浙江省地表水环境自动监测技术规范1022定稿X.docx
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浙江省地表水环境自动监测技术规范1022定稿X
浙江省地表水环境自动
监测技术标准
浙江省环境保护厅
前言
为贯彻?
中华人民共和国环境保护法?
、?
中华人民共和国水污染防治法?
，?
浙江省跨行政区域河流交接断面水质监测和保护方法?
、?
浙江省饮用水水源保护条例?
，保护地表水环境，保障人体安康，加强环境管理，制定本标准。
本标准规定了地表水环境自动监测系统建立、验收、运行和维护等方面的技术要求。
本标准由浙江省环境保护厅组织制订。
本标准主要起草单位：
浙江省环境监测中心。
本标准自2021年1月1日起施行。
本标准由浙江省环境保护厅解释。
浙江省地表水环境自动监测技术标准
1适用范围
本标准规定了地表水环境自动监测系统建立、验收、运行和维护等方面的技术要求。
本标准适用于浙江省内各级环境监测部门及自动监测系统建立、验收、运行和维护单位对地表水环境进展自动监测的活动。
2标准性引用文件
本标准内容引用了以下文件中的条款。
但凡不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB3838-2002地表水环境质量标准
GB6920-86水质pH值的测定玻璃电极法
GB7479-87水质铵的测定纳氏试剂比色法
GB11892-89水质高锰酸盐指数的测定
GB11913-89水质溶解氧的测定电化学探头法
GB11893-89水质总磷的测定钼酸铵分光光度法
GB11894-89水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法
GB13193-91水质总有机碳的测定非色散红外线吸收法
GB50011-2001建筑抗震设计标准
GB50015-2003建筑给水排水设计标准
GB50016-2006建筑设计防火标准
GB50096-1999住宅建筑设计标准
GB50343-2021建筑物电子信息系统防雷技术标准
HJ/T96-2003pH水质自动分析仪技术要求
HJ/T97-2003电导率水质自动分析仪技术要求
HJ/T98-2003浊度水质自动分析仪技术要求
HJ/T99-2003溶解氧〔DO〕水质自动分析仪技术要求
HJ/T100-2003高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求
HJ/T101-2003氨氮水质自动分析仪技术要求
HJ/T102-2003总氮水质自动分析仪技术要求
HJ/T103-2003总磷水质自动分析仪技术要求
HJ/T104-2003总有机碳水质自动分析仪技术要求
JGJ91-93科学实验室建筑设计标准
JGJ/T16-92民用电气设计标准
SL337-2006声学多普勒流量测验标准
ISO11348-3水质测定——水样对于发光细菌的抑制效应测定
3术语和定义
以下术语和定义适用于本标准。
交接断面
是指两行政区交接的河段上设置的监测断面，包括省界、市界、县界交接断面等。
3.2饮用水源地
是指提供城镇居民生活及公共效劳用水取水工程的地表水源地，包括河流、湖泊、水库、等。
3.3自动监测系统
自动监测系统由浙江省环境监测中心、市县环境监测站、自动监测站和传输网络组成。
自动监测站
简称自动站，是由站房单元、采水单元、配水单元、水质分析单元、断面流量测定单元、辅助单元、数据采集和控制单元、现场监控和数据传输单元等组成。
浙江省内地表水环境自动监测站主要包括地表水交接断面自动监测站和饮用水源地水质自动监测站。
3.5市县环境监测站
简称监测站，负责运行和维护自动站的市县级环境监测机构，主要从事水质自动监测站日常运行、维护、数据管理与审核、监测报告上报等工作。
五参数
是指水温、pH、溶解氧、电导率和浊度。
4自动监测站点、监测工程及监测频次
4.1监测站点
4.1.1选址根本原那么
自动监测站点位置确实定应综合考虑水质代表性、建站条件、采水条件等因素。
