若遼河某個(gè)監測點(diǎn)位水質(zhì)超標，監測人員的手機上就會(huì )收到一條通知短信；
打開(kāi)手機、電腦或ipad，在遼河流域水生態(tài)網(wǎng)絡(luò )平臺上輕點(diǎn)鼠標，每個(gè)自動(dòng)監測點(diǎn)位的實(shí)時(shí)三維畫(huà)面、各種監測數據以及精準的GPS定位就會(huì )立刻顯示在屏幕上；
一旦遇到突發(fā)性污染事故，裝載著(zhù)高精尖自動(dòng)監測設備的移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)會(huì )立刻開(kāi)赴“污染前線(xiàn)”，1小時(shí)得出監測結果，為管理部門(mén)決策提供科學(xué)依據……
為了讓摘掉重污染帽子的遼河流域水質(zhì)長(cháng)期穩定達標，遼寧省環(huán)境監測實(shí)驗中心依托水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“水專(zhuān)項”），緊密結合遼河流域重大治理行動(dòng)，實(shí)現了專(zhuān)項實(shí)施與技術(shù)創(chuàng )新、應用示范的結合，推進(jìn)了安全監控和風(fēng)險預警能力建設，在遼河流域水污染治理中發(fā)揮了重要科技支撐作用，提升了我省流域水環(huán)境風(fēng)險管理水平。
“遼河流域水環(huán)境安全監控與監測體系建設”是國家“十二五”水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項遼河流域水環(huán)境管理技術(shù)綜合示范項目下的課題三，編號2012ZX07505-003。課題承擔單位為遼寧省環(huán)境監測實(shí)驗中心，參加單位為中國科學(xué)院沈陽(yáng)計算技術(shù)研究所有限公司、遼寧大學(xué)、沈陽(yáng)建筑大學(xué)、中國科學(xué)院沈陽(yáng)應用生態(tài)研究所。
從河水斷流到水清魚(yú)蝦現
遼河流域是我國七大河流之一，由遼河、渾河、太子河三大水系構成，全長(cháng)1345千米，流域面積21.96平方千米。作為遼寧人的母親河，遼河流域在振興東北老工業(yè)基地方面有著(zhù)舉足輕重的作用。
遼河，曾經(jīng)水清景秀、碧波旖旎、物產(chǎn)豐富、帆檣蔽日。但在經(jīng)濟發(fā)展日新月異的大背景下，遼河流域演變?yōu)榻?jīng)濟較為發(fā)達的工業(yè)集聚區和都市密集區，形成了以石化、冶金、裝備制造業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群。
因為長(cháng)期的不合理開(kāi)發(fā)、資源破壞，尤其是工農業(yè)及生活污水大量涌入，導致遼河流域生態(tài)環(huán)境惡化，成為我國重點(diǎn)治理的“三江三湖”之一。甚至在2000年，曾出現魚(yú)蝦絕跡、水土流失甚至河水斷流的情況，多項指標達到劣五類(lèi)標準。
通過(guò)關(guān)閉數百家紙廠(chǎng)，建造近百家污水處理廠(chǎng)，“十一五”規劃控制治理的中后期，遼河流域水質(zhì)逐漸改善。
2009年末，實(shí)現遼河干流COD 指標無(wú)劣V類(lèi)；2010年，遼河干流COD指標持續好轉，43條支流消滅劣V類(lèi)水質(zhì)；2012年年底，遼河干流按地表水環(huán)境質(zhì)量標準21項指標考核，達到了Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標準。遼河烏水逐漸變清，魚(yú)蝦又現蹤影，提前摘掉了重度污染帽子。
水生態(tài)健康成遼河管理新目標
水質(zhì)達標之后，遼河水生態(tài)健康成為遼河流域環(huán)境管理的新目標。
所謂水生態(tài)健康，是指流域結構合理、功能健全，具有正常的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，對自然干擾的長(cháng)期效應具有抵抗力和恢復力，并能夠發(fā)揮其正常的生態(tài)環(huán)境效益，提供滿(mǎn)足自然和人類(lèi)需求的生態(tài)服務(wù)。
