水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)在中國(guó)水利的應(yīng)用解決方案
摘要：
從水質(zhì)監(jiān)測(cè)在我國(guó)水利系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題著眼，結(jié)合國(guó)家在水環(huán)境方面的遠(yuǎn)景規(guī)劃和目標(biāo)，提出了實(shí)現(xiàn)水環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)的三條途徑：實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)、應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)站監(jiān)測(cè)的綜合解決方案以及與此相關(guān)的先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，從系統(tǒng)層面到基礎(chǔ)應(yīng)用層面，論述了全方位解決我國(guó)水利領(lǐng)域目前所面臨的水質(zhì)監(jiān)測(cè)問題。
關(guān)鍵詞：水環(huán)境 水質(zhì)監(jiān)測(cè) 自動(dòng)監(jiān)測(cè) 移動(dòng)監(jiān)測(cè) 信息管理
一、21世紀(jì)中國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的嶄新內(nèi)容
中國(guó)水利系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，首先在水文部門內(nèi)增設(shè)了水質(zhì)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，進(jìn)而建立健全了各流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心，現(xiàn)已建成了覆蓋全國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水質(zhì)的有效監(jiān)測(cè)，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目上，也由從天然水化學(xué)監(jiān)測(cè)發(fā)展延伸而來(lái)，具有了綜合河流天然水化學(xué)特征與河流水污染特征的監(jiān)測(cè)。
在水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)代表性強(qiáng)的高頻次監(jiān)測(cè)，具有流域管理和水量，水質(zhì)同時(shí)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合水功能區(qū)管理要求，掌握國(guó)家確定的重要江河、湖泊、跨�。ㄗ灾螀^(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(fù)流、污水閘壩調(diào)度與水庫(kù)調(diào)度等重要過(guò)程的水質(zhì)突變情況。
水利的水質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)去側(cè)重于地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，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(gè)層面，水利系統(tǒng)要補(bǔ)充/調(diào)整/完善和建立新的水質(zhì)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
《水法》的頒布實(shí)施，賦予了水利系統(tǒng)水行政管理主體的地位和權(quán)力，對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作也提出了明確的、更高的要求,水質(zhì)監(jiān)測(cè)不僅要掌握面上水資源質(zhì)量狀況，還要對(duì)用水和排污進(jìn)行有效監(jiān)控。水利部門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要側(cè)重于為水資源的開發(fā)、利用、管理與保護(hù)服務(wù)，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(cè)具有服務(wù)于水行政執(zhí)法的鮮明特征。
可以肯定地說(shuō)，在21世紀(jì)中，中國(guó)水利的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作有著嶄新的內(nèi)容。
二、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要意義
中國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作不僅有新的內(nèi)容還有非常重要的意義。
目前我國(guó)水資源緊缺，水污染嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測(cè)是水資源管理與保護(hù)的重要基礎(chǔ)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供的水質(zhì)信息顯得尤為重要。
從一般意義來(lái)講，水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的整體水平提高，水質(zhì)監(jiān)測(cè)的能力建設(shè)進(jìn)行全面實(shí)施后，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)能力和自動(dòng)測(cè)報(bào)能力將大大提高，能實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)內(nèi)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域和供水水源地的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。在滿足各級(jí)水行政主管部門及社會(huì)公眾對(duì)水質(zhì)信息需要的同時(shí)，提高對(duì)突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力。
從中國(guó)特色意義：中國(guó)水資源分布的極度不平衡，水質(zhì)型缺水問題嚴(yán)重，跨流域調(diào)水工程多，三峽工程建設(shè)、西部大開發(fā)、西藏“一江兩河”開發(fā)，國(guó)際河流的開發(fā)利用與保護(hù)都對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)提出了更高的要求，也使水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有了更加特使的意義，如水權(quán)交易，國(guó)家間的水事磋商等都離不開水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
從更深層意義講：加強(qiáng)水資源管理與保護(hù)工作需要水質(zhì)監(jiān)測(cè)有超前發(fā)展，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析水的承載力，按照水功能區(qū)的不同，確認(rèn)水環(huán)境容量，建立水環(huán)境的評(píng)估與決策模型，分析和掌握污染物水體中稀釋擴(kuò)散和自凈化過(guò)程與平衡關(guān)系，制定減量或禁止排放的規(guī)劃與實(shí)施方案，指導(dǎo)水利工程，治理工程，使水環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，水資源管理與保護(hù)工作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，水利成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的資源保障。
