西安市水質(zhì)自動監(jiān)測站在水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用影響評價(jià)

張鮮維

（西安市智慧環(huán)保綜合指揮中心，陜西 西安 710021）

為了實(shí)現(xiàn)綠水青山就是金山銀山的環(huán)保大計(jì)，實(shí)現(xiàn)“八水潤西安”[1］的水生態(tài)文明建設(shè)[2］，西安開展河湖長制[3］以及智慧環(huán)保實(shí)時采集污染源數(shù)據(jù)、水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)等工作，在重要的河湖上建設(shè)44 個水質(zhì)自動監(jiān)測站，通過智慧環(huán)保平臺對全市水環(huán)境動態(tài)監(jiān)控，動態(tài)分析和動態(tài)管理，以地表水管控目標(biāo)為基礎(chǔ)，全面強(qiáng)化河流水質(zhì)實(shí)時動態(tài)管控。

1 西安河流介紹

西安目前共有17 條河流和3 個湖泊，跨境的重要河流有渭河、涇河、灃河、石川河、清河；重要南山支流有黑河、澇河、滈河、潏河、浐河、灞河；重要城區(qū)河流有皂河、太平河、新河、幸福河、漕運(yùn)河、護(hù)城河等；湖泊分別是昆明池、渼陂湖和漢城湖。

2 水質(zhì)自動監(jiān)測站情況

2.1 水站監(jiān)測項(xiàng)目

自2018 年開始在境內(nèi)14 條河流的入境水質(zhì)斷面、縣區(qū)界水質(zhì)斷面、支流匯入干流處、河流重要管控監(jiān)測斷面處布設(shè)國標(biāo)多參數(shù)水質(zhì)自動監(jiān)測站44 座，實(shí)時監(jiān)測水環(huán)境常規(guī)五參數(shù)（水溫、pH、濁度、溶解氧、電導(dǎo)率）以及化學(xué)需氧量、總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等9 項(xiàng)指標(biāo)；在昆明池、渼陂湖布設(shè)兩個浮標(biāo)站，監(jiān)測常規(guī)五參數(shù)以及化學(xué)需氧量、銨根離子、正磷酸鹽、葉綠素、藍(lán)綠藻等10 項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了西安地表水質(zhì)實(shí)時監(jiān)測全覆蓋。

2.2 水站位置設(shè)定

44 個自動水質(zhì)監(jiān)測站分別為皂河7 個、涇河5 個、灃河5 個、灞河3 個、浐河3 個、渭河、清河、黑河、石川河和新河各2 個、滈河、太平峪河、澇河、潏河、護(hù)城河、臨河、太平河、漕運(yùn)明渠、漢城湖、昆明池和渼陂湖各1 個。

3 西安市水質(zhì)分析

3.1 2021 年水質(zhì)分析

表1 2019 年～2021 年度省控及以上河流水質(zhì)評價(jià)結(jié)果表

21 項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)為：pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、石油類、酚、汞、鉛、鎘、陰離子表面活性劑、鉻（六價(jià)）、氟化物、總磷、氰化物、硫化物、砷、化學(xué)需氧量、銅、鋅、硒。

數(shù)據(jù)來源于陜西省生態(tài)環(huán)境廳和西安市生態(tài)環(huán)境局公布的環(huán)境質(zhì)量狀況，共監(jiān)測市控及以上地表水?dāng)嗝?3 個，除丈八溝斷面水質(zhì)超標(biāo)外，其余42 個監(jiān)測斷面的水質(zhì)均達(dá)到其功能區(qū)劃分類別。監(jiān)測結(jié)果表明，全市地表水系Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面40 個，占93%；Ⅳ類水質(zhì)斷面3 個，占7%；無Ⅴ類及劣Ⅴ類水質(zhì)。河流超標(biāo)污染物為氨氮，出現(xiàn)在丈八溝監(jiān)測斷面，超標(biāo)0.28 倍。

根據(jù)河流功能劃分，將河流分為重要河流和城區(qū)河流，重要河流主要為自然徑流，城區(qū)河流主要為引入生態(tài)水和經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)排放的中水。

通過圖1 西安市重要河流水質(zhì)類別變化曲線和圖2 西安市城區(qū)河流水質(zhì)類別變化曲線，可以看出2021 年西安市河流水質(zhì)在逐漸向好，尤其從9 月份開始，主要河流水環(huán)境質(zhì)量明顯提升，但是受9 月持續(xù)強(qiáng)降雨影響，對污水管網(wǎng)造成了一定的壓力，城區(qū)河流水質(zhì)出現(xiàn)了一定程度的波動，直至12月底，水質(zhì)明顯轉(zhuǎn)好，所有斷面全部達(dá)標(biāo)。