根據“十一五”國家共性技術(shù)成果，借鑒了國外相關(guān)研究，遼寧省環(huán)境監測實(shí)驗中心因地制宜，通過(guò)水質(zhì)監測點(diǎn)位布設、樣品采集、水生態(tài)評級、業(yè)務(wù)化運行優(yōu)化等四個(gè)部分，完成了“本土化”的遼河流域水生態(tài)監測工作。
截至目前，環(huán)境監測實(shí)驗中心共開(kāi)展鐵嶺清河凡河2次、沈陽(yáng)蒲河2次、遼河干流及渾太水系2次水生態(tài)監測，得到了13至15年間遼河流域的水生態(tài)健康狀況，初步形成示范區水生態(tài)健康監測與評價(jià)技術(shù)體系，并編寫(xiě)了遼河流域水生態(tài)監測技術(shù)指南。
新建16座水質(zhì)自動(dòng)監測站整合多頭數據到統一平臺
遼河流域的水質(zhì)變好了，近幾年的遼河水生態(tài)健康狀況也得到全面掌握，然而，如何確保遼河水質(zhì)長(cháng)期穩定達標？
新的問(wèn)題又出現了：水質(zhì)監測作為服務(wù)于遼河流域水質(zhì)監控與管理的最基礎性工作，任務(wù)量逐年翻倍，手工監測已無(wú)法滿(mǎn)足現階段的管理需求，而我省水質(zhì)自動(dòng)監測水平落后，又難以實(shí)現預警監控的現狀。
在“十二五”水專(zhuān)項中，我省設立了《遼河流域水環(huán)境安全監控與監測體系建設》課題。
想要探索建立適合于北方河流特點(diǎn)的、科學(xué)高效的遼河流域自動(dòng)監測網(wǎng)絡(luò )，統一水質(zhì)自動(dòng)監測站管理平臺是第一步。
截至目前，遼寧共在省界斷面、主要河流支流入河口新建16座水質(zhì)自動(dòng)監測站，其中12座為2012年省廳投資建設，4座為水專(zhuān)項資金投資建設。既有水質(zhì)自動(dòng)監測站10座，其中6座為國家投資建設，4座為大伙房水庫預警監控系統建設。
將這26個(gè)不同時(shí)期、不同公司、不同級別管理的水質(zhì)自動(dòng)監測站數據集成于一個(gè)平臺系統中，不但克服了“一頭管理，數出多處”的問(wèn)題，還實(shí)現了統一監控、統一分析，極大地提升了遼河流域水質(zhì)預警能力。
和水質(zhì)自動(dòng)監測站一樣需要統一的，還有對遼河流域環(huán)境進(jìn)行監控和管理的多個(gè)行政部門(mén)，比如水利部門(mén)、環(huán)保部門(mén)和水委等。
目前存在的問(wèn)題是，大部分水環(huán)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環(huán)保信息交流平臺，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(fā)布制度更是缺乏統一。
建立統一的水環(huán)境風(fēng)險評估與預警技術(shù)平臺迫在眉睫，我省亟待通過(guò)這個(gè)平臺實(shí)現遼河流域內水量、水質(zhì)、污染源等水環(huán)境信息的共享，最終有效提升遼河流域水環(huán)境安全監管能力。
遼河流域507家風(fēng)險源
實(shí)現全覆蓋風(fēng)險監控
遼寧省環(huán)境監測實(shí)驗中心通過(guò)一系列研究，終于建立了一個(gè)“數字化、信息化、智能化”統一的遼河流域水環(huán)境安全智能監管系統。該系統共有七大子系統，分別是環(huán)境安全日常防范動(dòng)態(tài)管理系統、水環(huán)境風(fēng)險分區系統、水環(huán)境重點(diǎn)行業(yè)風(fēng)險源評估管理系統、水污染物排放總量監測網(wǎng)絡(luò )系統、水生態(tài)監測網(wǎng)絡(luò )系統、水污染物總量減排績(jì)效評估與輔助決策支持系統和風(fēng)險實(shí)時(shí)預測與報警系統等核心系統。
登陸這個(gè)監管系統，監測人員可以根據污染源對河流斷面水質(zhì)的影響，更有針對性的進(jìn)行重點(diǎn)行業(yè)風(fēng)險源評估；可以通過(guò)水環(huán)境質(zhì)量變化來(lái)驗證流域、區域、控制單元水污染物總量減排效果，考核地方政府減排任務(wù)的完成情況；還可以通過(guò)利用歷年自動(dòng)站監測數據進(jìn)行統計分析，實(shí)時(shí)監測和預測事故的發(fā)展等等。