选址根本原那么如下：
a〕水质的代表性；b〕站址的便利性和建站的经济性；c〕采水的可行性；d〕监测的长期性；e〕系统的平安性和运行的经济性。
自动监测站点确实定程序，参见附录A。
4.1.2水质代表性
a〕一般要求
根据监测目的和断面功能，确定水质代表性，监测的结果能代表监测水体的水质状况和变化趋势。
监测断面一般选择在水质分布均匀，流速稳定的平直河段上；必要时应在选定点位前进展拟选点位取样分析和流速测定。
监测断面距上游支流集合处或排污口的间隔不少于1千米，尽可能选择在原有的常规监测断面上，以保证监测数据的连续性。
b〕功能断面要求
根据环境管理需要，自动站按其功能不同设置在交接断面、饮用水源地和入海口断面。
各功能断面设置时应遵循不同的要求，以保证监测断面的水质具有代表性。
①交接断面自动站
交接断面应选择在两行政区交界限下游第一个市、县、镇的上游。
断面至交界限之间不应有排污口，能客观地反映上游地区流入下游地区的水质状况。
假设交界限下游不具备建站条件时，亦可选择在上游靠近交界限的断面，且在监测断面至交界限之间没有排污口。
②饮用水源地水质自动站
为评价饮用水源地的水质现状和变化趋势，进展水质预警而设置的自动站。
其监测断面应尽可能靠近饮用水源取水口附近。
③入海口自动站
入海口断面位置应尽可能设置在靠近河流入海洋，且根本不受潮汐的影响处；断面应在靠近入海口的市镇的下游，不应设置在市镇的上游；入海口断面假设受海洋潮汐影响时，需要保证水中的氯离子的浓度符合仪器的要求，否那么不具备建站条件。
监测站点岸边的地理地质条件应合适建站，具备土地、水电、通讯等根底条件：
a〕站房用地应符合建立工程用地相关政策；
b〕有可靠的电力保证且电压稳定；
c〕具有自来水或其他方式供给的合格用水，水质符合生活用水要求；
d〕能敷设光纤传输数据，且通讯线路质量符合数据传输要求；
e〕断面常年有水，具有比拟稳定的水深和河流宽度；断面不受城市、农村、水利等建立的影响，保证系统长期运行；
f〕自动站周围环境条件平安、可靠，便于监测站日常运行和维护。
4.1.4采水条件
为了尽可能减少采水口局限性对水质自动监测结果的影响，保证采水设施的平安和维护的方便，采水口位置应满足以下条件：
a〕采水口水质与该断面平均水质的误差不得大于10%，在不影响航道运行的前提下采水点尽量靠近主航道；
b〕采水口位置一般应设在河流凸岸〔冲刷岸〕，不能设在河流〔湖库〕的漫滩处，避开湍流和容易造成淤积的部位，丰、枯水期离河岸的间隔不得小于10米；
c〕河流采水口保证水力交换良好，不能设在死水区、缓流区、回流区；
d〕采水口距站房不超过100米，枯水期不超过150米，且便于铺设管线及保温设施；
e〕采水点设在水下0.5～1米范围内，但应防止河底淤泥对采水水质的影响；
f〕采水点最大流速应低于3米/秒，有利于采水设施的建立和运行。
4.2监测工程
根据环境管理需要、监测目的、水质污染状况和仪器的适用性能，选择自动监测工程。
a〕地表水自动监测的根本参数包括五参数、高锰酸盐指数〔或总有机碳〕、氨氮、总磷及总氮，入海、入湖库河流及湖水质监测增加叶绿素a。
根据当地的污染特征，还可选择硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、挥发酚、氟化物、生物毒性、挥发性有机污染物以及重金属等工程。
b〕根据监测目的，选择增加工程，如水位、流量和流向等。
c〕根据仪器的适用性能选定。
成熟可靠的监测仪器是选择监测工程的根本条件，仪器不成熟或其性能指标不能满足当地水质条件的工程不应作为自动监测工程。
d〕对受水质条件限制，只能应用总有机碳、紫外吸收法等仪器监测水中高锰酸盐指数或化学需氧量的自动站，换算系数可按如下方法计算：
比照实验应提供不少于20对的数据，一般可采用1天1对数据的方法，根据两种方法测定的结果计算其相关系数。
相关系数良好时，可以采用通过转换系数来表征另一种方法的监测结果。
4.3监测频次
监测频次可根据监测仪器对每个样品的分析周期来确定，最低监测频次应满足环境管理和水质分析的需要。
