辽河流域智能监管系统实现水环境安全监测分析预警

辽河流域是我国七大河流之一，在振兴东北老工业基地方面有着举足轻重的作用，形成了以石化、冶金、装备制造业为核心的产业集群。

但长期不合理开发导致资源破坏，尤其是工农业及生活污水大量涌入，使辽河流域生态环境恶化，成为我国重点治理的“三江三湖”之一。在2000年，甚至出现鱼虾绝迹等情况，多项指标达到劣五类标准。

“十一五”规划控制治理的中后期，辽河流域水质逐渐改善。2009年年末，实现辽河干流COD指标无劣Ⅴ类；2012年年底，辽河干流按地表水环境质量标准21项指标考核，达到了Ⅳ类水质标准。

如何让摘掉重污染帽子的辽河流域水质长期稳定达标？信息化时代，辽宁省环境监测实验中心在加强辽河流域水环境监控和预报预警方面进行了一系列探索、改进和创新。

自动监测打通横向纵向通道

“水质稳定达标的前提是摸清并实时掌握辽河流域的现状。”辽宁省环境监测实验中心的工作人员石敏介绍说。“十一五”以来，辽宁省环境监测实验中心已经通过水质监测点位布设、样品采集、水生态评级、业务化运行优化等，初步完成了“本土化”的辽河流域水生态监测工作。

据了解，在原有10座水质自动监测站的基础上，辽宁省在省界断面、主要河流的支流入河口新建了16座水质自动监测站。从2013年至今，部分干流断面水质自动监测数据一直是跨界生态补偿的重要依据，在辽河“摘帽”期间发挥着重要的预警作用。

石敏表示，“虽然自动监测站为辽河流域水生态监测奠定了基础，但存在的问题是，大部分水环境管理模式主要以‘各自为政、条块分割’方式为主。”行政辖区之间缺乏有效的沟通与交流，比如同一跨界断面上、下游监测数据还不一致，流域信息管理平台和预警信息发布制度更是缺乏统一。

“建立统一的水环境风险评估与预警技术平台迫在眉睫。”石敏表示，而平台建立的第一步便是系统的数据整合问题。

“整合也面临重重困难，”石敏介绍说，不同时期建设的不同水站数据分布在不同平台上，数据传输协议不统一。比如国控水站隶属国家监管，省级难以采集接收，平台不仅要实现环保部门内部的整合，对不同时期、不同公司、不同级别管理的水质自动监测站进行整合，还要横向实现跨部门水质监测信息的整合。

为此，辽宁省环境监测实验中心建设了多源数据整合软件系统，包括采集端和接收端两部分，制定了统一的数据采集传输协议，统一了数据采集传输要求。不同时期、不同公司都必须严格按照标准开展整合工作。

流域智能监管系统发挥七大方面作用

辽宁省环境监测实验中心建立了统一的辽河流域水环境安全智能监管系统，主要包括环境安全日常防范动态管理系统、水环境风险分区系统、水环境重点行业风险源评估管理系统、水污染物排放总量监测网络系统、水生态监测网络系统等七大核心系统。

目前，这一系统涵盖了辽河流域3750家污染源和507家风险源、例行监测断面294个、自动监测站25个，以及相关业务信息和大量的监测数据。此外，还包括水污染物总量数据库、水生态数据库、水文数据库、植被生态数据库等12个专题数据库。全省水环境质量监测数据量已达1T左右，预估每年将以数百G速度增长。

辽宁省环境监测实验室工作人员王璐为记者重点介绍了水生态监测网络系统。登录系统，记者看到水质例行监测、水质自动监测、水质生物监测、“十一五”共性技术水生态监测与健康评价、业务化运行水生态监测与健康评价等模块。具体点击业务子模块，可以看到水质、营养盐、藻类、大型底栖动物等各类水要素数据。

“水生态监测网络系统更强大功能在于分析能力。”王璐说，水生态监测网络系统就像CT扫描，24小时不停地监测、判断，并据此开发建设了辽河流域水环境安全监测预警平台。

据了解，水环境安全监测预警平台预警模型主要有两类，一类是基于频次分析的预警模型，主要根据站点污染物历年的监测数据推演运算；另一类是基于水质标准的临界值，当某一站点某种污染物监测值接近临界区间，系统便会进行报警。

比如，系统每天通过对长时间序列的水自动站监测数据进行频度计算，建立了四级风险等级的预警阈值。当监测数据达到不同等级预警阈值时，系统就会提醒工作人员关注这一断面上游污染源排放情况，并对下游水环境质量进行预警。“目前可以对整个辽河流域的断面监测数据进行系统管理和分析。”王璐表示。

此外，水生态监测网络系统还集成了水利部门的流量数据，改善了“重水质、轻总量”的管理模式。目前，水生态监测网络系统可以分享和发布辽河流域水生态监测的研究成果，是相关部门进行动态监控与管理的网络平台。

实现突发事件预警和应急监测联动

考虑到监测人员经常外出进行站点监测、设备维护等工作，而且不能在同一时间去多个站点，辽宁省环境监测实验中心还研发了“辽宁在线水质风险实时预测与预警系统APP”。工作人员可以随时随地通过手机掌握水质状况，查看水质自动监测站的动态水质类别、主要污染指标、浓度等监测数据。

据了解，除了可以监测外，手机预警系统能对监测数据进行预警模型分析，预测情况发展，明确危险事态发展的污染根源。当系统自动识别出水质超标或监测数据异常，系统会自动发送短信通知办公人员，从而及时有效地降低不可预计的经济损失。

在近两年的运行期间，预警系统每周向辽宁省环保厅、辽河办发送信息，每月提供跨界水质生态补偿数据。在2013年“8-16”洪水期间，监控预警系统第一时间发现水质参数异常，通过分析洪水前后参数的变化，为管理部门及时准确地应急反应提供了技术支持。

此外，为了实现突发事件预警与应急监测联动，辽宁省环保厅引进移动式水质监测车。这台移动式水质监测车将所有高精尖自动监测设备全部集成在一台车上，包括便携式监测设备、辅助单元、数据传输端、中心控制端、GPS卫星定位系统等，可以自动完成水质在线监测分析过程中采样、留样、分析、数据上传等功能。

“整个自动监测可实现无人值守，所有监测项目能够一小时得出监测数据，并经数据传输上传至监测与评价网络平台，在平台内可查询实时监测数据与水质评价结果。”监测实验中心相关工作人员介绍说。

目前，辽宁已经将移动式水质监测车纳入辽河流域水生态监测网络，并通过移动式水质监测车将辽河流域各个监测点位串联在一起，真正形成一套完整的水生态监测网络体系，实现对流域的全面监测。

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