我国最早建立水质监测预警系统的是环保系统,1998年以来已覆盖全国主要水系145个国控重点断面。根据系统处理数据,环保部每周动态发布水温、pH、浊度、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数、氨氮和总有机碳等8项水环境指标。除145个国控重点断面外,环保系统的省、市(县)监控断面建立的水环境预警系统数以千计。 与此类似,水利系统采用自动监测与实验室检测相结合的方式,建立了各省区和各流域的水质监测预警系统。如长江委所属长江干支流,目前已有551个水质监测站,共680个监测断面,监测指标包括氨氮、pH值、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、非离子氨、高锰酸盐指数、生化需氧量、溶解氧、总磷、总砷、总汞、总镉、总铅、总铜、总氰化物、挥发酚、石油类、总大肠菌群等18项水环境指标。各地(流域)据此每月发布一次“水资源质量公报”。 2005年北江镉污染事件后,在广东省科技厅支持下,佛山市水业集团有限公司联合北江流域有关供水企业,以协议方式建立了“北江原水水质监测与污染预警系统”,覆盖韶关、清远、广州、佛山4市、17县共60多个水厂。该系统由4个主要部分组成:①设立在各供水企业的原水水质监测系统;②原水水质信息共享平台;③原水污染事故发展趋势模拟系统;④应急处理合作机制。目前,广东省城镇供水协会正在努力把这种预警应急合作模式推广到广东省的西江、东江、韩江等流域的供水企业。 从合作机制的角度看,“多瑙河事故应急预警系统”,与广东北江模式极其相似。该系统由德国、奥地利、匈牙利等5个欧洲国家共同开发,由多瑙河沿岸各国的国际警报中心、各国间的信息传输系统以及各国内的学术支持机构组成。自1997年投入运行以来,该系统在预测预报多瑙河流域水质变化中发挥了重要作用。 天津芥园水厂和上海某水厂的原水水质监测预警系统,在国内可能具有典型代表性。芥园水厂对浊度、pH值、溶解氧、水温、氧化还原电位、电导率、氨氮、总磷、大地照度进行在线监测,建立了预测原水中次日叶绿素的决策树模型,经仿真验证,模型的平均预测准确率可达到80%。上海某水厂的原水预警系统,其监测系统由综合毒性仪、紫外光谱扫描仪、其他在线监测仪等可以互相印证和补充的三部分构成。其他在线监测指标为pH值、ORP、浑浊度、氨氮、电导率、亚硝酸盐、锰,可以实时监测有关水质及氧化环境的动态;综合毒性仪监测未知污染物的污染水平;而紫外光谱扫描仪可以针对综合毒性仪监测信息,完成未知污染物的快速定性分析。 4.3 供水系统水质监测预警系统 水专项十一五“饮用水水质监控预警及应急技术研究与示范”项目,集成相关课题成果,在济南、杭州、东莞示范建设了“城市供水水质监测预警系统技术平台”,该预警平台由水质信息采集网络、数据处理中心、可视化平台构成。其中,水质信息采集网络,由水质在线监测系统(包括原水、出厂水、管网水、二次供水)、实验室水质检测数据报送系统、异构系统信息接入共享等构成。在线监测的指标包括电导率、pH值、水温、余氯、浊度、溶解氧、叶绿素、耗氧量、综合毒性、总磷、氨氮、汞、锌、镉、铅、总有机碳、氰化物等17个。 预警平台采用的预警技术,包括在线监测和预测模型。利用在线监测信息,可直接对余氯、浑浊度、耗氧量、氨氮、汞、锌、镉、铅、总有机碳、氰化物等10个指标报警;利用电导率,推定氯化物的水平及咸潮入侵情况。利用预测模型和pH值、水温、溶解氧、叶绿素、综合毒性、总磷、氨氮等监测数据,可定性分析原水的氧化环境,并配合分析耗氧量、氨氮、总有机碳的水平,对藻类生长及暴发情况实施监控。同时,采用神经网络模拟,可对管网水质事故的影响范围、污染程度、持续时间等进行分析判断。 预警平台示范项目于2007年进入设计阶段,2010年投入运行,事件预测准确率达到80%以上。
总结环保和水利系统的水环境监测预警系统的功能和技术特点,一是基于行政管理的部门职能,支撑国家、省、市(县)三级监控断面管理;二是系统主要由水质自动监测站、远程数据传输、数据库处理等三部分组成;三是系统的功能目前尚未实现“预测”,而是对当前水环境质量的感知和信息统计;四是预警系统的基础信息并非全部依赖实时在线监测,实验室检测数据等其他数据源也可以是预警基础信息的一部分。原水水质监测预警系统
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