在污染事故阶段或水质有明显变化期间可设置较高的监测频率。
在以上条件允许时，充分考虑水质自动站运行的经济性和系统实际运行情况，监测频次通常设置为每4小时监测一次〔即每天6组监测数据〕，当发现水质状况明显变化或发生污染事故期间，应将监测频率调整为每小时一次。
能连续监测的工程〔如五参数〕可实时采集数据。
5自动监测系统
5.1站房单元
站房单元包括站房和外部保障条件。
站房一般应为永久性建筑，面积80-120m2为宜，由仪器间、辅助间和实验间组成。
外部保障条件是指引入清洁水，通电、通讯和开通道路，平整、绿化和固化站房所辖范围的土地。
仪器间使用面积以满足仪器设备安装及保证操作人员方便地操作和维修仪器设备为原那么，一般不小于40m2。
辅助间和实验间的使用面积以操作和管理人员实际所需确定。
5根据
站房建筑设计参照GB50096-1999、JGJ91-93、GB50011-2001、GB50015-2003、JGJT16-92、GB50016-2006、GB50343-2004中的相应要求。
5
a〕站房周围应该有雨水疏通渠道，具备防雨、防虫、防尘、防电磁波干扰的相应措施；
b〕充分考虑洪水对监测站房的影响，站房地面标高可以抵御50年一遇的洪水；
c〕根据当地抗震设防烈度对站房进展抗震设计；站房安装防雷设施，具备良好的接地，接地电阻符合防雷标准要求；
d〕；
e〕室内装备来电自启空调设备、除湿设备；仪器间的室内温度一般应当保持在5-30℃，相对湿度保持在80%以下，同时防止阳光直射仪器；
g〕仪器间室内地面铺设防水、防滑地面砖，并在所需位置设置地漏；
h〕实验间设有实验工作台，备有上下水、洗手池等；
i〕站房，配置专用动力配电箱。
5.2采水单元
5.2.1根本要求
采水单元的功能是在任何情况下确保将采水点的水样引至站房仪器间内，并满足配水单元和水质分析仪器的需要。
采水单元一般包括采水构筑物、采水泵、采水管道、清洗配套装置和保温配套装置。
5.2.2技术要求
a〕采用潜水泵或自吸泵，双管路设计，一用一备。
在控制系统中设置自动诊断泵故障及自动切换泵功能；
b〕采水单元设计采用连续或间歇可调节工作方式；除非特殊需要，一般采用间歇工作方式；
c〕采水单元不能明显影响样品监测工程的测试结果。
排水点须设在样品水的采水点下游10米以上的位置；
d〕采水单元应当具备较长平均无故障工作时间，确保水质自动监测系统的数据捕获率到达相关要求；
e〕采水单元需要设计并制作必要的保温、防冻、防压、防淤、防撞、防盗措施，并对采水设备和设施进展必要的固定；
f〕采水单元设置采水单元清洗和防藻功能。
但是，应防止使用化学清洗时对环境造成污染；
g〕采水单元可以在停电时自我保护，再次通电时自动恢复。
5.2.3设备及材料要求
a〕在采水泵的选型上应确保扬程、流量满足配水单元的要求；
b〕选用平均无故障工作时间较长，泵体材质巩固耐用，可以适用在多种水体中的采水泵；
c〕采水管路的材质具有极好的化学稳定性，以防止污染所采样品；
d〕采水管路具有足够的强度，可以承受内压和外载荷，且使用年限长，性能可靠，施工方便。
5.2.4其他要求
a〕保温
减少环境温度对水样的影响。
一般应根据保温层材料、保护层材料以及不同的条件和要求，选择不同的保温构造。
通常选择有一定的机械强度，构造简单，施工方便，易于维修，外外表整洁美观，材料、厚度、外保护层相对经济的保温构造。
用于水质自动站应特别考虑保温材料的防水问题；
b〕防压
对于埋地的采水管道，硬管可直埋，但软管那么应加装硬质保护套管；直埋采水管道或套管的管顶埋深，或复土深度，在有地面车辆载荷时应大于米，一般情况也应不小于米。
c〕防淤、防藻
确保采水管道敷设平滑并具有一定坡向，尽可能减少弯头数量，防止管道内部存水。
在计算采水水量和采水管道管径时应考虑水样在管道内部的流速，防止对管壁形成冲刷作用，可以到达防淤、防藻的效果。
在系统设计时，还应考虑设置反冲洗装置，并采用一定的化学清洗功能，以防止淤泥以及藻类的形成和生长，必要时宜增加一些机械辅助清洗功能。
