Design of River Water Quality Monitoring Networks: A Case Study

Karoon River, from Gotvand Dam to Persian Gulf with more than 450 km in length and an annual discharge of 11,891 million cubic meters, is the largest river in Iran. Increasing water withdrawal from and wastewater discharge to the river has endangered the aquatic life of this important ecosystem. Furthermore, the drinking and in-stream water quality standards have been violated in many instances. In this paper, a river water quality monitoring network is designed, including determination of sampling frequencies as well as location of water quality monitoring stations. In this regard, two models are developed. The first model is a Genetic Algorithm-based optimization model and the second one is a combination of Kriging method and Analytical Hierarchy Process. The temporal variation of the concentration of water quality variables along Karoon and Dez Rivers are evaluated and the main water quality indicators are selected. Then, thirty five stations are selected and the application of Entropy Theory in calculating the sampling frequency is demonstrated. The results show the significant value of the proposed methodology in the design of monitoring network.     

船载自动监测系统在水质监测中的应用

水质监测是开展水生态环境评价、监管的基础性工作之一。随着对水生态环境保护与管理要求的提高,人工水质监测与自动水质监测相结合的模式应用越来越普遍。以船舶为载体的水质自动监测系统开展巡测,可实现高密度样品采集、检测及信息的实时传输,在长江泸州以下干流水域的实践中取得了良好效果。系统的应用可弥补常规监测断面间距过大、人工监测频次低、固定站房式水质自动监测站近岸取样等不足,对人工监测和自动监测形成有效补充;船载水质自动监测系统能够实现定点、定深、定时监测,可以在河流污染带监测、入河排污行为的监管以及偷排行为的溯源、水污染应急动态监测等工作中发挥有效作用,既可应用于长江干流等河道较宽且水质可能存在岸别差异的河流,也可应用于滇池、太湖、丹江口等大型湖泊、水库水生态环境监管。     

苏州河干流水质自动监测系统数据的可靠性分析

以苏州河干流水质自动监测系统为例,通过与实验室数据之间的统计分析,分析苏州河水质在线自动监测系统数据的可靠性。对比分析自动监测系统和实验室的温度、p H、DO、CODMn、NH3-N数据,自动监测系统数据合格,在0.01水平上两者不存在显著性差异,2种方法的结果高度相关,苏州河水质在线自动监测系统测定的数据真实可靠。在自动监测系统的维护中,要对系统关键部分进行不定期的清洗,特别是出现较可疑数据时,应及时寻找原因,解决问题。     

连续纵向水质监测方法在温瑞塘河的应用

水质监测结果是水质评价与水污染防治的重要依据。针对常规定点水质监测方法无法完整再现水质指标的时空连续分布特征的问题,将船只搭载的水质实时监测设备与GPS同步形成基于GIS数据支撑的连续纵向水质监测方法。重点对水质监测仪及GPS空间数据集成问题进行了分析讨论,并在温瑞塘河流域进行了实验论证。结果表明,连续性纵向水质监测不但能进行连续时空水质监测,还能与GPS、GIS结合进行连续性时空分布特征的分析。     

无人监测船在城市内河水质监测中的应用

采用无人船监测技术结合镇江市内河水质状况普查工作,大于120 h的航行试验,总航行里程约为90 km,对建成区水体中的氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和浊度进行原位监测,结果表明,通过合理选择搭载相应的测量电极,无人监测船能够满足地表水测量数据准确度的要求,同时可实现研究区域的监测全覆盖,提升了地表水环境监测的工作效率。     

江苏省水质全要素代表性监测体系的设计

为了评价并进行城市水环境质量考核排名,介绍了江苏省组织开展涵盖地表水、饮用水、地下水、近岸海域和城市内河5种类型"全要素、代表性"水质监测断面(点位)体系建设工作的情况以及全要素断面设置的基本原则和做法。分苏南、苏北、苏中3个区域,对全省地表水监测代表性进行了量化计算,结果表明,调整后全省水质综合指数极差从41.07降至7.17,标准差从3.16降为0.49;采用德尔斐层次分析法分析,设计了水质代表性指数,含1项一级指标、5项二级指标、12项三级指标,计算表明,调整前全省水质代表性指数得分为69.1分,调整后为88.7分。将调整结果进行论证后再与各市环保主管部门交换意见,取得最终一致后正式实施。     