三、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀與問題
水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作是水資源管理與保護(hù)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。目前，水利系統(tǒng)已建成由水利部、流域、省及其地（市）水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、分中心，共２５１個(gè)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)組成的四級(jí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系；水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)３２４０處，基本覆蓋了全國(guó)主要江河湖庫(kù)；專職人員２２１８人，技術(shù)力量較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水質(zhì)的有效監(jiān)測(cè)。
當(dāng)前，我國(guó)主要江河、湖泊水體的水質(zhì)總體上呈惡化趨勢(shì)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)任務(wù)十分繁重。為了適應(yīng)水資源管理與保護(hù)工作發(fā)展的需求，亟須提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)代化和標(biāo)準(zhǔn)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(cè)體系和能力已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，但面對(duì)新時(shí)期水利發(fā)展的形勢(shì)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(cè)站點(diǎn)多以掌握地表水水資源質(zhì)量功能為主，缺乏對(duì)地下水的監(jiān)測(cè)，大氣降水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，供水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)，排污水質(zhì)監(jiān)控，水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等全面反映水功能區(qū)內(nèi)的全面水質(zhì)狀況，來(lái)評(píng)價(jià)水功能區(qū)的水質(zhì)是否達(dá)到水域使用功能對(duì)水質(zhì)的要求。
2．水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(cè)站布局不合理的狀況，不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)工作的需要，都急需進(jìn)行補(bǔ)充、調(diào)整、完善或建立。
3．各級(jí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心的采樣能力不足，監(jiān)測(cè)頻率低，水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備老化，大型分析儀器配備不平衡，于水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理的要求不適應(yīng)。
4．機(jī)動(dòng)監(jiān)測(cè)能力不足，移動(dòng)水質(zhì)分析監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室配備數(shù)量太少，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)能力低，無(wú)法及時(shí)掌握突發(fā)性水污染事故以及洪水淹沒、河流斷流后的復(fù)流、污水閘壩調(diào)度與水庫(kù)調(diào)度等重要水利過(guò)程的水質(zhì)突變情況。
5．自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站數(shù)量太少，缺乏自動(dòng)測(cè)報(bào)能力，無(wú)法獲得對(duì)重點(diǎn)水功能區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，更沒有對(duì)突發(fā)性污染事故的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)能力。
6．水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息處理及時(shí)性，針對(duì)性差，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理仍然以手工為主，各級(jí)中心建立的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，信息處理的軟硬件落后，不能實(shí)現(xiàn)按流域，按功能區(qū)的水量/水質(zhì)綜合分析評(píng)價(jià)體系，不能滿足新時(shí)期水資源管理與保護(hù)，水行政管理的要求。
四、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的規(guī)劃目標(biāo)
《水法》的頒布實(shí)施為水資源管理與保護(hù)提供了法律依據(jù)，也對(duì)水行政主管部門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作提出了明確的、更高的要求。
按照水利部水文局編制的全國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)劃，有以下幾個(gè)目標(biāo)：
1．近期目標(biāo)（２０１０年）：水質(zhì)站點(diǎn)應(yīng)達(dá)到與國(guó)家水文站相結(jié)合、滿足水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)要求，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)優(yōu)化布局。加強(qiáng)能力建設(shè)，強(qiáng)化以流域和�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）級(jí)水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心為骨干、�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）水環(huán)境監(jiān)測(cè)分中心為基礎(chǔ)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系。在完善常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，大力提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)能力和自動(dòng)測(cè)報(bào)能力，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域和供水水源地的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。對(duì)全國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)信息進(jìn)行系統(tǒng)的分析、合理的分類和組合，建立統(tǒng)一的信息存儲(chǔ)交換標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建各種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。
