān)測和自動站監(jiān)測的綜合解決方案以及與此相關的*監(jiān)測技術，從系統(tǒng)層面到基礎應用層面，論述了解決我國水利領域目前所面臨的水質(zhì)監(jiān)測問題。

關鍵詞：水環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測自動監(jiān)測移動監(jiān)測信息管理

一、21世紀中國水質(zhì)監(jiān)測的嶄新內(nèi)容

中國水利系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測工作經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，首先在水文部門內(nèi)增設了水質(zhì)監(jiān)測機構(gòu)，進而建立健全了各流域水質(zhì)監(jiān)測中心，現(xiàn)已建成了覆蓋全國的水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)了對水質(zhì)的有效監(jiān)測，在水質(zhì)監(jiān)測項目上，也由從天然水化學監(jiān)測發(fā)展延伸而來，具有了綜合河流天然水化學特征與河流水污染特征的監(jiān)測。

在水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測是與水文站相結(jié)合的，充分利用了采樣上具備的便利的條件，可以實現(xiàn)代表性強的高頻次監(jiān)測，具有流域管理和水量，水質(zhì)同時監(jiān)測的優(yōu)勢，結(jié)合水功能區(qū)管理要求，掌握國家確定的重要江河、湖泊、跨省（自治區(qū)、直轄市）的江河、湖泊水體，省界水體、重要供水水源地、主要入河排污口的水質(zhì)情況，有可能完成掌握突發(fā)性水污染事故以及洪水淹沒、河流斷流后的復流、污水閘壩調(diào)度與水庫調(diào)度等重要過程的水質(zhì)突變情況。

水利的水質(zhì)監(jiān)測過去側(cè)重于地表水水質(zhì)監(jiān)測，而水功能區(qū)劃，要求綜合考量水功能區(qū)域內(nèi)地表水/地下水/大氣降水/水生態(tài)等水質(zhì)的多個層面，水利系統(tǒng)要補充/調(diào)整/完善和建立新的水質(zhì)檢測網(wǎng)絡。

《水法》的頒布實施，賦予了水利系統(tǒng)水行政管理主體的地位和權(quán)力，對水質(zhì)監(jiān)測工作也提出了明確的、更高的要求,水質(zhì)監(jiān)測不僅要掌握面上水資源質(zhì)量狀況，還要對用水和排污進行有效監(jiān)控。水利部門的水質(zhì)監(jiān)測主要側(cè)重于為水資源的開發(fā)、利用、管理與保護服務，與水資源管理、水工程調(diào)度相結(jié)合，監(jiān)控入河排污狀況及省際轄區(qū)水質(zhì)狀況，使水質(zhì)監(jiān)測具有服務于水行政執(zhí)法的鮮明特征。

可以肯定地說，在21世紀中，中國水利的水質(zhì)監(jiān)測工作有著嶄新的內(nèi)容。

二、水質(zhì)監(jiān)測的重要意義

中國的水質(zhì)監(jiān)測工作不僅有新的內(nèi)容還有非常重要的意義。

目前我國水資源緊缺，水污染嚴重，水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理與保護的重要基礎，水質(zhì)監(jiān)測提供的水質(zhì)信息顯得尤為重要。

從一般意義來講，水質(zhì)監(jiān)測工作的整體水平提高，水質(zhì)監(jiān)測的能力建設進行全面實施后，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的機動、快速反應能力和自動測報能力將大大提高，能實現(xiàn)水功能區(qū)內(nèi)重點地區(qū)、重點水域和供水水源地的水質(zhì)監(jiān)測，提高水質(zhì)監(jiān)測信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。在滿足各級水行政主管部門及社會公眾對水質(zhì)信息需要的同時，提高對突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預警預報及快速反應能力。

從中國特色意義：中國水資源分布的極度不平衡，水質(zhì)型缺水問題嚴重，跨流域調(diào)水工程多，三峽工程建設、西部大開發(fā)、西藏“一江兩河”開發(fā)，國際河流的開發(fā)利用與保護都對水質(zhì)監(jiān)測提出了更高的要求，也使水質(zhì)監(jiān)測具有了更加特使的意義，如水權(quán)交易，國家間的水事磋商等都離不開水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