據介紹，目前該系統涵蓋了遼河流域3750家污染源和507家風(fēng)險源，例行監測斷面294個(gè)，自動(dòng)監測站26個(gè)，以及相關(guān)業(yè)務(wù)信息和大量的監測數據。還包括水污染物總量數據庫、水生態(tài)數據庫、水文數據庫、植被生態(tài)數據庫等12個(gè)專(zhuān)題數據庫。全省水環(huán)境質(zhì)量監測數據現在就已經(jīng)達到了1T左右，預估每年將以數百G速度增長(cháng)。
這套安全監管系統還申請國家發(fā)明專(zhuān)利3項，軟件著(zhù)作權3項，軟件產(chǎn)品登記3項。已經(jīng)在鐵嶺清河、凡河流域示范區，沈陽(yáng)蒲河流域示范區，遼河流域示范區實(shí)現了業(yè)務(wù)化運行，極大地提高遼河流域水環(huán)境管理效率和水環(huán)境綜合管理能力，節省了大量的人力、物力資源，得到了省、市各級相關(guān)環(huán)境保護管理部門(mén)的認可。
24小時(shí)CT掃描遼河水質(zhì)
水生態(tài)監測網(wǎng)絡(luò )系統，也叫遼河流域水生態(tài)網(wǎng)絡(luò )平臺，該平臺基于自動(dòng)監測技術(shù)、地理信息系統技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等，對遼河流域相關(guān)水生態(tài)信息進(jìn)行研究和分析后，將得出的成果數據及其模型，并在網(wǎng)絡(luò )中發(fā)布，以供相關(guān)用戶(hù)及其部門(mén)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控與查詢(xún)。
經(jīng)遼寧省環(huán)境監測實(shí)驗中心主管人員介紹說(shuō)，各種水環(huán)境信息和要素的展示僅是該平臺最基本的功能，其更強大的應用在于分析能力。
“就像CT掃描，系統24小時(shí)處于不停監測、判斷中”，該主管人員介紹，這個(gè)平臺每天可根據各地監測數據綜合判斷各地的水環(huán)境質(zhì)量狀況，采用四色預警模式對各地環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。
除綜合判斷和分析各地區水環(huán)境質(zhì)量外，這個(gè)平臺還可以對各種單項指標進(jìn)行查看，如單獨分析某地高錳酸鹽指數變化情況、氨氮排放情況，還可預警其變化和排放趨勢。
通過(guò)手機實(shí)時(shí)監控
水質(zhì)超標發(fā)短信
與“十一五”期間不同，“十二五”期間的水環(huán)境安全預警技術(shù)體系應該更側重非點(diǎn)源污染和突發(fā)性污染事件，并針對水體的不同使用功能來(lái)開(kāi)展預警研究。同時(shí)，預警內容也面臨著(zhù)由“水質(zhì)”向“水生態(tài)”的轉變，預警技術(shù)也需要進(jìn)行一系列的深化、研發(fā)與完善。
根據“十一五”污染源在線(xiàn)監測預警技術(shù)和遼河流域水環(huán)境功能分區的研究成果，結合遼河流域斷面在線(xiàn)監測自動(dòng)站的采樣數據，遼寧省環(huán)境監測還建立了一種確定斷面水質(zhì)安全監測預警閾值的方法，并以此為基礎構建遼河流域水環(huán)境安全質(zhì)量預警體系。
該體系的建立便于監測人員及時(shí)通過(guò)在線(xiàn)監測數據了解流域的水環(huán)境安全狀況，實(shí)現流域監測數據的實(shí)時(shí)預警，有利于決策人員對流域水環(huán)境質(zhì)量的動(dòng)態(tài)管理，為水環(huán)境管理由事故發(fā)生后的處理向事故發(fā)生前的風(fēng)險管理轉變提供技術(shù)支撐。
在發(fā)展硬件設施的同時(shí)，還對自動(dòng)監測站建立了科學(xué)安全的管理模式，比如實(shí)行持證上崗考核制度、周報上報等制度。