但应注意防止化学清洗对环境造成二次污染。
5.3配水单元
5.3.1根本要求
配水单元是将采水单元采集到的样品根据所有分析仪器和设备的用水水质、水压和水量的要求分配到各个分析单元和相应设备，并采取必要的清洗、保障措施以确保系统长周期运转。
配水单元一般分为流量和压力调节、预处理及系统清洗三个局部。
5.3.2技术要求
a〕常规五参数的传感器应安装在水质预处理前，应防止水流流速对溶解氧测定和对浊度测定的影响。
b〕流量和压力调节
配水单元应当可以通过对流量和压力的调配，满足所选用仪器和设备对样品水流量和压力的详细要求。
c〕预处理
①配水单元应尽可能满足标准分析方法中对样品的预处理要求。
②为了减少泥沙的影响，可设立沉淀池以减少对测定结果的影响。
沉淀池中不应存在死水局部，应具有良好的水力交换，水力停留时间应小于10分钟。
③配水单元可以在不违犯标准分析方法的情况下根据不同仪器采取恰当的过滤措施。
d〕系统清洗
配水单元应当具备比拟方便的自动或人工清洗条件和除藻功能。
该功能应当可以普及全部系统管路和相关设备，但不能损害仪器和设备，不能对分析结果构成影响。
5.4水质分析单元
5.4.1根本要求
水质分析单元是自动监测站的核心局部，由满足各监测工程要求的自动分析仪器及辅助设备组成。
辅助设备包括：
过滤器、自动进样装置、自动清洗装置、冷却水循环装置、清洁水制备装置等。
根据仪器运行的要求，选配或加装所需的辅助设备。
仪器类型的选择原那么为仪器测定范围满足水质分析要求，测定结果与标准方法一致；仪器构造合理，性能稳定；运行本钱合理，维护量少，维护本钱低；二次污染少。
5.4.2技术要求
a〕原理要求
检测方法符合GB3838-2002中所列的方法或其他等效分析方法。
b〕根本功能
●显示方式：
LCD数字显示或其他现场显示方式
●输出：
4～20mA
●电源开/关控制功能
●根本参数储存功能
●自动清洗与标定功能
●状态值查询功能
●故障自动报警及故障诊断功能
●异常值自动报警功能
●断电保护和自动恢复功能〔上电后仪器的运行参数设置不变〕
●可自动连续或间歇式检测，可根据需要设定监测频次
●抗电磁干扰〔EMC〕才能
●密封防护箱体及防潮功能
●双向数据传输功能等
5.4.3工程选择
参见4.2。
5.4.4性能指标
pH、电导率、浊度、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、总有机碳水质自动分析仪的性能指标分别参照HJ/T96、HJ/T97、HJ/T98、HJ/T99、HJ/T100、HJ/T101、HJ/T102、HJ/T103和HJ/T104。
其他尚没有标准规定的水质自动监测仪器性能指标，参照相关国家环境保护标准中的实验室分析方法执行，以保证监测数据的真实有效。
局部水质自动监测工程的性能指标，参见附录B。
5.5断面流量测定单元
5.5.1根本要求
断面流量测定单元是实现水质水量实时监控和同步监测的重要组成局部。
利用声学多普勒原理测流应满足SL337-2006的要求。
流量测定一般选用固定式声学多普勒测流仪，其分为程度式和垂直式两种。
由于垂直式安装工作量大、难维护，浙江省内选用程度式声学多普勒测流仪。
在此根底上，应根据所测断面的河宽、水深、流速和含沙量等情况选用适宜的测硫仪。
仪器安装位置合理，性能稳定，指标流速与断面流速相关关系良好、稳定；日常流量比测方便，维护本钱低。
传感器外表没有凹槽、花边、裂痕或者蜕皮等；I/O连接头和I/O电缆接触良好；信号线、电源线的连接处必须严密防水。
5.5.2技术要求
a〕推荐频率
断面宽度从十几米至数百米不等。
根据断面实际宽度结合测流仪的实际有效测量范围，选择不同频率的测流仪：
①断面宽度在40米以下，选择频率为1～1.2MHz的测流仪；
②断面宽度在40-160米，选择频率为500～600kHz的测流仪；
③断面宽度在160米以上，选择频率为150～300kHz的测流仪。
b〕安装地点
仪器必须安装在河流中的硬体上，如栈桥、河岸或其它固定建筑物侧壁上。
