遼河流域智能監管系統實現水環境安全監測分析預警

　　遼河流域是我國七大河流之一，在振興東北老工業基地方面有著舉足輕重的作用，形成了以石化、冶金、裝備制造業為核心的產業集群。

　　但長期不合理開發導致資源破壞，尤其是工農業及生活污水大量涌入，使遼河流域生態環境惡化，成為我國重點治理的“三江三湖”之一。在2000年，甚至出現魚蝦絕跡等情況，多項指標達到劣五類標準。

　　“十一五”規劃控制治理的中后期，遼河流域水質逐漸改善。2009 年年末，實現遼河干流COD 指標無劣Ⅴ類；2012 年年底，遼河干流按地表水環境質量標準21 項指標考核，達到了Ⅳ類水質標準。

　　如何讓摘掉重污染帽子的遼河流域水質長期穩定達標？信息化時代，遼寧省環境監測實驗中心在加強遼河流域水環境監控和預報預警方面進行了一系列探索、改進和創新。

　　自動監測打通橫向縱向通道

　　“水質穩定達標的前提是摸清并實時掌握遼河流域的現狀。”遼寧省環境監測實驗中心的工作人員石敏介紹說。“十一五”以來，遼寧省環境監測實驗中心已經通過水質監測點位布設、樣品采集、水生態評級、業務化運行優化等，初步完成了“本土化”的遼河流域水生態監測工作。

　　據了解，在原有10座水質自動監測站的基礎上，遼寧省在省界斷面、主要河流的支流入河口新建了16座水質自動監測站。從2013年至今，部分干流斷面水質自動監測數據一直是跨界生態補償的重要依據，在遼河“摘帽”期間發揮著重要的預警作用。

　　石敏表示，“雖然自動監測站為遼河流域水生態監測奠定了基礎，但存在的問題是，大部分水環境管理模式主要以‘各自為政、條塊分割’方式為主。”行政轄區之間缺乏有效的溝通與交流，比如同一跨界斷面上、下游監測數據還不一致，流域信息管理平臺和預警信息發布制度更是缺乏統一。

　　“建立統一的水環境風險評估與預警技術平臺迫在眉睫。”石敏表示，而平臺建立的第一步便是系統的數據整合問題。

　　“整合也面臨重重困難，”石敏介紹說，不同時期建設的不同水站數據分布在不同平臺上，數據傳輸協議不統一。比如國控水站隸屬國家監管，省級難以采集接收，平臺不僅要實現環保部門內部的整合，對不同時期、不同公司、不同級別管理的水質自動監測站進行整合，還要橫向實現跨部門水質監測信息的整合。

　　為此，遼寧省環境監測實驗中心建設了多源數據整合軟件系統，包括采集端和接收端兩部分，制定了統一的數據采集傳輸協議，統一了數據采集傳輸要求。不同時期、不同公司都必須嚴格按照標準開展整合工作。

　　流域智能監管系統發揮七大方面作用

　　遼寧省環境監測實驗中心建立了統一的遼河流域水環境安全智能監管系統，主要包括環境安全日常防范動態管理系統、水環境風險分區系統、水環境重點行業風險源評估管理系統、水污染物排放總量監測網絡系統、水生態監測網絡系統等七大核心系統。

　　目前，這一系統涵蓋了遼河流域3750家污染源和507家風險源、例行監測斷面294個、自動監測站25個，以及相關業務信息和大量的監測數據。此外，還包括水污染物總量數據庫、水生態數據庫、水文數據庫、植被生態數據庫等12個專題數據庫。全省水環境質量監測數據量已達1T左右，預估每年將以數百G速度增長。

　　遼寧省環境監測實驗室工作人員王璐為記者重點介紹了水生態監測網絡系統。登錄系統，記者看到水質例行監測、水質自動監測、水質生物監測、“十一五”共性技術水生態監測與健康評價、業務化運行水生態監測與健康評價等模塊。具體點擊業務子模塊，可以看到水質、營養鹽、藻類、大型底棲動物等各類水要素數據。

　　“水生態監測網絡系統更強大功能在于分析能力。”王璐說，水生態監測網絡系統就像CT 掃描，24小時不停地監測、判斷，并據此開發建設了遼河流域水環境安全監測預警平臺。

　　據了解，水環境安全監測預警平臺預警模型主要有兩類，一類是基于頻次分析的預警模型，主要根據站點污染物歷年的監測數據推演運算；另一類是基于水質標準的臨界值，當某一站點某種污染物監測值接近臨界區間，系統便會進行報警。

　　比如，系統每天通過對長時間序列的水自動站監測數據進行頻度計算，建立了四級風險等級的預警閾值。當監測數據達到不同等級預警閾值時，系統就會提醒工作人員關注這一斷面上游污染源排放情況，并對下游水環境質量進行預警。“目前可以對整個遼河流域的斷面監測數據進行系統管理和分析。”王璐表示。

　　此外，水生態監測網絡系統還集成了水利部門的流量數據，改善了“重水質、輕總量”的管理模式。目前，水生態監測網絡系統可以分享和發布遼河流域水生態監測的研究成果，是相關部門進行動態監控與管理的網絡平臺。

　　實現突發事件預警和應急監測聯動

　　考慮到監測人員經常外出進行站點監測、設備維護等工作，而且不能在同一時間去多個站點，遼寧省環境監測實驗中心還研發了“遼寧在線水質風險實時預測與預警系統APP”。工作人員可以隨時隨地通過手機掌握水質狀況，查看水質自動監測站的動態水質類別、主要污染指標、濃度等監測數據。

　　據了解，除了可以監測外，手機預警系統能對監測數據進行預警模型分析，預測情況發展，明確危險事態發展的污染根源。當系統自動識別出水質超標或監測數據異常，系統會自動發送短信通知辦公人員，從而及時有效地降低不可預計的經濟損失。

　　在近兩年的運行期間，預警系統每周向遼寧省環保廳、遼河辦發送信息，每月提供跨界水質生態補償數據。在2013年“8·16”洪水期間，監控預警系統第一時間發現水質參數異常，通過分析洪水前后參數的變化，為管理部門及時準確地應急反應提供了技術支持。

　　此外，為了實現突發事件預警與應急監測聯動，遼寧省環保廳引進移動式水質監測車。這臺移動式水質監測車將所有高精尖自動監測設備全部集成在一臺車上，包括便攜式監測設備、輔助單元、數據傳輸端、中心控制端、GPS 衛星定位系統等，可以自動完成水質在線監測分析過程中采樣、留樣、分析、數據上傳等功能。

　　“整個自動監測可實現無人值守，所有監測項目能夠一小時得出監測數據，并經數據傳輸上傳至監測與評價網絡平臺，在平臺內可查詢實時監測數據與水質評價結果。”監測實驗中心相關工作人員介紹說。

　　目前，遼寧已經將移動式水質監測車納入遼河流域水生態監測網絡，并通過移動式水質監測車將遼河流域各個監測點位串聯在一起，真正形成一套完整的水生態監測網絡體系，實現對流域的全面監測。