2．遠(yuǎn)期目標(biāo)（２０２０年）：通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布局，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，逐步開展水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、遙測(cè)等。采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)手段，通過(guò)規(guī)范化的信息管理，實(shí)現(xiàn)全國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的共享和傳輸，滿足各級(jí)水行政主管部門及社會(huì)公眾對(duì)水質(zhì)信息的需要。提高對(duì)突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力，判斷發(fā)展趨勢(shì)及成因分析。對(duì)重要決策及常規(guī)管理提供信息支持，為管理部門提供多方位、多側(cè)面準(zhǔn)確、快捷的信息服務(wù)。
3．量化目標(biāo)（列表）
地表水站 國(guó)際河流站 自動(dòng)站 地下水站 降水站
2005 5612 - 185 2004 441
2010 - - 341 2474 686
2020 7216 78 346 2689 752
２１世紀(jì)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，不僅僅要掌握全國(guó)江河湖庫(kù)水資源質(zhì)量的基本情況，還要根據(jù)當(dāng)前水功能區(qū)管理的需要，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)能力、快速反應(yīng)能力和自動(dòng)測(cè)報(bào)能力，監(jiān)測(cè)的對(duì)象包括地表水，地下水，大氣降水，生態(tài)水，還涵蓋了供水水源地，排污點(diǎn)源面源，水土保持等所有涉及水功能區(qū)內(nèi)區(qū)域水環(huán)境的全部信息，以提升水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的整體水平為目標(biāo)，能實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域和供水水源地的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，也將提高監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。在滿足各級(jí)水行政主管部門及社會(huì)公眾對(duì)水質(zhì)信息的需要的同時(shí)，提高對(duì)突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力。
五、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵是水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析
1．先進(jìn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的關(guān)鍵
隨著全國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)劃的實(shí)施，要實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的規(guī)劃目標(biāo)，就必須采用先進(jìn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)作保障，對(duì)水質(zhì)站網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化配置和合理布局，構(gòu)建選用先進(jìn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備和技術(shù)裝備的水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室/移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室/自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站。在進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮我國(guó)的國(guó)情，從實(shí)際出發(fā)，實(shí)事求是，建立既能滿足當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作要求，又留有超前發(fā)展冗余的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此，我們必須學(xué)習(xí)和借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的歷史和經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建一條有中國(guó)特色的，跨越式發(fā)展的水質(zhì)監(jiān)測(cè)之路
2．國(guó)外現(xiàn)代化水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
國(guó)外早期河流水系的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法是定時(shí)定點(diǎn)在河流的某些斷面取瞬時(shí)水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室分析。但這種人工抽查式的監(jiān)測(cè)方法不能及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得水質(zhì)不斷變化的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。為了盡早發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的異常變化，迅速作出下游水質(zhì)污染預(yù)報(bào)，及時(shí)追蹤污染源，研究水的稀釋、自凈規(guī)律，國(guó)外在完善實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的同時(shí)，陸續(xù)發(fā)展了水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以移動(dòng)監(jiān)測(cè)車為基本監(jiān)測(cè)單元，以便攜水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)多參數(shù)分析儀為分析手段，以
GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPRS/GSM無(wú)線數(shù)據(jù)通訊裝置為信息載體，有效地解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)、水域水質(zhì)監(jiān)測(cè)的困難。
水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WQMS（Water Quality Monitoring System）以監(jiān)測(cè)水質(zhì)污染綜合指標(biāo)及其某些特定項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過(guò)在一個(gè)水系或一個(gè)地區(qū)設(shè)置若干個(gè)有連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)站，由一個(gè)中心站控制若干個(gè)子站，隨時(shí)對(duì)該區(qū)的水質(zhì)污染狀況進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，形成一個(gè)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的，在美國(guó)、英國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)已有相當(dāng)規(guī)模的廣泛應(yīng)用，并被納入至網(wǎng)絡(luò)化的“環(huán)境評(píng)價(jià)體系”和“自然災(zāi)害防御體系”。一則可為綜合評(píng)價(jià)水功能區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，二則可迅速發(fā)現(xiàn)突發(fā)性水質(zhì)污染事故或天災(zāi)，將水域異常水質(zhì)情況、污染傳播源及影響規(guī)模通過(guò)系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)傳至控制中心，為決策部門把握災(zāi)害的性質(zhì)狀態(tài)，從而制定災(zāi)害的防治對(duì)策提供依據(jù)。
