陈志铮，殷 健，梁珊珊

(1．上海市水文总站，上海 200232;2．上海市排水管理处，上海 200001)

1 背景资料

1．1 长江口地理及水环境概况

长期的历史演变使得长江口区域呈现出三级分汊，四口入海的地貌形态。长江口自徐六泾以下呈喇叭状，流经崇明岛将其分为南支与北支，而长兴岛和横沙岛则将南支分为南港与北港，九段沙又将南港分为南槽与北槽。

长江口是我国最大的河流入海口，自然条件复杂多变，是河流与海洋相互影响、相互作用最活跃的区域之一，其大面积的冲淡水区以及毗邻的水域构成了一个独特的生态系统，由于同时受潮汐、河流双重控制的影响，系统抵抗外界干扰能力、整体稳定性、对生态变化的敏感性都相当脆弱，生态平衡很容易被打破。

长江口水质条件同样复杂多样，有研究表明:河口江段明显具有有机污染的特征，主要的污染因子为总磷、化学需氧量和氨氮;河口江段断面水质目前状况尚可，但近岸水域水质明显劣于中泓水质;汛期水质劣于非汛期水质;内岸边水域落潮期水质劣于涨潮期水质［1］。

1．2 长江口监测站网规划概述

为进一步加强长江口水文监测工作，推进长江河口的综合治理、资源开发和环境保护，上海市水务局于2010年启动了《长江口水文监测站网规划》的编制工作，经过反复研究论证和不断细化完善，该规划已于日前顺利编制完成并获市政府批准同意发布。

该规划鉴于长江口现状水文站网存在的布局不够合理、监测要素不够齐全、资料共享率不高及运行维护缺乏长效保障等不足，针对各行业、各部门水文监测需求的多样化、差别化等特点，按照“保障重点、统筹兼顾”的原则进行监测站网的规划布局和监测项目筛选，形成以控制站和关键节点代表水文站为主体的“一网47站”的长江口站网布局，系统开展潮位、流量、波浪、盐度、泥沙、水质和风速风向等水文要素的监测和观测。

1．3 长江口水质监测站规划概述

长江口的水质监测是长江口水域水质评价、长江入海污染物通量分析、水源地保护等工作主要的数据来源。目前建成青草沙(上、下)、吴淞口3个常规自动水质监测站，规划以现有3个站点为基础，建设徐六泾站、牛棚港站、顾园沙站、东风西沙站、陈行站、长兴岛站、堡镇站、陈家镇站、九段沙站、没冒沙站、南汇咀站、佘山站、鸡骨礁站、绿华礁站等14个自动水质监测站，17个站点建成后，能够实现对长江口区域实时监控水质。上述规划的17个自动水质监测站点布局如图1所示。

图1 长江口自动水质监测规划布局图Fig．1 Location of the Automatic Water Quality Monitoring Stations

2 自动监测方法的选择及影响讨论

常见的水质指标有pH、溶解氧、浊度、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总氮等，现根据海洋监测规范并参考市场上出售的仪器设备所选择的方法，归纳总结了各监测方法的特性及各影响因素对监测的影响程度，如表1所示。

由表1可见，采用光学法的监测方法受含沙量和絮体破坏影响显著，因此当采用光学法作为自动监测方法时必须经常维护，尤其在数据波动较大时应采取人工法进行比对，保证数据可靠性。另外，生物质和水体污染几乎对每种监测方法的每个指标都有影响，因此建议在发生水体污染及生物质大面积繁殖事故后也应该采取及时的人工干涉，在事故处理后重新矫正仪器设备。

建立水质自动监测站时应根据站点历年的水质情况并结合站点处各类影响因素的变化程度，选取相适应的监测方法和设备，确保监测站建立后设备的平稳运行，同时尽可能方便管理。

3 长江口自动监测站的建设及应用建议

3．1 监测站分类管理模式的创新

以上17个水质监测站具有分布广、数据量大的特点，管理周期也相对较长，不利于水质监测站的平稳运行。为便于统一管理，对技术提出了更高要求，因此提出以下两种分类方式进行区别管理。

