【摘要】 水质水量在线自动监测技术具有监测自动化、水污染预警预报、互访共享功能，其工作系统由信息采集、信息传输、信息管理和信息服务四部分组成。重点对自动监测系统的工作流程、工艺原理、采样装置、质量保证与控制等进行了分析研究，并提出了自动监测系统的质量保证和站点建设应具备的条件。
　　【关键词】 水质自动监测 系统功能 原理 质量控制
　　
　　前言
　　
　　水质水量在线自动监测系统(WPMS)是一套以水质分析仪器及仪表为核心，以防止水污染和远程监视控制实现全流域水环境综合评价为最终目的，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。通过WPMS可以对地表水的水环境质量及污染趋势进行在线检测，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源，从而为管理决策服务。
　　水质水量在线自动监测在国外起步较早，我国始于二十世纪末期，在水质水量自动监测、移动快速分析等预警预报体系建设方面处在探索阶段。目前所用的自动化监测系统多为国外进口设备，现以泉州北渠监测站采用德国科泽公司（KUNTZE）技术建设的全省水利系统第一个可同时对水质水量进行实时监测的系统为例作介绍。
　　
　　一 系统功能
　　
　　水质水量在线自动监测系统的主要功能是对所监控的参数进行在线测量和同步分析。分析数据由现场计算机收集、存储、处理，并能通过远程传输，迅速送达上一级数据管理中心。数据管理中心综合分析数据，进行判断统计和评价，整理并形成各类报表，然后通过中心局域网将结果传至各有关部门，以便采取相应对策。
　　
　　1．实现监测自动化
　　德国科泽在线水质分析仪（包括德国K301COD在线高锰酸盐指数分析仪、德国K201NH4-N在线氨氮分析仪、德国K201TP-TN在线总磷总氮分析仪和德国常规五参仪K100系列等），具有最佳现场使用效果，可以对水质水量进行自动、连续监测，数据远程自动传输，随时查询所设站点的水质数据。其先进性体现在中心站可以实时显示现场数据。
　　
　　2．实现水污染的预警预报
　　水质水量自动监测一改过去总在事后才能向有关部门提供水质信息的被动局面，实现了水质发生恶化时仪器自动报警或响应，对晋江流域下游发出水质污染的预警预报，防患未然。
　　
　　3．实现水质水量水文信息在线查询和共享
　　水质水量自动监测系统可实现水质水量水文信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印等，随时实现各单位之间水质信息的互访共享，实现全流域水环境综合评价，可迅速为领导决策提供科学依据。
　　
　　二 系统组成及质量控制
　　
　　水质水量自动监测系统是在晋江流域设置龙门滩监测站，山美监测站，金鸡监测站，北渠监测站和南渠监测站等5个连续自动监测子站，由水利局控制中心（中心站）控制5个固定监测子站，随时对流域内的水质污染状况进行连续自动监测，形成一个连续自动监测系统。
　　子站由输配水管网、水质分析仪器及仪表、电气自动控制、网络通讯及辅助设施等组成，子站系统对于断电、断水等意外事件具有智能诊断、自动保护及自动恢复功能。各子站的工作是长年连续运行的。中心站是各子站的网络指挥中心，又是信息数据中心，它配有功能齐全、存贮容量大的计算机系统，由通信联络设备及数据显示、分析、传输和接收的管理软件构成。中心站的主要功能：数据通信、实时数据库、报警、安全管理、数据打印，中心站可通过子站控制单元，实时远程监视及控制。中心站的工作一般是间歇式的。
　　自动监测系统在正常运行时一般不需要人的参与，而是在电脑的自动控制下进行工作。其基本监测项目包括水温（T）、PH、溶解氧（DO）、电导率、浊度（SS）五项物理参数的测量及高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、氨氮（NH4-N）化学参数的分析测量以及水温、流速、水位、流量等4个水文参数的测量。
　　
　　1．水质在线监测系统的工作流程
　　
　　原水由自吸泵提升后，分三路：一路进入物理参数测量仪表（四参数）进行检测；另一路经预处理后供给水质参数分析仪表如：高锰酸盐指数(CODMn)、总磷（TP）、氨氮（NH4-N）、进行分析测量，还有一路提供给水文四参数的监测。其所有测量值实时传输给基站电脑存储并向上一级（中心站）传输，见上图2-1水质在线监测系统工作流程图。
　　
　　2．水质在线自动监测站的工艺原理
　　
　　（1）吸泵吸水口处外包10目的不锈钢滤网，以阻拦可能堵塞潜水泵的杂物，并每天定时用压缩空气对滤网进行反吹冲洗。
　　（2）原水由自吸泵抽取河流水表层以下0.5～1.0m处的水样作为分析、测试水样，同时保证泵距离水底至少有1米的距离。
　　（3）抽取后的水分三路：一路提供水文四参数的测量用水，另一路通过管网直接进入Y型三通电极支架，供pH仪、DO(溶解氧)仪、CM（电导率）仪、TEM（温度）仪进行测量；第三路进入沉砂分离器，浊度测量电极安装在沉砂分离器内，供SS（浊度）仪进行测量。
　　（4）水样进入沉砂分离器后，经过泥水分离，泥砂等一些比重大的杂质下沉，从沉砂分离器下端的排放口处被连续排掉。澄清后的水由增压泵抽取进入河流水专用预处理系统（KL预处理系统）。
　　（5）KL预处理系统能过滤掉粒径大于50μm（微米）的杂质，其出水供高锰酸钾盐指数(CODMn)分析仪表、总磷（TP）分析仪表测量；七孔过滤器能过滤掉粒径大于1μm（微米）的杂质，在隔膜泵产生的负压作用下，水样经七孔过滤器过滤，进入氨氮（NH4-N）分析仪表测量。
　　（6）KL预处理系统配备空气自动反吹装置，通过PLC定时对KL预处理的滤芯进行高压空气反吹。
　　（7）CODMn分析仪表有纯水自动制取装置，用于CODMn分析仪表测量结束后仪表内部测量装置的清洗。
　　（8）CODMn、NH4-N、TP 分析仪表的测量废液进入废液收集箱，由废液泵泵入生化处理池中进行处理后排放。
　　
　　3．水质在线自动监测系统的采样装置