3．先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)要與先進(jìn)的信息管理技術(shù)相結(jié)合
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展，儀器分析、計(jì)算機(jī)控制等現(xiàn)代化手段在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。分析方法從分光光度法、電位法發(fā)展到原子吸收法、原子熒光光譜法、氣相色譜法和液相色譜法等；手動(dòng)和半自動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法、儀器也正逐步被由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、遙測(cè)裝置所代替。
然而，正如前文所述，21世紀(jì)的水利水質(zhì)監(jiān)測(cè)任務(wù)是以流域或區(qū)域水環(huán)境為主要研究對(duì)象的系統(tǒng)化工程，水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)僅僅是系統(tǒng)工程中的基礎(chǔ)組成部分，更為繁重的工作是將這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的信息化，構(gòu)筑全國(guó)性的水質(zhì)站網(wǎng)和監(jiān)測(cè)信息中心，將各級(jí)監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分類和組合，建立水體分析模型綜合分析預(yù)測(cè)，為水資源的開發(fā)利用、優(yōu)化調(diào)度和水環(huán)境的保護(hù)管理提供決策性的依據(jù)。
4．中國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系可以走跨越式發(fā)展之路
中國(guó)改革開發(fā)，WTO的加入，綜合國(guó)力的提高，以及由水利部領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)家水利系統(tǒng)多年來(lái)陸續(xù)建立和完善的四級(jí)監(jiān)測(cè)體系，使中國(guó)具備了跨越式發(fā)展的可能。中國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系完全可以針對(duì)國(guó)情，學(xué)習(xí)和借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的歷史和經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建一條有中國(guó)特色的，跨越式發(fā)展的水質(zhì)監(jiān)測(cè)之路。
六、水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)綜合應(yīng)用解決方案
從國(guó)家未來(lái)水資源開發(fā)、利用、保護(hù)和管理的長(zhǎng)期政策來(lái)看，綜合應(yīng)用解決方案既要能實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域和供水水源地的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，提高監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率，又要能提高對(duì)突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)網(wǎng)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為國(guó)家大型水利建設(shè)工程提供技術(shù)可行性依據(jù)。
綜合應(yīng)用解決方案是集成方案，涉及到軟件系統(tǒng)的構(gòu)架和硬件系統(tǒng)的建設(shè)兩個(gè)方面。
1．監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件構(gòu)架————水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)
在諸多的水環(huán)境狀況的要素中，首先就要客觀、科學(xué)、公正地監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)水資源質(zhì)量這個(gè)首要表征，同時(shí)做到水質(zhì)水量同步監(jiān)測(cè)、資料配套，水文部門要為國(guó)家政府、水行政主管部門及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地提供水質(zhì)動(dòng)態(tài)信息，提出保護(hù)和改善的建設(shè)意見，其次，根據(jù)社會(huì)需要，采用多樣方式面向社會(huì)展開全方位服務(wù)。
水利水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)歷史長(zhǎng)久、樣本代表性典型、系統(tǒng)完整、水量水質(zhì)配套、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、資料可比的水環(huán)境監(jiān)測(cè)信息體系，為國(guó)家、水行政主管部門依法行政、實(shí)施監(jiān)督管理、做好水資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。如何將現(xiàn)有條件下的水環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到的實(shí)時(shí)、巨量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)、有效地采集、存儲(chǔ)、分析、報(bào)告、預(yù)測(cè)、公布，真正使之成為為國(guó)家、水行政主管部門決策的考量、執(zhí)法的依據(jù)、管理的標(biāo)準(zhǔn)，這就成為了水文部門的當(dāng)務(wù)之急。
安恒公司提出以水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為核心，應(yīng)用當(dāng)今最先進(jìn)的Internet技術(shù)、ＧＩＳ技術(shù)，基于Microsoft的XML 語(yǔ)言，在Microsoft .net的服務(wù)平臺(tái)上，以ＷＥＢＧＩＳ為應(yīng)用，將地理信息系統(tǒng)的空間圖形與水環(huán)境評(píng)價(jià)屬性數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，對(duì)各層空間信息、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸、分類存儲(chǔ)、更新顯示、分析評(píng)價(jià)、有效管理、報(bào)告和發(fā)布，并形成可視化的生動(dòng)表達(dá)形式和調(diào)度顯示系統(tǒng)的全國(guó)水環(huán)境管理信息系統(tǒng)，這一管理信息系統(tǒng)主要針對(duì)各流域的水環(huán)境信息進(jìn)行管理，具有覆蓋面廣、運(yùn)行費(fèi)用低、安全、穩(wěn)定、可擴(kuò)充性強(qiáng)、業(yè)務(wù)操作簡(jiǎn)捷、日常運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、上傳數(shù)據(jù)及時(shí)、通訊設(shè)備無(wú)需投資、報(bào)告、發(fā)布電信化、分析評(píng)價(jià)自動(dòng)化、可視化、管理正規(guī)、科學(xué)、有序。