從更深層意義講：加強水資源管理與保護工作需要水質(zhì)監(jiān)測有超前發(fā)展，通過水質(zhì)監(jiān)測的基礎數(shù)據(jù)，分析水的承載力，按照水功能區(qū)的不同，確認水環(huán)境容量，建立水環(huán)境的評估與決策模型，分析和掌握污染物水體中稀釋擴散和自凈化過程與平衡關系，制定減量或禁止排放的規(guī)劃與實施方案，指導水利工程，治理工程，使水環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，水資源管理與保護工作為經(jīng)濟發(fā)展服務，水利成為社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的資源保障。

三、水質(zhì)監(jiān)測的現(xiàn)狀與問題

當前，我國主要江河、湖泊水體的水質(zhì)總體上呈惡化趨勢，水質(zhì)監(jiān)測任務十分繁重。為了適應水資源管理與保護工作發(fā)展的需求，亟須提高水質(zhì)監(jiān)測技術的現(xiàn)代化和標準化以及管理制度化的水平。雖然水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測體系和能力已經(jīng)有了一定的基礎，但面對新時期水利發(fā)展的形勢與要求，還存在著一些急待解決的問題。

1．水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測站點多以掌握地表水水資源質(zhì)量功能為主，缺乏對地下水的監(jiān)測，大氣降水水質(zhì)監(jiān)測，供水水源地水質(zhì)監(jiān)測，排污水質(zhì)監(jiān)控，水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等全面反映水功能區(qū)內(nèi)的全面水質(zhì)狀況，來評價水功能區(qū)的水質(zhì)是否達到水域使用功能對水質(zhì)的要求。

2．水質(zhì)監(jiān)測站的總數(shù)少于水功能區(qū)的數(shù)量，不能反映全部水功能區(qū)的水質(zhì)狀況，而且還存在地域分布不均衡，水質(zhì)監(jiān)測站布局不合理的狀況，不適應經(jīng)濟發(fā)展和水資源保護工作的需要，都急需進行補充、調(diào)整、完善或建立。

3．各級水質(zhì)監(jiān)測中心的采樣能力不足，監(jiān)測頻率低，水質(zhì)監(jiān)測實驗室的監(jiān)測儀器設備老化，大型分析儀器配備不平衡，于水質(zhì)監(jiān)測管理的要求不適應。

4．機動監(jiān)測能力不足，移動水質(zhì)分析監(jiān)測實驗室配備數(shù)量太少，現(xiàn)場監(jiān)測能力低，無法及時掌握突發(fā)性水污染事故以及洪水淹沒、河流斷流后的復流、污水閘壩調(diào)度與水庫調(diào)度等重要水利過程的水質(zhì)突變情況。

5．自動水質(zhì)監(jiān)測站數(shù)量太少，缺乏自動測報能力，無法獲得對重點水功能區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)，更沒有對突發(fā)性污染事故的預測/預報能力。

6．水質(zhì)監(jiān)測信息處理及時性，針對性差，監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理仍然以手工為主，各級中心建立的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，標準化程度低，信息處理的軟硬件落后，不能實現(xiàn)按流域，按功能區(qū)的水量/水質(zhì)綜合分析評價體系，不能滿足新時期水資源管理與保護，水行政管理的要求。

7．無人機搭載多參數(shù)水質(zhì)檢測儀是云傳物聯(lián)單獨為無人機搭載而開發(fā)的一款多功能水質(zhì)監(jiān)測設備， 測量參數(shù)可以很具客戶需求不同，任意搭配在一起，是目前市面上體積最小，重量最輕的一款多參數(shù)水質(zhì)檢測儀器，其檢測參數(shù)包括：PH，溫度，溶解氧，電導率，濁度和懸浮固體，COD，BOD，鹽度等；

8．無人機搭載多參數(shù)水質(zhì)檢測儀采用國外進口電極模塊組成，標準實驗室嚴格的標定環(huán)境下標定，外觀設計具有多功能化，可以隨意更換不同的傳感器探頭，檢測儀具有數(shù)字化功能，不同模塊、傳感器之間采用數(shù)字信號進行通訊，最終輸出標準的Moudbus485信號，國際標準通訊協(xié)議

多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測技術在水利水環(huán)境應用