浅谈综合水文水质自动监测系统的构建

水利科技
355浅谈综合水文水质自动监测系统的构建
唐 炜
（水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012）
摘要：依据国家水污染防治政策，深入推进生态文明建设、确保水环境质量持续改善的总体要求，在积极稳定推进国家综合水文水质自动监测站建立过程中，仍然存在着各种各样的问题。

特别是建立新型水文水质自动监测站点投入成本较高、覆盖范围有限、数量较少，一些新型水文水质自动监测站点和现有的水文或水质监测站点覆盖面有一定得重合度，产生重复建站的问题。

针对这一问题，结合近些年现有实际工作经验，积极主动探寻水文水质自动监测系统架构以及相关实施方案，对当前的水文水质监测站点进行优化升级，进而让其能够达到国家地表水监测的标准。

把升级之后的水质监测站和新型建立的自动监测站构成综合水文水质自动监测系统。

相关工作人员对监测数据进行汇总之后，绘制成全国水文水质自动监测站网一张图，以期为水环境污染紧急事件应急处理提供相关依据与借鉴。

关键词：水文水质自动监测系统；实施方法；架构；自动监测方法
迈入信息化时代以后，科学技术以及能源发展步伐逐渐趋于协调，经济效益达到一定基础之后，人们也开始更加关注水环境污染问题。

即使这样仍然有一些水环境问题没有办法得到妥善解决，在这些水环境问题中，最突出的问题便是水文水质问题[1]。

一些企业过分追求经济利益，排放废水水质达不到国家有关标准要求，使得水环境遭到破坏。

有关统计数据显示，我国的水资源污染相对严重，绝大部分河流受到不同程度的污染。

伴随着国家水文水质自动监测站建设工作的有序开展，本文对综合水文水质自动监测系统的构建进行深入探讨，怎样将当前的水文水质监测站点构建成一个综合系统，并将其进行协调与补充。

1 水文水质监测存在的问题 在目前水文水质自动监测站建设工作开展的过程中，仍然存在着下列问题[2]。

一是水文水质自动监测站建设选取地点难度相对较大、建设时间相对较长、各种手续比较复杂，加上投入成本等各方面的局限性，水文水质自动监测站绝大多数分布在我国的大型及中型流域，没有办法全面覆盖中型以及小型江河流域、湖泊等水体，但是恶臭水体以及污染水体偷偷排放现象通常是发生在中型以及小型江河流域、湖泊等水体中。

因我国中小型流域数量较多，如果都要建立自动监测站则需要投入较多的人力资源、物力资源以及资金等。

这不仅不满足社会资源合理配置的要求，也跟不上“共抓大保护，不搞大开发”的防治思想。

二是当前已经投入运营的水质自动监测站的修建方式大多是固定站房（含箱体站），并配有有关设备以及工作人员运用人工或者自动方式采集数据。

水质自动监测站对工作环境有着十分高的要求，而且管路非常容易滋生细菌，收集的水样通过长时间、距离地输送，水质指标很容易发生变化，数据缺少一定的代表性。

三是现有水质自动监测站对水文参数（流速、流量、流向等）监测不足，无法满足计算排污总量和污染物扩散速度监测的要求。

2 水文水质自动监测系统的构建 为有效解决水文水质自动监测系统中的问题，将现有的自动监测站优化升级，使其可以满足地表水水质监测的要求。

充分运用我国现有的水文或水质监测站网和已经建立好的站点形成协同与互补的关系，组建综合水文水质自动监测系统；对监测数据进行汇总之后，绘制成全国水文水质自动监测站网一张图，如下图
1。

图1 水文水质自动监测站点结构 依据当前我国生态环境部地表水水质自动监测站有关规范，自动监测仪器配置通常划分为常规监测项目与选择监测项目。

常规监测项目是水质的基本参数，主要包含温度、酸碱性、电导率、氨氮、高锰酸盐指数等基本参数；而选择监测项目主要包含总磷、总氮、叶绿素a 等富营养化指标与生物毒性以及挥发性有机污染物等。

