河流水质监测断面优化布设方法
河流生态系统水质治理方案优化设计
河流生态系统水质治理方案优化设计河流是人类赖以生存的重要水资源，同时也是生态系统的关键组成部分。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，河流水质逐渐恶化，给生态系统和人类健康带来了严重的威胁。
因此，优化设计河流生态系统水质治理方案变得尤为重要。
一、建立全面的监测体系为了更好地治理河流生态系统的水质问题，首先要建立全面的监测体系。
通过在关键位置设置水质监测点，实时监测水质指标的变化，以便及时发现和解决潜在的水质问题。
监测体系还应该涵盖水体的生物多样性和生态健康状况，以更全面地了解河流生态系统的水质状况。
二、优化农业面源污染治理措施农业面源污染是河流水质问题的重要来源之一。
为了减少农业对河流水质的负面影响，需要优化农业面源污染治理措施。
首先，要加强农田排水系统的建设，确保农田排水能够有效去除农药、化肥和养殖废物等污染物质。
其次，应该加强农业面源污染的监管和执法力度，逐步推行农田环境保护政策，限制农业面源污染的产生。
三、加强工业废水治理工业废水是河流水质恶化的主要原因之一。
为了加强对工业废水的治理，需要进一步完善工业排污许可制度，强化对工业企业的监督管理。
此外，还应该推动工业企业实施清洁生产，减少废水的产生，并通过工业废水处理设施对排放进行规范处理，确保工业废水不会对河流水质造成严重污染。
四、加强城市污水处理城市污水是河流水质恶化的重要原因。
为了解决城市污水对河流生态系统的影响，需要加强城市污水处理。
首先，需要建设完善的污水处理厂和下水道系统，确保城市污水能够得到有效的收集和处理。
其次，可以探索采用新技术，如人工湿地、生态滨岸带等，对污水进行自然净化，提高污水处理效果。
五、推动河流生态修复工程河流生态修复工程是治理河流水质问题的重要手段。
通过在河流上修建人工湿地、建设植被滩涂、恢复河道自然断面等工程，可以改善水质，恢复河流的生态功能。
此外，还可以避免泥沙淤积，改善河道流动条件，进一步提高水质状况。
六、加强公众参与与教育治理河流水质问题是一项复杂而长期的任务，需要全社会的共同参与和努力。
水质监测的布点与采样
水质监测的布点与采样一、地表水（河流）（一）监测点位的布设1.监测断面的分类1.1．背景断面：指为评价一完整水系的污染程度，不受人类生活和生产活动影响，提供水环境背景值的断面。
1.2．对照断面：指具体判断某一区域水环境污染程度时，位于该区域所有污染源上游处，能提供这一水系区域本底值的断面。
1.3．控制断面：指为了解水环境受污染程度及其变化情况的断面，即受纳某城市或区域的全部工业和生活污水后的断面。
1.4．消减断面：指污水在水体内流经一定距离而达到最大程度混合，污染物被稀释，降解，其主要污染物浓度明显降低的断面。
1.5．管理断面：为特定的环境管理需要而设置的断面。
2.监测断面的布设原则及方法监测断面的布设在总体和宏观上须能反映水系或所在区域的水环境质量状况。
各断面的具体位置须能反映所在区域环境的污染特征；尽可能以最少的断面获取有足够代表性的环境信息；同时还须考虑实际采样时的可行性和方便性。
断面位置应避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳，水面宽阔、无急流、无浅滩处。
监测断面力求与水文测流断面一致，以便利用其水文参数，实现水质监测与水量监测的结合。
2.1.背景断面通常应设在水系源头处或未受污染的上游河段，应远离城市居民区、工业区、农业化施用区及主要交通线路区。
2.2对照断面反映进入本区域河流水质的初始情况。
它布设在进入城市、工业排污区的上游，不受该污染区域影响的地点。
通常一个河段只设一个对照断面。
2.3.控制断面控制断面能反映本区域污染源对河段的影响，应设置在本区域排污口的下游，污染物与河水能较充分混合处。
可根据河段沿岸的污染源分布情况，设置一至多个断面。
2.4.消减断面反映河流对污染物的稀释自净情况，应设置在控制断面的下游，河水与污染物充分混合污染物浓度有显著下降处。
2.5.管理断面（通常根据以上四种布设方法考虑）3.监测断面数量的设置应根据掌握水环境质量状况的实际需要，考虑对污染物时空分布和变化规律的了解、优化基础上，以最少的断面、垂线和测点取得代表性最好的监测数据。
水质取样垂线的布设
水质取样的垂线布设