硬体的构造必须巩固，稳定，没有沉降或长时间不会移位。
硬体对河流通航无影响，且不受风浪潮涌影响。
为防止仪器被漂浮物撞击，应设置防撞杆。
为保证率定后测流结果的有效性和一致性，应保护河床大断面不受人为破坏，使河床大断面根本不变。
当水位及断面形状发生明显变化时，必须重新进展率定。
c〕定位
为方便设备的安装维护，仪器的安装基座设计考虑可升降，防止水下作业。
仪器的安装高度尽量满足以下根本原那么：
①使其大致位于历年断面平均水位的60%处；②安装位置在历史最枯水位之下保持一定间隔，以防止传感器外表放在太阳底下暴晒，会导致传感器外表产生裂痕；③高于河底的淤积层，防止仪器被掩埋。
d〕防雷和数据传输
测流仪安装在野外并浸泡在水中，易被雷击，因此，要求防雷措施完善，确保仪器平安。
数据传输电缆须从测流仪安装位置铺设到水站系统工控机位置，要求传输稳定。
单元
5.6.1应急采样
系统装备自动采样器，可实现突发事件自动采样，定时采样等多种方式采样。
采样器应具有设置、显示、控制信号输出、信号采集和数据存储功能；具有设定、校对、时间显示功能；具有远程启动、远程设置和手动控制功能；具有定时、时间等比例、流量等比例、液位等比例和远程控制等采样形式；不具有流量计量功能的应装备与流量计连接的接口；采样瓶为惰性材质制成；具有保存采样记录、故障信息和样品保存温度超标报警信息等功能；具有空气反吹、自动清洗功能。
5.6.2防雷
防雷单元需委托有相关资质的公司进展设计和施工，防雷须根据水系统所在位置的气象、土壤等因素进展设计，防雷设施建立完成后需经过当地防雷主管部门检测、验收。
系统配置全面的防雷措施，其中站房防雷由基建单位完成，防雷器和通讯线路防雷器采用优质防雷模块，有效防止雷击对系统造成的损坏。
5.6.3视频监控
视频监控主要用于监视监测仪器的工作状态、人员的进出情况、取水口和水面情况。
在每个站位配置三台摄像机和一套视频传输处理设备，一台安装在取水口，监视取水口及水面情况；一台安装在设备间，监视仪器工作情况；一台安装在站房出入口，监视站房平安及人员的进出情况。
同时，视频应该能远程传输，在远程控制中心通过视频控制解码器将数字视频信号复原成模拟视频号，再在大屏及监视器上显示，这样工作人员可以看到一个大画面、多彩色、高亮度、高分辨率的视频图像，方便监控。
5.6.4其他
a〕配置UPS不连续电源，其功率至少能完成系统一次分析流程；
b〕根据需要配置相应的空气压缩系统。
5.7数据采集和控制单元
水质自动监测子站的数据采集和控制单元具有系统控制、数据采集与存储以及远程通信功能。
5.7.1根本要求
a〕对采水、配水、管路清洗等单元以及仪器的校准和同步启动等工作形式进展自动控制，并对故障或异常事件进展处理。
b〕对仪器的分析结果进展采集、处理和存储。
c〕与仪器间通信推荐采用基于RS485的现场总线方式，并采用开放的通信协议。
d〕数据采集与传输应完好、准确、可靠，采集值与仪器测量值误差不大于仪器量程的1%。
5.7.2系统控制
a〕可现场或远程对系统设置连续或间歇的运行形式。
b〕控制系统应能对仪器进展一些根本功能的控制，如待机控制、工作形式控制、校准控制、清洗控制，停水保护等。
c〕应在满足现场控制点的根底上具有10%以上的备用控制点，以备日后控制单元的修改和晋级。
d〕断电、断水或设备故障时的平安保护性操作。
e〕具备自动启动和自动恢复功能。
f〕断电后可继续工作时间≥12小时。
5.7.3数据采集与存储
数据采集和控制单元应同时具备数据存储才能，可作为现场数据传输的备用设备，在现场监控和数据传输单元无法正常工作时，应能保证历史数据的正常传输。
a〕具备16通道以上模拟量采集功能，并具有可扩展性。
b〕数据采集精度：
≥16bit，采集频率：
≥1Hz。
c〕断电后能自动保护历史数据和参数设置。
d〕数据储存量：
≥400组。
5.8现场监控和数据传输单元
现场监控和数据传输单元推荐采用低功耗、高稳定性的嵌入式软硬件设计，该单元主要实现现场运行状态的监控，现场运行参数的设置，历史数据和系统运行日志的存储，与中心端通信支持?
