試論在線監(jiān)測系統(tǒng)在地下水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

張愛軍

自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，但是與此同時(shí)，在環(huán)境方面造成了一定的破壞，導(dǎo)致地下水污染嚴(yán)重，水多、水少與水臟的問題并存，可見地下水水資源與水環(huán)境的相關(guān)問題具有復(fù)雜性、長期性和艱巨性。如果采用傳統(tǒng)的方式對(duì)水樣進(jìn)行采集和化驗(yàn)，難以及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)水量、水質(zhì)的變化進(jìn)行反映，也就難以對(duì)水污染進(jìn)行有效控制，所以我們決定使用在線監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)地下水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。

一、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)具有全天候高品質(zhì)以及實(shí)施的監(jiān)測特點(diǎn)，屬于一個(gè)連續(xù)且能夠進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測的系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用需要，以在線水質(zhì)自動(dòng)分析以為核心，并且同時(shí)運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)，以及現(xiàn)在監(jiān)測技術(shù)。

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)中能夠包含多個(gè)單元，例如取水單元、輔助單元、預(yù)處理單元、系統(tǒng)控制單元、通信單元、分析檢測單元、運(yùn)行環(huán)境支持單元以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等，并且經(jīng)過多年的發(fā)展和變化，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)具有了箱體式預(yù)警站、傳統(tǒng)站房式自動(dòng)監(jiān)測站以及浮標(biāo)站等多種形式，并且以上幾種形式各自具有相應(yīng)的適用范圍以及優(yōu)勢和劣勢。

其中，傳統(tǒng)站房式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站具有檢測精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，所以一般應(yīng)用于進(jìn)行水質(zhì)調(diào)度等對(duì)檢測結(jié)果要求較高的場合，但是對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用一次性投資較高，且需要進(jìn)行后期的運(yùn)行維護(hù);箱體式預(yù)警站屬于小型的、模塊化的站房式水質(zhì)自動(dòng)站，能夠?qū)⒍鄠€(gè)龐大的單元進(jìn)行壓縮，具有體積小、無需站房、可安置在野外且運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，但是因?yàn)槠鋵?duì)離子選擇電極測量原理進(jìn)行應(yīng)用，所以對(duì)于氨、氮等指標(biāo)的檢測精度相對(duì)不高，而浮標(biāo)站則一般在進(jìn)行湖泊監(jiān)測時(shí)使用。

二、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

（一）傳統(tǒng)站房式自動(dòng)站

傳統(tǒng)站房式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站是我國最早進(jìn)行建設(shè)的一批水質(zhì)自動(dòng)站，其進(jìn)行監(jiān)測的頻率最高可以達(dá)到每兩小時(shí)一次，主要采用的是組柜式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)當(dāng)時(shí)國際上先進(jìn)的多參數(shù)水質(zhì)傳感器以及綜合參數(shù)分析儀表進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)λ疁?、溶解氧、電?dǎo)率、濁度、氧化還原電位、氨氮以及總磷等共12項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為，傳統(tǒng)站房是自動(dòng)監(jiān)測站具有運(yùn)行穩(wěn)定且檢測精度高的優(yōu)勢，其檢測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果相對(duì)比，存在的偏差在10%以內(nèi)。

（二）箱體式預(yù)警站

箱體式預(yù)警站由供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器、測量池、測量儀器以及GPRS通訊模塊等多種部件共同構(gòu)成，能夠?qū)λ疁?、pH值、溶解氧以及水位、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)測，其中對(duì)流量進(jìn)行監(jiān)測使用超聲波多普勒測試法，對(duì)水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)行檢測使用抽水式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，對(duì)水位進(jìn)行測量使用浮子式水位計(jì)。在對(duì)箱體式預(yù)警站進(jìn)行安裝時(shí)，主要需要進(jìn)行簡易測井、棧橋和箱體的安裝，并且其具有防蟲鼠害、防潮、抗震的功能，優(yōu)勢在于通風(fēng)條件良好、易清洗且牢固，能夠在不進(jìn)行維護(hù)的情況下進(jìn)行長時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行。