表1 监测指标方法及各影响因素Tab．1 Monitoring Indicators and Various Factors

3．1．1 按地理位置

根据规划中17个监测站所在位置、水环境检测中心所在地以及上海城市建设规划，建议设置三个管理站，分别为崇明站、吴淞站以及滴水湖站。其中，崇明站依托现有的崇明水环境检测中心建立，主要负责管理崇明岛及附近的徐六泾站、牛棚港站、东风西沙站、堡镇站、陈家镇站、佘山站及顾园沙站等7个监测站点;吴淞站依托地处吴淞口的上海市水环境检测中心实验室建立，主要负责管理吴淞口及长兴岛区域的陈行站、长兴岛站、没冒沙站、青草沙(上、下)、吴淞口等6个监测站点;滴水湖站根据现有城市规划新建，主要负责九段沙站、南汇咀站、鸡骨礁站、绿华礁等4个监测站点，同时滴水湖站还担任服务于整个临港新城的水环境检测任务。

3．1．2 按监测站功能

根据17个监测站不同的功能、检测项目，为了实现技术上的统一管理，根据各监测站功能不同进行区别管理。其中，东风西沙站、陈行站、没冒沙站以及青草沙(上、下)五个监测站分别服务于四大水库，除了常规指标外，还需增加挥发酚和挥发性有机物等指标，以确保百姓的饮水安全，因此这5个监测站可以共同管理;徐六泾、牛棚港站以及吴淞口站分别是长江水、回流水以及黄浦江水流入长江口的必经地，这三个监测站的水质监测工作意义重大，通过监测这三个站的水质情况，可以得到每天、每月甚至是每年各类污染物的通量，这为实现污染物控制提供了有力的数据支持，为实施最严格的水资源管理制度迈出了重要的一步，因此这3个监测站可以统一管理，根据不同的污染物控制需求增加测试指标，为进一步决策提供可靠数据;堡镇站、陈家镇站、佘山站、顾园沙、长兴岛站、段沙站、南汇咀站、鸡骨礁站以及绿华礁这9个监测站相对测试指标稳定、检测任务较轻，可以进行统一管理，但若在其附近发生化学品、油类或其他危险品泄漏事故时，也需要增加测试频率，监控水质变化情况。

3．2 数据管理与信息共享的创新

长江口的水质监测工作，目前仍处在“九龙治水”的多头管理阶段，各单位都以本单位的业务需求作为出发点，分头建设了各自相对独立的采集系统、传输系统、数据库系统、分析评价系统、资料整编系统;但在系统框架、数据格式、表现形式、软件平台等方面标准不统一，数据不一致。系统功能多局限于信息监测、图表展示、查询统计和资料管理等简单功能，缺乏深层次的数据整合、系统集成和数据分析能力，也未能把信息采集、传送、处理、分析、发布等环节有机组合起来，整体上存在“布局不全面、功能不齐全、标准不统一、监测不系统、信息不共享”的问题［2］。

按照长江口水文监测信息共享的技术要求，必须建立有效支撑多目标、多任务和多层次应用的长江口水文监测信息系统共享平台的总体架构;需研发一项基于中间件的数据汇聚整合和统一交换技术;采用WebGIS的跨部门跨行业应用集成技术，冀建设起基于一个平台、一个门户、一张地图的多源异构信息集成、多级多层的信息共享系统，为长江口水文监测站网依法实施“统一规划，统一标准，统一整编，资料共享”提供后台支持。