水质取样的垂线布设需要结合实际情况进行，以下是一些常见的布设方式：
1. 在河流断面布设采样垂线时，需要综合考虑水面宽度、流速、污染带宽度等因素。
一般来说，对于水面较窄的情况，只需在河流中泓处布设一条垂线；当水面宽度在50～100米时，需在河流的近岸有明显水流处设左、右两条垂线；当水面宽度超过100米时，应设左、中、右三条垂线，其中中泓处为一条垂线，左、右两岸有明显水流处各设一条垂线。
如果河流存在污染带，且宽度大于水面宽度的5%，则应在污染带内增设采样垂线。
2. 在湖泊（水库）的中心、滞流区的各断面以及湖泊（水库）的进出口断面，可根据湖库的大小，适当布设1～5条采样垂线。
这些采样点的设置应能反映湖泊水质的空间分布特征。
3. 在主要出入口上、下游和主要排污口下游断面，采样垂线的数量应根据水面宽的大小进行设置。
此外，湖泊（水库）的中心、滞流区的各断面也可视湖库的大小水面宽窄，沿水流方向适当布设1～5条采样垂线。
总之，在布设水质取样垂线时，需要综合考虑水体的实际情况，以确保采样结果的准确性和可靠性。
同时，还需要遵循相关规定和标准，如《水和废水监测分析方法》（第四版）等规范性文件，以确保采样工作的规范性和合法性。
水环境监测断面的设置
水环境监测断面的设置国控断面的设置按照监测的水环境质量情况、污染物时空分布和变幻逻辑，同时考虑社会经济进展，监测工作的实际情况和需要（要具有相对的长远性），确定监测断面布设的位置和数量，以最少的断面、垂线和测点取得代表性最好的监测数据。
选定的监测断面和垂线均应经环境庇护行政主管部门审查确认，并在地图上标明精确位置，在岸边设置固定标记。
同时，用文字解释断面周围环境的具体状况，并配以照片。
这些图文资料均存入断面档案。
断面一经确认不能任意变动。
确需变动时，需经环境庇护行政主管部门同意，重作优化处理与审查确认。
对于时节性河流和人工控制河流，因为实际状况差异很大，这些河流监测断面确实定，以及采样的频次与监测项目、监测数据的用法等，由各省（自治区、直辖市）环境庇护行政主管部门自定。
（一）断面特性国家地表水环境监测网主要功能是全面反映全国地表水环境质量情况。
监测网要笼罩全国主要河流干流、主要一级支流以及重点湖泊、水库等，设定的断面（点位）要具有空间代表性，能代表所在水系或区域的水环境质量情况，全面、真切、客观反映所在水系或区域的水环境质量及污染物的时空分布情况及特征。
在原有759个断面（点位）基础上举行优化和调节，保证我国环境监测数据的历史连续性。
（二）断面（点位）类型国控水环境监测断面包括背景断面、对比断面、控制断面、国界断面、省界断面、湖库点位。
此外在日供水量≥10万t，或服务人口≥30万人的重要饮用水水源地设置重要饮用水水源地断面（点位）。
（三）笼罩范围河流：我国主要水系的干流、年径流量在5亿m 以上的重要一、二级支流，年径流量在3亿m 以上的国界河流、省界河流、大型水利设施所在水体等。
每个断面代表的河长原则上不小于100km。
湖库：面积在100km （或储水量在10亿m 以上）的重要湖泊，库容在10亿m 以上的重要水库以及重要跨国界湖库等。
每50~100km 设置一个监测点位，同时空间分布要有代表性。
水质监测断面布设方案
水质监测断面布设方案水质监测断面布设方案是指根据不同的需求和目的，选择合适的位置设置水质监测点，以监测和评价水体的质量状况。
根据水质监测的目的和目标，可以选择不同的断面布设方案。
一、河流水质监测断面布设方案1. 河流源头断面：设置在河流的源头位置，可以监测到水体进入河流之前的情况。
这个断面的选择可以考虑到水源地的水质情况，以及周边环境的影响。
2. 河流中游断面：设置在河流的中游位置，可以监测到水体在流经不同地段后的变化情况。
选择这个断面的主要考虑因素是水体是否受到污染的可能性，以及周边环境的影响程度。
3. 河流下游断面：设置在河流的下游位置，可以监测到水体流入下游地区之前的情况。
选择这个断面的主要考虑因素是水体是否受到上游污染的影响，以及下游地区的水质情况。
二、湖泊水质监测断面布设方案1. 湖泊入流断面：设置在湖泊的入流位置，可以监测到水体进入湖泊之前的情况。
这个断面的选择可以考虑到入流水体的水质情况，以及入流水体的来源。
2. 湖泊出流断面：设置在湖泊的出流位置，可以监测到水体从湖泊流出之前的情况。
选择这个断面的主要考虑因素是湖泊内部的水质变化情况，以及出流水体的影响范围。
3. 湖泊中部断面：设置在湖泊的中部位置，可以监测到湖泊内部的水质情况。