2．監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)架——立體化監(jiān)測(cè)解決方案
立體化的監(jiān)測(cè)解決方案由實(shí)驗(yàn)室、移動(dòng)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)三部分組成。
（1）實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)解決方案
實(shí)驗(yàn)室是四級(jí)監(jiān)測(cè)體系中進(jìn)行日常水質(zhì)分析工作的基本單位，由于長(zhǎng)期以來(lái)各地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不平衡，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。因此，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)模和發(fā)展程度也很不平衡，為使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有可比性、規(guī)范性和統(tǒng)一性，有必要根據(jù)國(guó)家和水利行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立和不斷完善應(yīng)用技術(shù)相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室，配備以常規(guī)監(jiān)測(cè)參數(shù)為主，如：Hach公司出品的pH、COD、BOD、氨氮、總磷和微生物等實(shí)驗(yàn)室快速自動(dòng)分析儀，并結(jié)合地方水質(zhì)特點(diǎn)輔以特殊的監(jiān)測(cè)儀器，如：砷、硒、汞、揮發(fā)酚等分析設(shè)備。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的“水環(huán)境監(jiān)測(cè)樣品管理和質(zhì)量控制系統(tǒng)”，進(jìn)行日常的水質(zhì)參數(shù)分析。典型應(yīng)用有由中國(guó)婦女發(fā)展基金會(huì)主持的“大地之愛 母親水窖”工程的配套項(xiàng)目——水質(zhì)衛(wèi)生安全監(jiān)測(cè)體系。
（2）應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案
今年以來(lái)，黃河流域陸續(xù)發(fā)生了蘭州油污染和黃河潼關(guān)段水質(zhì)異常事件，為應(yīng)對(duì)和預(yù)防重大流域的突發(fā)性水污染事故和災(zāi)害，建立起相應(yīng)的移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)由現(xiàn)代化的移動(dòng)監(jiān)測(cè)車、便攜水質(zhì)分析儀、自動(dòng)采樣器、圖像采集和移動(dòng)通訊設(shè)備等構(gòu)成。利用便攜方便的水質(zhì)分析儀器現(xiàn)場(chǎng)迅速監(jiān)測(cè)基本污染物質(zhì)，采錄污染現(xiàn)場(chǎng)，并通過(guò)GPRS/GSM移動(dòng)通訊設(shè)備及時(shí)將第一手資料回傳至上級(jí)部門和信息管理中心。同時(shí)自動(dòng)采集樣品，進(jìn)行恒溫貯藏，以備在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步分析之用。在首次5000萬(wàn)噸晉水東調(diào)進(jìn)京的水質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器Hydrolab Datasonde 4a初步顯示了移動(dòng)監(jiān)測(cè)的優(yōu)越性，在晉水進(jìn)京沿途的五個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋回北京的監(jiān)測(cè)中心，為緩解首都的水危機(jī)提供了安全保障。
（3）自動(dòng)站監(jiān)測(cè)解決方案
自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站連續(xù)或間歇地實(shí)時(shí)監(jiān)控河流、江河口、湖泊、沿海、地下水監(jiān)測(cè)井、排污口水質(zhì)狀況，為水質(zhì)監(jiān)控提供完整的自動(dòng)在線解決方案。整套系統(tǒng)由水質(zhì)采樣裝置、預(yù)處理裝置、自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器、輔助裝置、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)組成。采用先進(jìn)的Windows操作軟件，監(jiān)控記錄水質(zhì)的物理、化學(xué)、生物的變量參數(shù)，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)將信息實(shí)時(shí)反饋到水利部水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)中心也可通過(guò)公眾電話網(wǎng)絡(luò)/PSTN專線、GSM/GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)采集數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。
七．結(jié)論
現(xiàn)代化、信息化、系統(tǒng)化的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系日益提上議事日程，筆者認(rèn)為在現(xiàn)有的四級(jí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系下，以提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化以及管理制度化的水平為目標(biāo)，逐步建立起實(shí)驗(yàn)室、移動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的立體化監(jiān)測(cè)模式，并統(tǒng)一于水利部水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心之下，可以有效全面的解決我國(guó)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中所面臨的水質(zhì)監(jiān)測(cè)問題。
作者：
萬(wàn)眾華 北京安恒測(cè)試技術(shù)有限公司總經(jīng)理，長(zhǎng)期致力于水環(huán)境監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)方案解決和本地化增值服務(wù)
武云志 北京安恒測(cè)試技術(shù)有限公司總工程師，環(huán)境工程碩士
參考文獻(xiàn)：
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2 萬(wàn)眾華．水資源評(píng)價(jià)建議書．水利水電市場(chǎng)．2002.7
3 萬(wàn)眾華，李越．野外現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要手段．水利水電市場(chǎng)．2002.9
4 吳燦幫，費(fèi)龍．現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)[M] ．北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1999
業(yè)務(wù)：