近年來，箱體式預(yù)警站已經(jīng)成為了我國進(jìn)行地下水環(huán)境監(jiān)測的重點(diǎn)設(shè)備，總而言之，因?yàn)槠渚哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、可靠性強(qiáng)、體積小、投資低以及維護(hù)便捷等多方面的優(yōu)勢，所以被廣泛的應(yīng)用與地下水環(huán)境監(jiān)測工作當(dāng)中，并能夠起到良好的水質(zhì)、流量監(jiān)測和預(yù)警效果。

（三）浮臺(tái)式自動(dòng)監(jiān)測站

浮臺(tái)式自動(dòng)監(jiān)測站由供電設(shè)備、多參數(shù)水質(zhì)分析儀，浮標(biāo)單元、氣象參數(shù)傳感器以及數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備和輔助設(shè)備共同組成，能夠?qū)λ疁亍⑷芙庋?、電?dǎo)率、濁度、氨離子、風(fēng)向、風(fēng)速以及氣溫等多方面參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且能夠采用無線的方式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至中心站。在對(duì)浮臺(tái)式自動(dòng)監(jiān)測站進(jìn)行建設(shè)的方面，其具有建設(shè)速度快、投資規(guī)模小，以及不需進(jìn)行土建工程等優(yōu)勢，就目前為止，浮臺(tái)式自動(dòng)監(jiān)測站在我國地下水環(huán)境監(jiān)測工作中的應(yīng)用范圍相對(duì)較小，但是其能夠?qū)︼嬘盟吹氐陌踩峁┝己玫募夹g(shù)服務(wù)。

三、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的效益

（一）服務(wù)于水資源調(diào)度

水資源調(diào)度也就是將水資源量充分地區(qū)的水資源適量調(diào)度到水資源缺乏的地區(qū)，對(duì)其水資源量進(jìn)行補(bǔ)充，有利于對(duì)地下水環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行改善，并能夠促使地下水水體的自凈能力得到提高。并且對(duì)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)水資源量以及水質(zhì)的變化情況進(jìn)行監(jiān)測，從而對(duì)水資源調(diào)度方案進(jìn)行有效調(diào)整，以保證水資源調(diào)度的安全和高效。

（二）對(duì)水源地的水質(zhì)狀況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控

對(duì)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，其能夠?qū)Φ叵滤乃|(zhì)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，例如2015年年底，某地下水受到污染，導(dǎo)致該地區(qū)多個(gè)水廠無法正常進(jìn)行取水，引發(fā)了當(dāng)?shù)氐墓┧C(jī)。在供水危機(jī)期間，該地相關(guān)部門組織進(jìn)行了緊急的水資源調(diào)度，通過對(duì)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，相關(guān)部門工作人員能夠?qū)λ?、水質(zhì)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌握，從而促進(jìn)當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)的好轉(zhuǎn)，并有效緩解了當(dāng)?shù)氐墓┧畨毫Α?/p>

（三）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，強(qiáng)化國際件的交流合作

對(duì)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠提高我國與國際之間的交流合作，例如2016年年初，為了促進(jìn)國際交流合作，我國與荷蘭方面合作開展了地下水水量測量項(xiàng)目，在進(jìn)行合作期間，荷蘭方面免費(fèi)向我國提供了價(jià)值兩萬多歐元的在線監(jiān)測設(shè)備，同時(shí)在進(jìn)行工作開展的過程中，也給予了我國多方面的幫助，有利于促使我國的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量以及技術(shù)水平得到進(jìn)一步提高。

綜上所述，通過上文們可以了解到，在線監(jiān)測系統(tǒng)在我國地下水環(huán)境監(jiān)測工作中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且能夠起到較好的應(yīng)用效果，所以我們應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行深入研究，促進(jìn)其不斷發(fā)展，以進(jìn)一步提高我國地下水環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量。

（作者單位：164155 黑龍江省自然資源廳地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站駐五大連池分站）