选择这个断面的主要考虑因素是湖泊的深度、面积和潜在的污染源。
三、地下水监测断面布设方案1. 地下水源头断面：设置在地下水的源头位置，可以监测到地下水的初始状态。
选择这个断面的主要考虑因素是地下水的补给来源和潜在的污染源。
2. 地下水下层断面：设置在地下水的下层位置，可以监测到地下水在不同地层中的水质变化情况。
选择这个断面的主要考虑因素是地下水的补给来源、地层的特征以及周边环境的污染程度。
以上是根据不同水体类型的特点和需求，给出的水质监测断面布设方案的建议。
具体的断面选择还需要结合实际情况和监测目的来确定，以确保水质监测的全面性和准确性。
闽江流域地表水环境监测断面优化布设
闽江流域地表水环境监测断面优化布设白亮【摘要】利用2010年监测数据和GIS技术,对闽江流域地表水水质监测断面的布设现状和存在问题进行分析,提出监测断面分级控制原则,运用水质分段法对闽江流域地表水环境监测断面的优化设置进行研究.研究结果表明:闽江流域共设置168个监测断面,其中省控断面77个、市控断面39个、县控断面52个,并根据断面级别确定了相应的监测项目和频率.【期刊名称】《环境科学导刊》【年(卷),期】2013(032)006【总页数】4页(P105-108)【关键词】闽江;监测断面;地表水;优化;研究【作者】白亮【作者单位】福建省环境监测中心站,福建福州350003【正文语种】中文【中图分类】X83闽江是福建省最大的河流，总长2872km，流域面积60992km2，约占全省陆域总面积的一半。
流域集水面积在1000km2以上的支流有19条，500～1000km2的有21条，100～500km2的有150条。
福建省环保部门分别在闽江流域布设了57个水质监测断面。
传统监测断面的设置主要以城市为中心，随着社会经济的快速发展、城市规划布局和水环境条件的变迁，现有的地表水环境监测断面已不能全面、客观、科学地反映流域水环境总体质量、说清污染的变化趋势和满足环境管理需要的要求［1～3］。
因此，地表水监测断面的布设需要进行优化调整以适应新的变化，保证监测断面设置的科学性。
数理统计的方法常用于监测断面优化布设［4］，如聚类分析法［5］、经验公式法［6］、主成分分析法［7］、多目标决策法［8］、物元分析法［9］、遗传算法［10］等，但数理统计类的优化方法仅适用于对已有水质断面的优化分析。
较大的江河流域广阔，无法对全流域开展水质监测，基于GIS技术及克里格插值技术的水环境空间插值方法可解决水质的时空分布问题［3］，地表水环境数值模拟方法可以提供流域任意断面的水质信息，结合数理统计方法能够实现全流域水质监测断面的优化布设。
江河水质监测断面优化布设方法分析
江河水质监测断面优化布设方法分析摘要：经济高速发展中，工业农业也在迅速的发展，提高了国民的生活水平。
可是，在发展的过程中，各种环境污染变得越来越严重，对于人们的生活也带去了一定的影响，如人们赖以生存的水资源。
为了有效的对水资源进行水质的检测，就需要对江河水质进行监测，以保证生产生活中能够使用安全的水。
本文主要针对江河水质监测的断面优化布设方法进行分析与探讨，以促进水质的监测，保障人们的生产与生活，促进社会的和谐发展。
关键词：水质监测；断面优化布设方法在人们的生产与生活中，都离不开水，可见水的重要性。
而随着工农业的高速发展，给环境带去了负面的影响。
生产与生活中产生的污水大量的流向了江河中，江河自身的“排污系统”难以对大范围、大量的污染进行净化，从而影响江河的水质。
江河水质监测将能及时、准确的对江河中水体进行检测，有效的了解水中污染物的类型、分布情况等，对水质进行优劣评价。
一、江河水质监测江河水质监测，主要是通过对江河断面取样的水体进行监测，从而对水质做出评价。
在评价的时候，需要保证取样的准确性和代表性。
要有效的保证样品的准确性和代表性，就需要对监测断面的布设方法进行优化。
在进行江河水质监测断面布设的时候，首先需要对该江河的水文、地质地貌、江河支流、水的用途等进行调查与分析，这样才能准确的掌握对江河水体产生污染的工业、农业和生活污水的具体分布情况，主要的污染源、污染物等情况。
其次采用宏观控制重点布设方法和功能河段分区布设法相结合进行，这样将能有效的提高取样质量，得出准确率较高的水质评价。
二、江河水质监测断面优化布设方法在进行江河水质监测断面布设的时候，采用优化布设方法将能有效的提高水质监测质量，具体的布设方法为（一）宏观控制重点布设方法。