圖1 2021 年西安市重要河流水質(zhì)變化曲線

圖2 2021 年西安市城區(qū)河流水質(zhì)變化曲線

3.2 水質(zhì)同比變化

由于近年來，通過一系列水環(huán)境綜合治理工程，水質(zhì)得到了極大改善[4］，根據(jù)西安市生態(tài)環(huán)境局公布的環(huán)境質(zhì)量狀況顯示，2021 年國省控?cái)嗝嫠|(zhì)同比提升轉(zhuǎn)好的站點(diǎn)有5 個，改善率達(dá)到23.8%。通過圖3，2019 年～2021 年水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)得出，西安市水質(zhì)呈現(xiàn)良好變化態(tài)勢，水質(zhì)整體提升，通過2021 年水質(zhì)平均濃度監(jiān)測表明，在省控及以上的河流中，均未出現(xiàn)Ⅴ類及劣Ⅴ類水。在2020 年和2021 年的水質(zhì)監(jiān)測中，連續(xù)兩年黑河田峪口水質(zhì)評價(jià)為Ⅰ類水；2021 年Ⅱ類水?dāng)?shù)量與上年持平；Ⅲ類水相比上年增加了62.5%，相比2019 年增加了160%；Ⅳ類水僅1 個，相比2019 年減少了80%。臨河入渭口在2019 年評價(jià)為劣Ⅴ類水，在2020 年評價(jià)為Ⅴ類水，在2021 年提升為Ⅳ類水，這表明了西安市水生態(tài)環(huán)境在明顯好轉(zhuǎn)。

圖3 2019 年～2021 年西安市省控及以上河流水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)圖

4 智慧平臺水環(huán)境監(jiān)測

4.1 水站運(yùn)維

水質(zhì)自動監(jiān)測站按照國家地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站運(yùn)行維護(hù)管理實(shí)施細(xì)則（試行）進(jìn)行運(yùn)維，定期進(jìn)行水站巡查、標(biāo)液核查、線性核查、集成干預(yù)、加標(biāo)回收、水樣比對等工作。

4.2 水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)情況

西安智慧環(huán)保平臺水環(huán)境界面實(shí)時顯示全市水體水質(zhì)情況（見圖4），水質(zhì)自動監(jiān)測站4 個小時監(jiān)測一組數(shù)據(jù)，全天6組數(shù)據(jù)；浮標(biāo)站每小時監(jiān)測1 次，全天24 組數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)經(jīng)過二級人工審核，確保數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。

圖4 西安智慧平臺水環(huán)境界面

4.3 水環(huán)境分析

智慧平臺水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)、自動有效數(shù)據(jù)、人工一級審核數(shù)據(jù)和人工二級審核數(shù)據(jù)，以人工二級審核數(shù)據(jù)為最終數(shù)據(jù)。

根據(jù)河流上下游水質(zhì)監(jiān)測斷面指標(biāo)濃度和時間關(guān)系繪制水質(zhì)污染濃度曲線，從各指標(biāo)濃度數(shù)值變化以及耦合分析各指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性。在空間上，聯(lián)合污水處理廠數(shù)據(jù)和排口信息分析外部污染物輸入對水體影響；在時間上，通過統(tǒng)計(jì)水質(zhì)污染異常時間段和和各時間段污超標(biāo)次數(shù)，分析水質(zhì)超標(biāo)的高發(fā)時段，并預(yù)測污染濃度范圍以及水體污染位置，其次考慮降雨對河道水環(huán)境的影響。

通過水質(zhì)分析結(jié)果對水體進(jìn)行現(xiàn)場檢查，主要通過三方面進(jìn)行，一是上游點(diǎn)位檢查，檢查水質(zhì)監(jiān)測站上游以及附近是否有污水廠溢流，排口是否有異常水流；二是面源檢查，檢查水體自身是否發(fā)黑發(fā)臭，以及水體表面是否有油污等其他現(xiàn)象，水體上游是否有施工，導(dǎo)致河道水體擾動；三是監(jiān)測點(diǎn)位檢查，檢查監(jiān)測點(diǎn)位采水口附近是否有異常污染。通過以上檢查，全面排查水體異常情況。

5 水質(zhì)自動監(jiān)測站對水環(huán)境影響評價(jià)

通過智慧平臺水質(zhì)自動監(jiān)測站的投入使用，結(jié)合西安水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)得出，近年來西安河流水質(zhì)持續(xù)向好發(fā)展。通過設(shè)定水質(zhì)斷面控制目標(biāo)，結(jié)合上下游水質(zhì)變化規(guī)律，匯總水質(zhì)超標(biāo)信息，應(yīng)對突發(fā)水質(zhì)污染情況，實(shí)現(xiàn)了對河流水質(zhì)全面監(jiān)測和管控。通過統(tǒng)計(jì)超標(biāo)斷面和次數(shù)，全面分析西安河流水質(zhì)情況，對污染嚴(yán)重流域?qū)嵤┲攸c(diǎn)管控。智慧平臺水環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用，通過高科技、高頻次的監(jiān)測手段可靠地掌握西安重要水體水環(huán)境狀況，及時預(yù)警預(yù)報(bào)水質(zhì)污染事故，大大提高了水環(huán)境監(jiān)測管理的時效性，通過掌握污染水體的影響范圍和發(fā)展趨勢[5］，減少或避免對下游居民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失，同時為管理部門提供決策依據(jù)，便于水環(huán)境全面管理。