?
。
5.8.1现场监控单元功能
a〕监控现场各设备状态，并以图形化的界面显示其运行状态，同时可以对数据采集和控制单元的参数进展设置。
b〕可按通信协议要求定时主动上传历史数据、报警信息等。
c〕可以承受中心站的远程访问，实现远程状态监控和参数设置。
d〕可记录现场系统的运行状态，并以运行日志的形式保存，应能保存1个月以上的日志信息。
e〕可对现场各参数分别设置报警上下限，具备数据超标自动报警功能，并可以保存1个月以上的报警信息，同时应可以将报警信息及时上传至中心站。
f〕数据的存储容量：
可以保存2年以上的历史数据。
g〕停电保护和后备：
系统必须可以在断电时保存系统参数和历史数据，在来电时自动恢复系统。
推荐配置相应的后备电源系统，保证系统断电后通讯局部仍维持运行12小时，完成异常事件的上传和远程数据下载。
h〕具备对通信链路的自动诊断功能，一旦通信链路不畅，可以及时自动恢复通信链路。
5.8.2数据传输单元技术
数据传输单元与中心站的通信根据子站情况可采用有线或无线的方式。
a〕远程通信可以支持有线通讯，可扩展支持无线方式的通讯。
b〕远程数据传输须采用具有校验功能的通讯协议，可以及时纠正传输错误的数据包。
推荐采用国际标准协议。
c〕具有网络功能，可以通过网络路由器实现与局域网或广域网的连接。
5.8.3数据传输平安性
为保证水质自动监测站与中心站之间数据传输的平安，采用专网光纤传输数据。
5.9中心站系统
5.9.1中心站计算机
a〕中心站具备专用的、满足中心站软件工作要求的计算机。
b〕中心站计算机应具备防病毒和防火墙等防护，保证数据平安。
c〕应配置机、打印机、UPS不连续电源。
5.9.2数据库
a〕开放的标准关系数据库，应具有足够的数据库容量和网络共享功能，良好的可扩大性和快速的检索。
b〕便于维护、备份和数据库应用开发。
系统软件应具有原始数据的保护功能，防止人为修改原始数据。
5.9.3远程控制和通讯
a〕可以支持与子站相对应的通信方式，并支持相应的通信协议。
b〕可以自动接收并存储子站上传的历史数据、报警信息和工作日志等。
c〕具有图形方式对远程子站进展运行状态显示和参数设置〔运行形式，平安参数和超标报警等。
d〕可以对数据采集的过程中发生的异常信息进展记录存储。
5.9.4数据管理和报表输出
a〕下载后的数据可通过中心站软件进展各子站任意时间段的图形显示和缩放，趋势图比拟和报警数据分析，并根据预先的设定，将超标和无效数据予以特殊标记。
b〕异常数据的自动剔除，超标数据的列表，有效数据的统计等功能。
c〕报表统计和图形曲线分析，自动形成并打印；能根据有效数据自动生成日报、周报、月报，该报表应至少包括样本数、最大值、最小值、平均值、均值水质类别等数据。
d〕能判断水质类别和各指标超标情况；能根据用户要求进展数据处理，可以进展不同时间段的数据比照。
5.9.5平安管理
a〕具有平安登录和权限管理功能，防止非受权的使用。
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