王樹(shù)磊，李　建

(1.南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局，北京　100038；2.長(zhǎng)江水資源保護(hù)科學(xué)研究所，武漢　430051)

地表水質(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)家已有相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用，并被納入網(wǎng)絡(luò)化的“環(huán)境評(píng)價(jià)體系”和“自然災(zāi)害防御體系”[1-2]。地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在為綜合評(píng)價(jià)水功能區(qū)水環(huán)境質(zhì)量提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)的同時(shí)，也為迅速發(fā)現(xiàn)突發(fā)性水質(zhì)污染事故、及時(shí)制訂污染防治對(duì)策提供依據(jù)[3-4]。我國(guó)在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、移動(dòng)快速分析等預(yù)警預(yù)報(bào)體系建設(shè)方面正在逐漸走向成熟。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)已先后在七大流域建成100多個(gè)國(guó)家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，各地方根據(jù)水環(huán)境管理需要，也陸續(xù)建立了400多個(gè)地方級(jí)地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)周報(bào)[5-6]。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)是對(duì)常規(guī)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)能力的補(bǔ)充和增強(qiáng)，對(duì)常規(guī)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)中比較重要的監(jiān)測(cè)斷面增加在線自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備[7-8]。自動(dòng)監(jiān)測(cè)站具備實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)功能，可提供主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)時(shí)水質(zhì)信息，彌補(bǔ)常規(guī)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)時(shí)效性的不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)丹江口庫(kù)區(qū)重點(diǎn)水域開(kāi)展連續(xù)、在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)水質(zhì)預(yù)警預(yù)報(bào)起著非常重要的作用。

1　區(qū)域概況

丹江口水庫(kù)作為南水北調(diào)中線工程的水源地，是我國(guó)重要的戰(zhàn)略淡水資源庫(kù)。丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)掌握水庫(kù)水質(zhì)狀況，在保障調(diào)水水質(zhì)安全方面發(fā)揮著極其重要的作用。按照相關(guān)規(guī)劃，丹江口庫(kù)區(qū)新建5座水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，如圖1所示。

圖1　丹江口庫(kù)區(qū)規(guī)劃水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站分布圖（優(yōu)化調(diào)整前）Fig.1　The location of planning water quality automatic monitoring station in Danjiangkou Reservoir

新建的5座水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，分別監(jiān)測(cè)青山-安陽(yáng)斷面、龍口-浪河斷面、壩前斷面、倉(cāng)房-香花斷面和盛灣-黃莊斷面。在監(jiān)測(cè)站網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)過(guò)程中，丹江口水庫(kù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)形勢(shì)發(fā)生了新的變化。

隨著南水北調(diào)中線工程建成通水和丹江口水庫(kù)飲用水水源保護(hù)區(qū)完成劃分，丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃已不能適應(yīng)新劃定的飲用水水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)監(jiān)控需求，迫切需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。

2　監(jiān)測(cè)站網(wǎng)優(yōu)化原則和方法

丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的優(yōu)化，應(yīng)充分考慮飲用水水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)監(jiān)控需求和向陶岔取水口匯水的路徑控制，優(yōu)化原則和依據(jù)如下：

（1）充分考慮水系特點(diǎn)。丹江口水庫(kù)分為漢庫(kù)和丹庫(kù)兩個(gè)部分，水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的布設(shè)優(yōu)化，應(yīng)充分考慮兩條匯水路徑的水質(zhì)控制需求。

（2）與飲用水水源保護(hù)區(qū)區(qū)界相結(jié)合。丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃制訂時(shí)，尚未劃分庫(kù)區(qū)的飲用水水源保護(hù)區(qū)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)優(yōu)化應(yīng)以湖北省和河南省在丹江口庫(kù)區(qū)飲用水水源地劃分成果為依據(jù)，充分結(jié)合一、二級(jí)飲用水水源保護(hù)區(qū)區(qū)界的水質(zhì)監(jiān)測(cè)需求。

（3）水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)符合規(guī)劃要求。例如，將固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站變更為浮動(dòng)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站后，除了重金屬和綜合毒性等經(jīng)濟(jì)或技術(shù)上較為困難的自動(dòng)指標(biāo)外，其他指標(biāo)盡可能地接近原規(guī)劃的監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)量。

此外，在滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)功能前提下經(jīng)費(fèi)預(yù)算盡量不突破規(guī)劃概算，以使優(yōu)化方案具有其經(jīng)濟(jì)可行性。

