河流湖泊水质监测

河流湖泊水质监测

世界各国对地表水体的采样、测定等均有具体的规范化要求,我国也已于2002年12月发布了《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002),以保障监测结果的可比性和有效性。
(一)基础资料的收集
在制订监测方案之前,应尽可能完备地收集待监测水体及所在区域的有关资料,主要包括:
(1)水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流速及流向的变化;降雨量、蒸发量及历史上的水情;河流的宽度、深度、河床结构及地质状况;湖泊沉积物的特性、同温层分布、等深线等;
(2)水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等;
(3)水体沿岸的资源现状和水资源的用途;饮用水源分布和重点水源保护区;水体流域土地功能及近期使用计划等;
(4)历年的水质资料等;
(5)地表径流污水、雨污水分流情况,以及农田灌溉排水、农药、化肥的使用情况等。
(二)监测断面和采样点的设置
在对基础资料综合分析的基础上,根据监测目的、水质的均一性、采样的难易程度、采用的监测方法、有关的标准法规,并考虑人力、物力等因素合理确定监测断面和采样点。
1. 河流断面的布设原则
监测断面应当在宏观上反映河流水系或所在流域的水环境质量状况。各断面的布设必须能反映所在区域环境的污染特征,尽可能以最少的断面获取最多的、有代表性的环境信息,同时还要兼顾采样的可行性和方便性。其原则有:
(1)对流域或水系要设立背景断面、控制断面(若干)和入海口断面。对行政区域可设背景断面(对水系源头)或入境断面(对过境河流)或对照断面、控制断面(若干)和入海口断面或出境断面。在各控制断面下游,如果河段有足够长度(>10km),还应设削减断面;
(2)根据水体功能区设置控制监测断面,同一水体功能区至少要设置1个监测断面,应避开死水区、回水区、排污口处,尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳、水面宽阔、无急流、无浅滩处;
(3)力求与水文测流断面一致,以便利用其水文参数,实现水质监测与水量监测的结合;
(4)应考虑社会经济发展以及监测工作的实际状况和需要,要具有相对的长远性;
(5)流域同步监测中,根据流域规划和污染源限期达标目标确定监测断面;在河道局部整治中,监视整治效果的监测断面由所在地区环境保护行政主管部门确定;
(6)进行应急监测时,对江河污染的跟踪监测要根据污染物质的性质、数量及河流的水文要素等,沿河段布设数个采样断面,并在采样点设立明显标志。采样频次根据事故程度确定;
(7)入海河口断面要设置在能反映入海河水水质并临近入海的位置。
2. 河流监测断面的设置
为评价一个完整的江河水系的水质,需要设置四种断面,即背景断面、对照断面、控制断面和削减断面;对于某一河段,只需设置对照、控制、削减(或过境)断面三种,见图3-1。
(1)背景断面  基本上不受人类活动的影响,远离城市居民区、工业区、农药化肥施放区及主要交通路线。原则上应设在水系源头处或未受污染的上游河段,如选定断面处于地球化学异常区,则要在异常区的上、下游分别设置;如有较严重的水土流失情况,则设在水土流失区的上游。
(2)对照断面  为了解流入监测河段前的水体水质状况而设置。这种断面应设在河流进入城市或工业区以前的地段,避开各种废水、污水流入或回流处。一个河段一般只设一个对照断面,有主要支流时可酌情增加。
 (3)控制断面  用来反映某排污区(口)排放的污水对水质的影响。其主要决定因素有:主要污染区的数量及其间的距离、主要污染物的迁移转化规律和其他水文特征等。一般设置在排污区(口)的下游,污水与河水基本混匀处,此外在流经特殊要求的地区(如饮用水源地、风景游览区等)的河段上也应设置控制断面。
(4)削减断面  是指河流受纳废水和污水后,经稀释扩散和自净作用,使污染物浓度显著下降,其左、中、右三点浓度差异较小的断面。通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上,水量小的小河流应视具体情况而定。
此外,水系流经行政区交界处时应分别设置入境断面或出境断面;国际河流流出、入国境的交界处应设置出境断面和入境断面;水系较大的支流汇入前的河口处也应设置相应的断面;水网地区应根据常年主导流向设置监测断面;有水工建筑物并受人工控制的河段,视情况分别在闸(坝、堰)上、下设置断面。
3. 湖泊、水库监测断面的设置
(1)湖泊、水库通常只设监测垂线,如有特殊情况可参照河流的有关规定设置监测断面;
(2)湖(库)区的不同水域,如进水区、出水区、深水区、浅水区、湖心区、岸边区,按水体类别设置监测垂线;
(3)湖(库)区若无明显功能区别,可用网格法均匀设置监测垂线;
(4)当湖泊、水库可能出现温度分层现象时,应作水温、溶解氧的探索性试验后再定(图3-2);受污染物影响较大的重要湖泊、水库,应在污染物主要输送路线上设置控制断面。
4. 海洋监测断面的布设
根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域的相对均匀性的时空特征,在调查研究的基础上,运用统计方法将监测海域划分为污染区、过渡区和对照区,在三类区域分别设置适量监测断面和采样垂线。
5. 采样点位的确定
设置监测断面后,应根据水面的宽度确定断面上的采样垂线(见表3-4),再根据采样垂线的深度确定采样点位置和数目(见表3-5)。
3-4  采样垂线数的设置

水面宽 垂线数 说明
≤50m 一条(中泓线) 1、垂线布设应避开污染带,要测污染带应另加垂线。
50-100m 二条(近左、右岸有明显水流处) 2、确能证明该断面水质均匀时,可仅设中泓垂线。
3、凡在该断面要计算污染物通量时,必须按本表设
>100m 三条(左、中、右) 置垂线。
 
 
3-5  采样垂线上的采样点数设置
水深 采样点数 说明
≤5m 上层一点 1、上层指水面下0.5m处,水深不到0.5m时,在水深1/2处。
2、下层指河底以上0.5m处。
5-10m 上、下层两点 3、中层指1/2 水深处。
>10m 上、中、下层三点 4、封冻时在冰下0.5m处采样,水深不到0.5m时,在水深1/2处。
5、凡在该断面要计算污染物含量时,必须按本表设置采样点。
当湖泊、水库的水体有温度分层的现象时,可根据温度分布层与采样点位的关系,确定采样点的数量及位置(表3-6)。
3-6 湖(库)监测垂线采样点的设置
水深 分层情况 采样点数 说明
≤5m   一点(水面下0.5m) 1、分层是指湖水温度分层状况。
2、水深不足1m,在1/2水深处设置测点。
3、有充分数据证实垂线水质均匀时,可酌情减少测点。
5m-10m 不分层 二点(水面下0.5m,水底上0.5m处)
5m-10m 分层 三点(水面下0.5m,1/2斜温层、水底上0.5m处)
>10m   除水面下0.5m,水底上0.5m处外,按每一斜分层1/2处设置
 

3-2  间温层采样点设置示意图
A1:表温层中;A2:间温层下;A3:亚温层中;
A4:沉积物与水介质交界面上约1m处;h:水深
 
监测断面和采样点的位置确定后,其所在位置应该有固定而明显的岸边天然标志。如果没有天然标志物,则应设置人工标志物,如竖石柱、打木桩等。每次采样要严格以标志物为准,使采集的样品取自同一位置上,以保证样品的代表性和可比性。

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