土壤环境监测质量监督体系的设计与实践

针对国家土壤环境监测网管理需求和土壤监测技术特点,按照"建规则—控过程—设监管—有评价"的国家土壤环境监测网质量管理总思路,建立了具备全程序、全要素管理理念,内部质量监督为主、外部质量监督为辅,评价标准规范量化的国家土壤环境监测网质量监督体系,并通过多层级、多方式、多措施、多元化管理措施的运行模式予以实施,有效保证了国家土壤环境监测质量监督工作的完成,促进了整体监测技术和质量管理水平的提高,为质量管理体系总体质量目标的实现提供了坚实保障。     

新型现场自动监控系统的构建与应用

简述了新型移动监测仪器及监控系统的意义,介绍了镇江市环境监测中心站基于业务管理平台建设的现场自动监控系统,详细描述了自动监控系统各个组成部分及其相关功能。对于该系统中存在的不足之处,提出了对今后工作的展望。     

长江水环境质量监测网络运行体系初步构建

为精准、客观、全面评价长江水环境质量和支撑长江大保护,通过研究制定一系列管理制度和技术规范,以优化调整的水环境质量监测网络为基础,建立了涉及管理制度、监测技术、质量控制和数据审核等方面的水质自动监测与采测分离手工监测相结合的网络运行机制。研究自动与手工监测的总磷前处理方式,实现了自动与手工监测数据的匹配和融合,并将融合数据应用于长江水环境质量评价、预警、考核与排名,实现了长江水环境质量监测网络的业务化运行。     

环境监测质量管理现状及发展对策初探

分析了我国环境监测质量管理现状,探讨了发展方向及对策。     

国内外空气质量监测网络设计方法研究进展

如何设计效率高、代表性好、目的性强的空气质量监测网络,是长期以来空气质量监测工作的难点与关键。随着环境管理水平的提高,环境空气质量监测网络的设计成为当前研究的热点之一,国内外很多学者对其进行了广泛的研究。文章对美国、欧盟和我国关于空气质量监测网络设计的规范进行了简要评述和比较分析,并参考国内外一些关于空气质量监测网络设计的研究和应用实例,对当前主要的设计方法及应用进展进行了综述。     

流域水环境监测质量管理系统设计与实现

目前的水环境监测工作需要建立统一的水环境监测质量管理系统,这对于各级、各地水环境监测质量控制信息的规范化录入和分级汇总统计、信息共享具有重要的意义.在分析目前水环境监测质量管理存在问题的基础上,基于网络服务、地理信息等技术,设计实现了水环境监测质量管理系统.利用该系统,各级、各地水环境监测质量管理部门能够进行监测机构、持证人员、监测项目、仪器设备等信息的录入和定期维护,同时共享监测方法、政策法规、标准规范、标准物质等信息.同时上级管理部门能够查看、统计所辖部门的水环境监测质量控制信息,从而为流域水环境突发事件应急资源调配、辅助决策等提供信息支撑.     

闸控河道水污染物通量在线监测系统建设与应用

以练江流域（普宁段）为例,分析了水污染物通量在线监测系统的需求与建设目标,介绍了系统总体架构、数据库、系统功能、监测布点和感知设备配置等设计要点,确定了系统中水污染物通量的计算方法。通过水污染物通量的在线监测与智能分析,实现对河流水质的自动研判和预警,使系统在流域综合治理工作中发挥作用。     

Application of CCME Water Quality Index to Monitor Water Quality: A Case Study of the Mackenzie River Basin, Canada