3　優(yōu)化結(jié)果

倉(cāng)房—香花固定式監(jiān)測(cè)站變更為浮標(biāo)站。考慮河南省劃分的二級(jí)保護(hù)區(qū)與準(zhǔn)保護(hù)區(qū)區(qū)界斷面的水質(zhì)監(jiān)控需求，將該處固定式監(jiān)測(cè)站變更為浮標(biāo)站，放置于區(qū)界斷面中間位置，其監(jiān)測(cè)結(jié)果更能代表保護(hù)區(qū)區(qū)界斷面和丹庫(kù)庫(kù)心水質(zhì)。

龍口—浪河固定式監(jiān)測(cè)站變更為浮標(biāo)站。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，該處地形條件較為復(fù)雜，將該處固定式監(jiān)測(cè)變更為浮動(dòng)式自動(dòng)監(jiān)測(cè)，更便于監(jiān)控從漢江進(jìn)入漢庫(kù)的水質(zhì)質(zhì)量。

壩前固定式監(jiān)測(cè)站變更為浮標(biāo)站。放置于湖北省劃分的二級(jí)保護(hù)區(qū)與準(zhǔn)保護(hù)區(qū)區(qū)界斷面（蔡灣上游1 km）的中間位置，可更好地掌控保護(hù)區(qū)區(qū)界的水質(zhì)狀況。

在陶岔引水閘閘前調(diào)整建設(shè)1處固定式監(jiān)測(cè)站。鑒于陶岔渠首水質(zhì)監(jiān)控的重要性，在渠首閘前新增建設(shè)1處固定式水質(zhì)監(jiān)測(cè)站。具體位置位于陶岔引水閘閘前左岸小張沖，離渠首閘約1.2 km。監(jiān)測(cè)指標(biāo)與原規(guī)劃的壩前固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站相同，仍然為水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、葉綠素、總氮、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、重金屬和綜合毒性，監(jiān)測(cè)方式為固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，在該站建設(shè)1套氣象自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。

在陶岔附近保護(hù)區(qū)區(qū)界調(diào)整建設(shè)1處浮動(dòng)式水質(zhì)監(jiān)測(cè)站。在陶岔附近水域一級(jí)與二級(jí)飲用水水源保護(hù)區(qū)區(qū)界斷面的中間位置調(diào)整建設(shè)1處浮動(dòng)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，對(duì)保護(hù)區(qū)區(qū)界處的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

青山—安陽(yáng)固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和盛灣—黃莊固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)方式和指標(biāo)不變，新增1套氣象自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。

優(yōu)化后的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方案概括為由5個(gè)固定站變更為3個(gè)固定站和4個(gè)浮動(dòng)站。按照陶岔取水口的兩條匯水路徑進(jìn)行布設(shè)，一條是漢庫(kù)匯入陶岔取水口的監(jiān)控線路，即青山—安陽(yáng)固定站→龍口—浪河浮標(biāo)站→壩前浮動(dòng)站→陶岔水源保護(hù)區(qū)區(qū)界浮動(dòng)站→陶岔固定站；另外一條是丹庫(kù)匯入陶岔取水口的監(jiān)控路線，即盛灣—黃莊固定站→倉(cāng)房—香花浮動(dòng)站→陶岔水源保護(hù)區(qū)區(qū)界浮動(dòng)站→陶岔固定站（圖2）。

圖2　丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)優(yōu)化圖Fig.2　The location of water quality automatic monitoring station after optimization in Danjiangkou Reservoir

4　結(jié)論與討論

本研究將規(guī)劃中5個(gè)固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站優(yōu)化調(diào)整為3個(gè)固定式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和4個(gè)浮動(dòng)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。優(yōu)化調(diào)整后，監(jiān)測(cè)指標(biāo)、功能和總投資維持不變，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量增加。優(yōu)化后的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)可更好地適應(yīng)丹江口水庫(kù)飲用水水源地保護(hù)的水質(zhì)監(jiān)控需求，以及南水北調(diào)中線通水后的新形勢(shì)。

南水北調(diào)中線一期工程正式通水后，丹江口水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)運(yùn)行管理與水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)需求十分迫切，以?xún)?yōu)化后的固定式和浮動(dòng)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站為基礎(chǔ)，進(jìn)行水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)丹江口水庫(kù)水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)控和突發(fā)污染事故快速預(yù)警的重要手段。因此，建議進(jìn)一步研究建立丹江口庫(kù)區(qū)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)信息化管理平臺(tái)，以便使各站點(diǎn)形成聯(lián)動(dòng)組網(wǎng)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)狀況和污染走向，更好地發(fā)揮各站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)和更高效地應(yīng)對(duì)突發(fā)性水污染事故。

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