采用这种方法进行布设能够真实的、全面的反映出江河水流的水质情况、受到污染的主要区域，从而对断面进行监测。
宏观控制重点布设方法，主要是根据江河沿岸的工业区域、居民生活区、支流情况、工农业废水排放情况等进行优化布设，能够全面的反映江河的水质情况。
水质监测取样断面的布设原则
水质监测取样断面的布设原则一般应布设对照、控制、削减三类断面特别应注意：1、调查范围的两端布设一个取样断面2、重点保护水域及环境敏感点附近水域应布设取样断面3、水文特征突然变化处（如支流汇入）应布设取样断面4、水质急剧变化处（如有污水排入）应布设取样断面5、重点水工构筑物附近（如取水口、闸坝）应布设取样断面6、建设项目拟建排污口上游500米处应布设取样断面? 掌握河流、湖泊、河口海湾和近海水体水质监测取样断面上取样点的布设方法及取样方法断面确定后，根据河宽布置采样垂线；每条垂线上，根据水深设置采样点总的来说：样品数量的规定如下：一级评价：每个水质采样点取1份水样二级评价：每条采样垂线取1份混合水样三级评价：每个断面取1份混合水样下面分别讲述。
河流：1、取样断面上取样垂线的布设：当河流面形状为矩形或相近于矩形时，可按下列原则布设：（1）小河：在取样断面的主流线上设一条取样垂线；（2）大、中河：河宽<50m，共设两条取样垂线，在取样断面上各距岸边1/3水面宽处各设一条取样垂线；（3）河宽>50m，共设三条取样垂线，在主流线上及距两岸不少于0.5m，并有明显水流的地方各设一条取样垂线；（4）特大河：由于河流过宽，应适当增加取样垂线数，而且主流线两侧的垂线数目不必相等，拟设置排污口一侧可以多一些。
如断面形状十分不规则时，应结合主流线的位置，适当调整陛样垂线的位置和数目。
2、垂线上取样水深的确定：在一条垂线上，水深大于5m时，在水面下0.5m 水深处及在距河底0.5m处各取样一个；水深为1`5m时，只在水面下0.5m处取一个样；在水深<1m时，取样点距水面不应小于0.3m，距河底也不应小于0.3m。
对于三级评价的小河不论河水深浅，只在一条垂线上一个点取一个样，一般情况下取样点应在水面下0.5m处，距河底不应小于0.3m。
3、取样方法：一级评价：每个取样点的水样均应分析，不取混合样；二、三级评价：需要预测混合过程段水质的场合，每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个水样。
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抚抚远远上上
抚抚远远下下
研究实例
运用Sobek模型构建1 D 水质模型
落谷村
40 个侧向入流节点 4 个水文控制站
卡伦山
上马厂
抚远
观测 模拟
观测 模拟
观测 模拟
洛古河
时间(M/Y) 上马厂
时间(M/Y) 卡伦山
时间(M/Y)
16000 14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
氨氮（6月6日）
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
洛古村 兴安镇开库康镇呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村
车陆 上道干嘉荫县松上花江口上同江东港 抚远上
实测 模拟
实测 模拟
92 个分析点—— 1870km
15 个水质监测断面
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
0
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
流量(m3/s)
物元分析结果
相似点集 1-2
河段始末 0-
(km)
20
15 个监测断面
归属
1
6-7 8-12 14-24 25-33 35-46 47-54 56-59 60-68 69-76 78-81 82-89 90-94
100- 140- 260- 460- 660- 900- 1100- 1180- 1360- 1540- 1620- 1760120 220 440 620 880 1060 1160 1340 1500 1600 1760 1832
2、研究目标
在资料相对缺乏的国际河流上，研究合理布设水质监测断面的方法
3、技术难点 相关资料缺乏！
4
研究方法
• 如何得到沿河水质资料?