3．3 事故应急监测能力的配套提升

长江口地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点，是上海港及长江干线的通海咽喉，在内陆航运及海路航运中占据重要地位，年货运吞吐量超过7亿t。在巨大的吞吐量背后，每年在长江口发生的各类化学品、油类等泄漏事故也是长江口水质监测的一大难题。相关部门通常会在接到相关信息后2～3 h内达到事故现场，随后进行采样检测，经常发生数据更新不及时、应急措施缓慢，甚至污染水源地等问题，通过建设水质监测站，能够在第一时间采取应急措施，及时加强事故水域的监控和发生在水源地附近的污染事故;同时加强了水源地水质监测站的监测，一旦发现污染扩散至水源地，可及时关闭水源地供水，待污染排除、水质重新检测合格后再重新启用。也就是说，通过建设17个监测站，有效提高了长江口区域事故应急监测能力，应充分考虑到以上因素，制定快速、高效、灵活、机动的应急预案及机制，预案及机制的建立必须有针对性，必须根据实际情况，采取多点同步调查监测的方法和走航跟踪监测方法。通过自动监测系统能够获得事故发生后即刻的水质变化情况，有利于长江口区域污染物扩散模型的建立，并且能够较准确地建立起应急响应方案库，应对各类污染物泄漏事故的发生，为将来这类事故的处理决策提供全面参考。

3．4 监测站运行维护及其配套建设

3．4．1 监测站日常运行及维护

按照功能或地理位置等将17个水质监测站进行分类管理后，由各管理站分别对其所管辖的站进行统一管理及后期维护。参照现有在线自动监测点的管理办法，按照《水质在线自动监测管理办法》要求进行维护管理，每月或每季度定期对水质监测站进行维护，建立水质自动监测站管理工作例会制度，明确上级单位、运行管理单位以及运行维护单位或监测设备供应单位参加的专人名单。

3．4．2 供电防雷系统的特殊需求

传感器、通讯设备部分在户外工作，室内设备能够通过信号线、通信线、电源线与之直接链接，安装仪器的站房本身也暴露在大气中，因此传感器、通讯设备的室外部分和站房都必然会受到雷电的影响。而且监测系统中大量应用了微电子器件，耐压程度很低，雷电感应极易对它们造成破坏性的损坏。因此，系统的防雷工作非常重要。防雷要求包括:防直击雷要求，防感应雷要求和防电磁脉冲辐射危害。采用的方法包括外部防雷保护系统，内部防雷等电位联接，信号线、电源、通讯线路防雷等。

3．4．3 实验室建设

实验室是各水质自动监测站有力的后勤保障，它肩负着数据收集、比对，试剂补给，仪器维护等任务，除此之外，许多无法采用自动监测方法测试的数据还需要在实验室中完成，因此建立一支业务素质过硬的实验室队伍对于整个水质自动监测系统的正常运行至关重要。由于历史原因，上海地区的海洋环境监测起步较晚，目前大部分水环境实验室在海洋水环境监测技术上还比较滞后，但随着国家建设海洋强国战略的部署，通过东海海洋局的技术指导与支持，结合各类计量认证及实验室测评等方法，海洋实验室建设会日益完善。

4 展望

长江口水文监测站网规划将建成17座水质监测站，待监测站建成后将服务于整个长江口的水环境监测。届时将大大提升长江口水域的应急响应速度，同时能与现有的海洋水环境实验室配套，提高海洋水环境测试水平，加强海洋环境管理能力。准确的水环境监测数据是执行最严格的水资源管理制度的有力支撑，也是建设海洋强国策略的重要保障。

除了文中提到的建议，咸潮［3］、风暴潮［4］等也是长江口常见的恶劣条件，对于监测数据也可能有一定的影响，在实际建设过程中应当予以考虑。

［1］邱训平，穆宏强，支俊峰，等．长江口水环境现状及趋势分析［J］．人民长江，2001，32(7):26-28．

［2］顾圣华．上海地区水文特性探讨［J］．上海水务，2003(4):38-40．

［3］陈庆红，徐建益，朱建荣，等．长江口水源地咸潮控制临界流量确定及保障措施［J］．人民长江，2011，42(8):68-72．

［4］卢永金．上海风暴潮防御的形式与对策探讨［J］．上海水务，2008(1):6-10．