All six ecosystem initiatives evolved from many years of federal, provincial, First Nation, local government and community attention to the stresses on sensitive habitats and species, air and water quality, and the consequent threats to community livability. This paper assesses water quality aspect for the ecosystem initiatives and employs newly developed Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI) which provides a convenient mean of summarizing complex water quality data that can be easily understood by the public, water distributors, planners, managers and policy makers. The CCME WQI incorporates three elements: Scope – the number of water quality parameters (variables) not meeting water quality objectives (F ₁); Frequency – the number of times the objectives are not met (F ₂); and Amplitude. the extent to which the objectives are not met (F ₃). The index produces a number between 0 (worst) to 100 (best) to reflect the water quality. This study evaluates water quality of the Mackenzie – Great Bear sub-basin by employing two modes of objective functions (threshold values): one based on the CCME water quality guidelines and the other based on site-specific values that were determined by the statistical analysis of the historical data base. Results suggest that the water quality of the Mackenzie-Great Bear sub-basin is impacted by high turbidity and total (mostly particulate) trace metals due to high suspended sediment loads during the open water season. Comments are also provided on water quality and human health issues in the Mackenzie basin based on the findings and the usefulness of CCME water quality guidelines and site specific values.     

A Water Quality Monitoring Network Design Methodology for the Selection of Critical Sampling Points: Part I

The principal instrument to temporally and spatially manage water resources is a water quality monitoring network. However, to date in most cases, there is a clear absence of a concise strategy or methodology for designing monitoring networks, especially when deciding upon the placement of sampling stations. Since water quality monitoring networks can be quite costly, it is very important to properly design the monitoring network so that maximum information extraction can be accomplished, which in turn is vital when informing decision-makers. This paper presents the development of a methodology for identifying the critical sampling locations within a watershed. Hence, it embodies the spatial component in the design of a water quality monitoring network by designating the critical stream locations that should ideally be sampled. For illustration purposes, the methodology focuses on a single contaminant, namely total phosphorus, and is applicable to small, upland, predominantly agricultural-forested watersheds. It takes a number of hydrologic, topographic, soils, vegetative, and land use factors into account. In addition, it includes an economic as well as logistical component in order to approximate the number of sampling points required for a given budget and to only consider the logistically accessible stream reaches in the analysis, respectively. The methodology utilizes a geographic information system (GIS), hydrologic simulation model, and fuzzy logic.     

粤港珠江三角洲区域空气质量联动监测系统质控技术

空气污染日益呈现的区域性特点,使得空气质量区域联动监测成为必然趋势.以粤港珠江三角洲区域空气质量监控网络的实践为例,介绍了区域联动监测系统的组成和运行机制,并着重探讨了系统质量保证/质量控制(QA/QC)以及数据管理等核心支撑技术.     

在线生物毒性监测系统在饮用水源地水质监测中的应用

通过对汞、镉、铬、铅和砷的生物毒性剂量效应分析,评估生物毒性监测方法在饮用水源地水质监测中的预警作用,结果显示,几种元素的生物毒性大小依次为：汞〉砷〉铅〉镉〉铬。结合南京上坝饮用水源地的生物毒性监测数据,建立动态报警限,用于评价水质安全。     

江苏省水质自动监测预警规则的设计与应用

基于分级、分类、精简的设计原则,设计了江苏省水质自动监测预警规则,包括运维人员进行核实,环保部门加强监控(一级预警);运维人员核实后,环保部门短信预警(二级预警);水质明显异常,核实确认后报送纸质版快报(三级预警)。该预警规则在江苏省水质自动监测系统中得到应用,通过与上下游环保局、督查部门的配合联动,在捕获水质异常信息、预警污染事故等方面发挥了重要作用。     

环境在线监控数据交换系统的设计与应用

根据环境在线监控的数据特征和普遍存在的问题,提出了针对环境在线监控数据交换的系统设计方案,包含数据交换中心、前置系统、发布过程安全的设计。该系统可实现污染源(固定源、移动源)、水环境、大气环境、生态环境、辐射环境等各类在线监控数据的自动归集、交换和集成。为各级环保部门同时、准确地掌握各种在线监控数据,提高监管能力提供技术支撑。