1）传统水质监测法 2）数值模拟方法 一维水质数值模型可以模拟河流水质沿程变化。
• 确定水质监测断面位置的方法
现有水质监测断面物元分析法、灰色聚类分析，水质数值模拟结合 数值分析——取共性结果
77727345 76 6790
21
71
2232234
67 6608
25 66616234656
26
27
28
29 333012
33
56
47 5548
34 49 50
57 54 51
3555839652 337853 3490 41 42 43 44
45 46
1 2
-1
-0.2
0
0.2
0.4
物元分析结果
0
2000
6000 4000
流量(m3/s)
8000
10000
12000
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
相似点集
1-6 7-11 12-33 34-46 47-54 55-56 57-59 60-82 83-88 89-94
河段始末 (km)
0-100
120200
15 个监测断面归 属
1
2
应合并断面 4、5、6 7、8 14、15
220620
3
640-880
9001060
10801100
4、5、 6
7、8
ห้องสมุดไป่ตู้
23
4 5、6 7、8 10 11
13
14、 15
应合并断面 5、6 7、8
14、15
12
1.5 11
19
20
18 1023
1321 89
1145
1
24
1622
17
25
0.5 0
-0.5
-0.5
7 626
27
5 57
258589
4
91 90 999243
89 82
3 29 56
80 7878193301
0
1000
2000
流量(m3/s)
3000
水流模型率定
4000
5000
水质模型率定
时间： 2007-10——2008-10 CODMn & NH3-N
高锰酸盐指数（6月6日）
16 14 12 10 8 6 4 2 0
洛古村 兴安镇开库康镇呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干嘉荫县松上花江口上同江东港 抚远上
六月
4.5 4
3.5 3
2.5 2
1.5 1
0.5 0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
八月
4 3.5
氨高氮锰（酸以盐N指计数）--22000088..66
11.64
11.42
121
01.08 8
0.6 6
0.44 0.22
00 洛洛古古村村上上
洛洛古古村村
兴兴安安镇镇
马马伦伦村村 呼呼玛玛县县上上 玉玉什什大大夫夫
黑黑河河上上
黑黑河河下下 逊逊河河口口上上 逊逊河河口口下下 嘉嘉荫荫县县上上松松花花江江口口上上
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
二月
4 3.5
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
河段始末 (km)
0- 100- 200- 240- 340- 400- 580- 720- 920- 1120- 1180- 1540- 1640- 176020 120 220 320 380 480 700 860 1040 1160 1520 1600 1720 1832
15 个监测断面归属 1
9
132456
0.8
78 9
11011222322341122567112459021236813791302
0.6
33
11201160
10
11801620
11
六月
35
36
0.4
37
33834940
41
0.2
45442643 44
1640- 17601740 1832
12、13 14、15
0
-0.2 -0.4
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
卡伦山误差：0.23%
上马厂误差：0.3%
洛谷村误差：0.3%
2006-4——2008-10
时间： 14000
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
2
3
4 5、6 7、8 9、10 11
12、13 14、15
83
84
9190
85 86
0.8
99234
82 89 8887
二月
应合并断面 5、6 7、8 9、10
14、15
0.6
181 9 12 10
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
8801 7789
6
713
77
5 14 15 11416912870
7772 7377367245377965665015012 8384446666537836465 858336346
86 37
87 38 39 40 54 441234
12
50 51 4592
4573 48
0
0.5
研究结果
河道断面优化结果：
Z1
去除断面:5、14 增加断面:z1、z2
Z2
河流水质监测断面优化布设方法
答辩人：吴文强 水环境研究所
2011.11.25
汇报内容
提纲目录
研究背景
研究方法 研究实例
研究结果
研究背景
• 传统方法 • 国际河流的困难 • 如何优化？
研究背景
1、研究现状