近年来，各个地方的水环境实验室以及监测中心逐步建立起来，相关地表水水质监测部门的监测技术与能力逐步强化，一些监测事项和水质自动监测站的工作范围相同。

比如水的温度、酸碱性、浑浊度、总氮磷、有机碳等等。

其所使用的监测方法和技术规范也基本相同。

在水位、水情以及水势分析方面，有关水文部门的能力趋于全面化。

因而，把当前的水文或水质监测网和自动监测站协调安排、相互完善补充，共同构成水文水质自动监测系统。

综合水文水质自动监测系统的主要优点如下：
（1）对当前的水文或水质监测站点进行优化，可以使其满足水
文水质监测的要求，很好地处理新型建立的自动监测站点成本投入较高的问题；与此同时，还可以较大幅度减少重复建立站点的问题，最大程度地优化社会资源配置，对水资源生态环境进行保护。

（2）当前的水文水质监测站点大都已经实现自动化监测与信息化传送，技术工作人员以及信息化传送设备配备十分齐全。

监测站点经过优化升级之后，技术工作人员能够直接在现场开展水样监测工作或者就近处送去检验样品，防止样品经过长距离运送使得数据缺少一定的代表性。

与此同时，也很好地解决了监测时间效果较
差、频率较低以及能力不充足的问题。

（3）当前建立的水质水文监测站点在各个省市已经覆盖较为广泛，并且能够覆盖很多中型或者小型的流域、湖泊水体，甚至一些偏远、环境较差的区域。

随着信息技术的不断发展，在一些距离较远的地方可以在设置浮标或简易站点，极大地解决了覆盖范围较小的问题。

3 综合水文水质监测系统运行要求
3.1 做好系统管理工作
综合水文水质监测系统管理通常分为两个部分：现场维护与远程管理。

这两部分各负责不同的管理内容。

现场维护主要负责内容定期对自动站监测系统管路和设备检查、维护和保养，并包含应急故障维护。

远程管理的主要负责内容是远程监控水文水质，借助现代通讯技术如通讯连接，能够把不同数据接收站与监测站点相连接，优化水文水质样品的分析和监测方案，检查监测站点的警报记录和数据接收站的监测数据，并根据系统汇总的结果进行深入分析。

此外，远程管理还可以对监测现场图形进行深入分析，进而了解水文水质。

在水文水质监测的过程中，一部分监测站点仅仅是进行现场维护，对水文水质监测的远程管理重视程度不够，没有办法深入地了解监测站工作情况。

因而，应当基于水环境监测中心站的科学技术和资金，彰显出监测站点的作用，使综合水文水质监测系统能够高效运转。

3.2 水文水质监测分析方法
综合水文水质监测系统分析设备在选取的过程中不仅要遵照有
关标准，还要对监测分析过程中出现的一些问题进行全面考虑，基
于现有理论和实际状况，科学合理地选取分析仪器。

例如选取有关
设备时没有可靠的国家标准作参考，而不能将理论作为唯一依据，
要在线性度、数据稳定性等有关指标的基础上，在符合水文水质分
析标准的同时，最后得到的结果也要满足有关标准。

4 结语 综上所述，运用现有的水文或水质监测网站和建立新型水文水
质自动监测站，共同组成一个综合的水文水质自动监测系统，能够很好地处理自动监测站监测参数不足的问题。

这一系统对有关研究如污染物实体在水中的扩散等有着十分重要的意义。

除此之外，构建综合的水文水质自动监测系统在推动水文或水质监测站优化升级、生态文明建设等方面扮演着重要的角色。

参考文献：
[1]姜宇.浅谈水质在线自动监测系统的建设[J].治淮,2013(01): 89-90. [2]朱玉东,颜婷莉,徐建秋.浅谈水质自动监测系统架构及应用[J].水利信息化,2015(02):44-48.。