考慮到監測人員經(jīng)常外出進(jìn)行站點(diǎn)監測、設備維護等工作，而且不能在同一時(shí)間去多個(gè)站點(diǎn)，遼寧省環(huán)境監測實(shí)驗中心還研發(fā)了“遼寧在線(xiàn)水質(zhì)風(fēng)險實(shí)時(shí)預測與預警系統app”。
這個(gè)軟件不受辦公時(shí)間和地點(diǎn)的限制，工作人員可以隨時(shí)隨地通過(guò)手機，查看水質(zhì)自動(dòng)監測站的動(dòng)態(tài)水質(zhì)類(lèi)別、主要污染指標、濃度等監測數據，第一時(shí)間掌握水質(zhì)狀況。
手機預警系統能對監測數據進(jìn)行預警模型分析，預測情況發(fā)展，明確危險事態(tài)發(fā)展的污染根源。當系統自動(dòng)識別出水質(zhì)超標或者監測數據異常的時(shí)候，系統還會(huì )自動(dòng)發(fā)送短信報警來(lái)通知辦公人員該自動(dòng)監測站監測情況，從而及時(shí)有效的提前防范和采取治理措施來(lái)降低不可預計的經(jīng)濟損失。
在近兩年的運行期間，預警系統每周向省廳領(lǐng)導、遼河辦發(fā)送信息，每月提供跨界水質(zhì)生態(tài)補償數據。
在2014年“8·16洪水”期間，監控預警系統第一時(shí)間發(fā)現水質(zhì)參數異常，通過(guò)分析洪水前后參數的變化，為管理部門(mén)及時(shí)準確地應急反應提供了技術(shù)支持。
移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)
1小時(shí)出數據
可應對突發(fā)污染
固定的水質(zhì)自動(dòng)監測站加上手工實(shí)驗室監測分析的“標配”雖然可以做到實(shí)時(shí)監測、數據全面、及時(shí)上傳，但難免時(shí)效性和靈活性較差。一旦遇到突發(fā)性污染事故，能夠“移動(dòng)”起來(lái)的監測系統將更有優(yōu)勢。目前，我省就擁有這樣一臺移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)。
這臺移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)將所有高精尖自動(dòng)監測設備全部集成在一臺車(chē)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 衛星定位系統等等，可以自動(dòng)完成水質(zhì)在線(xiàn)監測分析過(guò)程中采樣、留樣、分析、數據上傳等功能。
整個(gè)自動(dòng)監測可實(shí)現無(wú)人值守，所有監測項目能夠一小時(shí)得出監測數據，并經(jīng)數據傳輸上傳至監測與評價(jià)網(wǎng)絡(luò )平臺，在平臺內可查詢(xún)實(shí)時(shí)監測數據與水質(zhì)評價(jià)結果。
對理化指標進(jìn)行監測的同時(shí)，車(chē)載式自動(dòng)監測車(chē)內設置的車(chē)載實(shí)驗室，也能夠分析、確定藻類(lèi)樣品和大型底棲動(dòng)物樣品的種類(lèi)及數目，并對得出的數據進(jìn)行處理，通過(guò)計算得出評級指標。
移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)作為水質(zhì)監測體系中不可缺少的一環(huán)，主要用于發(fā)生突發(fā)性污染后的應急移動(dòng)監測和平時(shí)的周期性水質(zhì)安全巡檢，即可以統籌分析該水域的總體狀況，及時(shí)制定相應的處理方案，也能通過(guò)移動(dòng)式監測掌握某一水域全面的水質(zhì)狀況。
目前，我省已經(jīng)將移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)納入遼河流域水生態(tài)監測網(wǎng)絡(luò )，并通過(guò)移動(dòng)式水質(zhì)監測車(chē)將遼河流域各個(gè)監測點(diǎn)位串聯(lián)在一起，真正形成一套完整的水生態(tài)監測網(wǎng)絡(luò )體系，實(shí)現對流域的全面監測。
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