西安市水质自动监测站在水环境保护中的应用影响评价

张鲜维

（西安市智慧环保综合指挥中心，陕西 西安 710021）

为了实现绿水青山就是金山银山的环保大计，实现“八水润西安”[1］的水生态文明建设[2］，西安开展河湖长制[3］以及智慧环保实时采集污染源数据、水环境质量数据等工作，在重要的河湖上建设44 个水质自动监测站，通过智慧环保平台对全市水环境动态监控，动态分析和动态管理，以地表水管控目标为基础，全面强化河流水质实时动态管控。

1 西安河流介绍

西安目前共有17 条河流和3 个湖泊，跨境的重要河流有渭河、泾河、沣河、石川河、清河；重要南山支流有黑河、涝河、滈河、潏河、浐河、灞河；重要城区河流有皂河、太平河、新河、幸福河、漕运河、护城河等；湖泊分别是昆明池、渼陂湖和汉城湖。

2 水质自动监测站情况

2.1 水站监测项目

自2018 年开始在境内14 条河流的入境水质断面、县区界水质断面、支流汇入干流处、河流重要管控监测断面处布设国标多参数水质自动监测站44 座，实时监测水环境常规五参数（水温、pH、浊度、溶解氧、电导率）以及化学需氧量、总磷、氨氮、高锰酸盐指数等9 项指标；在昆明池、渼陂湖布设两个浮标站，监测常规五参数以及化学需氧量、铵根离子、正磷酸盐、叶绿素、蓝绿藻等10 项指标，实现了西安地表水质实时监测全覆盖。

2.2 水站位置设定

44 个自动水质监测站分别为皂河7 个、泾河5 个、沣河5 个、灞河3 个、浐河3 个、渭河、清河、黑河、石川河和新河各2 个、滈河、太平峪河、涝河、潏河、护城河、临河、太平河、漕运明渠、汉城湖、昆明池和渼陂湖各1 个。

3 西安市水质分析

3.1 2021 年水质分析

表1 2019 年～2021 年度省控及以上河流水质评价结果表

21 项评价指标为：pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、石油类、酚、汞、铅、镉、阴离子表面活性剂、铬（六价）、氟化物、总磷、氰化物、硫化物、砷、化学需氧量、铜、锌、硒。

数据来源于陕西省生态环境厅和西安市生态环境局公布的环境质量状况，共监测市控及以上地表水断面43 个，除丈八沟断面水质超标外，其余42 个监测断面的水质均达到其功能区划分类别。监测结果表明，全市地表水系Ⅰ～Ⅲ类水质断面40 个，占93%；Ⅳ类水质断面3 个，占7%；无Ⅴ类及劣Ⅴ类水质。河流超标污染物为氨氮，出现在丈八沟监测断面，超标0.28 倍。

根据河流功能划分，将河流分为重要河流和城区河流，重要河流主要为自然径流，城区河流主要为引入生态水和经过处理达标排放的中水。

通过图1 西安市重要河流水质类别变化曲线和图2 西安市城区河流水质类别变化曲线，可以看出2021 年西安市河流水质在逐渐向好，尤其从9 月份开始，主要河流水环境质量明显提升，但是受9 月持续强降雨影响，对污水管网造成了一定的压力，城区河流水质出现了一定程度的波动，直至12月底，水质明显转好，所有断面全部达标。

图1 2021 年西安市重要河流水质变化曲线

图2 2021 年西安市城区河流水质变化曲线

3.2 水质同比变化

由于近年来，通过一系列水环境综合治理工程，水质得到了极大改善[4］，根据西安市生态环境局公布的环境质量状况显示，2021 年国省控断面水质同比提升转好的站点有5 个，改善率达到23.8%。通过图3，2019 年～2021 年水质类别统计得出，西安市水质呈现良好变化态势，水质整体提升，通过2021 年水质平均浓度监测表明，在省控及以上的河流中，均未出现Ⅴ类及劣Ⅴ类水。在2020 年和2021 年的水质监测中，连续两年黑河田峪口水质评价为Ⅰ类水；2021 年Ⅱ类水数量与上年持平；Ⅲ类水相比上年增加了62.5%，相比2019 年增加了160%；Ⅳ类水仅1 个，相比2019 年减少了80%。临河入渭口在2019 年评价为劣Ⅴ类水，在2020 年评价为Ⅴ类水，在2021 年提升为Ⅳ类水，这表明了西安市水生态环境在明显好转。

图3 2019 年～2021 年西安市省控及以上河流水质类别统计图

4 智慧平台水环境监测

4.1 水站运维

水质自动监测站按照国家地表水水质自动监测站运行维护管理实施细则（试行）进行运维，定期进行水站巡查、标液核查、线性核查、集成干预、加标回收、水样比对等工作。

4.2 水质自动监测数据情况

西安智慧环保平台水环境界面实时显示全市水体水质情况（见图4），水质自动监测站4 个小时监测一组数据，全天6组数据；浮标站每小时监测1 次，全天24 组数据，所有数据经过二级人工审核，确保数据的有效性和可靠性。

图4 西安智慧平台水环境界面

4.3 水环境分析

智慧平台水环境监测数据主要包括实时监测数据、自动有效数据、人工一级审核数据和人工二级审核数据，以人工二级审核数据为最终数据。

根据河流上下游水质监测断面指标浓度和时间关系绘制水质污染浓度曲线，从各指标浓度数值变化以及耦合分析各指标之间的关联性。在空间上，联合污水处理厂数据和排口信息分析外部污染物输入对水体影响；在时间上，通过统计水质污染异常时间段和和各时间段污超标次数，分析水质超标的高发时段，并预测污染浓度范围以及水体污染位置，其次考虑降雨对河道水环境的影响。

通过水质分析结果对水体进行现场检查，主要通过三方面进行，一是上游点位检查，检查水质监测站上游以及附近是否有污水厂溢流，排口是否有异常水流；二是面源检查，检查水体自身是否发黑发臭，以及水体表面是否有油污等其他现象，水体上游是否有施工，导致河道水体扰动；三是监测点位检查，检查监测点位采水口附近是否有异常污染。通过以上检查，全面排查水体异常情况。

5 水质自动监测站对水环境影响评价

通过智慧平台水质自动监测站的投入使用，结合西安水质监测数据得出，近年来西安河流水质持续向好发展。通过设定水质断面控制目标，结合上下游水质变化规律，汇总水质超标信息，应对突发水质污染情况，实现了对河流水质全面监测和管控。通过统计超标断面和次数，全面分析西安河流水质情况，对污染严重流域实施重点管控。智慧平台水环境监测的应用，通过高科技、高频次的监测手段可靠地掌握西安重要水体水环境状况，及时预警预报水质污染事故，大大提高了水环境监测管理的时效性，通过掌握污染水体的影响范围和发展趋势[5］，减少或避免对下游居民生活和工农业生产造成巨大损失，同时为管理部门提供决策依据，便于水环境全面管理。