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項目介紹：
寧夏國家水資源監控能力建設項目是按照水利部統一部署，依托“智慧寧夏”、水利云等公共資源，積極落實“互聯網+水資源”行動的國家級水資源監控項目。該項目新建飲用水水源地在線監測、進一步提高取用水在線監測比率、增加水功能區監測覆蓋率、深化完善信息平臺建設，建成寧夏回族自治區統一的水資源管理系統，形成與實行最嚴格水資源管理制度基本適應的監測、計量、信息管理能力，基本滿足水資源日常管理、最嚴格水資源管理制度考核和社會公眾服務的信息化支撐需要。

項目水質監測站：鴨子蕩水庫、水洞溝水庫、西夏水庫、劉家溝水庫、賀家灣水庫、中莊水庫、南坪水庫

監測水質參數：高錳酸鹽、氨氮、總磷、總氮、濁度、溶解氧、酸堿度、電導率、溫度
生產廠家：杭州希瑪諾光電技術股份有限公司
詳情咨詢熱線：0571-87993658

 

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塞上水利：數千年的逐夢 

 

寧夏，全境海拔1000米以上，春多風沙、夏少酷暑、秋涼較早、冬寒較長，日照充足、蒸發強烈，年平均降水量約為300毫米左右。

 

寧夏水利源遠流長，早在秦朝，就以蒙恬將軍帥軍30萬，屯田實邊，借用黃河分段下跌之勢，自峽口流水自然落差處，選擇合適地段開口，內側口岸以石堤前出于河中，延伸并與河岸平行，以分水、壅高水位，引黃自流灌溉。位于青銅峽河東的秦渠就是這一杰作的產物，它開啟了寧夏平原無壩引水的歷史，成了塞上經濟開發的肇始。

 

▲蒙恬將軍

新中國成立后，寧夏的水利盡展恢弘畫卷。一代一代水利人通過潛壩截引，穿山越溝，固海揚水工程、四大揚黃工程、中南部飲水工程等水利工程拔地而起，寧夏人民從此不再焦慮缺水問題。

                                                                                         

▲固海揚水-泉眼山泵站

 

但是解決飲水問題單單是引水、儲水是不夠的，水質安全也同樣重要，利用現代科學技術持續監測水質情況，保障飲用水安全，才能徹徹底底解決當地人的甘泉夢。
 

希瑪諾因此參與了國家水資源監控能力項目寧夏二期項目鴨子蕩水庫、水洞溝水庫、西夏水庫、劉家溝水庫、賀家灣水庫、中莊水庫、南坪水庫七大水源地的水資源監控項目的建設，守護這片土地上的生命之泉。

 

 

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寧夏建站：多方面的挑戰 

 

一、寧夏地區的復雜水質

寧夏屬于黃土高原與內蒙古高原的過渡地帶，南部以黃土地貌為主，中部和北以干旱剝蝕、風蝕地貌為主，水體水質變化復雜，濁度較高，干擾監測儀表的正常運行，影響水質檢測精度。

 

▲西夏水庫渾濁水質

二、高寒地區的考驗

寧夏地區冬季氣溫寒冷，極端溫度可達零下30℃，冰層可達100cm。當地的低溫環境對監測點取樣、設備的防護、能源的自動管理來說都是一個極大的考驗。如何克服嚴寒，避免冰雪影響，實時在線監測水質也是該項目的挑戰之一。

▲寧夏的冬季

 

 

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解決困難：希瑪諾的創新

 

一、多源光譜融合分析技術

自動監測站均采用了多源光譜融合水質分析技術，該技術利用光譜學、化學計量學、光電科學、自動化控制、通訊等領域的最新研究成果，建立水質污染綜合指標與水樣光譜之間的相關性數學模型，通過復雜的計算實現多項水質綜合指標的高精度快速測量，并且整個測量過程不需任何化學試劑，無二次污染。

▲多源光譜融合分析技術原理

 

二、水體濁度動態補償

針對寧夏部分地區水質情況復雜的問題，希瑪諾為其量身打造了動態水質監測補償算法。利用多維光譜校正和深度學習技術，使設備在復雜水質情況下依然保持良好的測量精度。

三、浮臺模式，原位監測

希瑪諾分析了每個水源地水體環境、地理氣候、庫底的地形地貌、水位變化、注水口位置和庫區風向情況等特點，采用浮臺模式，將水質自動監測站安裝于各個水庫取水塔與注水口的水流交匯處，改變了水質監測行業傳統的岸邊建站或集裝箱建站的模式，實現原位監測。

▲原位監測的浮臺模式

 

四、軍工級耐寒保障，深潛式設備安裝

為了應對寧夏高寒地區，對設備的元件進行了全面升級，采用了納米工藝，軍工級別的抗寒材料，并且通過實驗室模擬高寒、高壓環境進行反復試驗，確保元件擁有最高級別的抗寒能力。

此外，希瑪諾通過建立水體冰凍模型，預估冰層厚度，將監測設備整體沉入水面1米以下，始終監測流動的水體，避免水庫冰層對水質監測造成影響。

 

五、全方位防護系統，無懼冰凍與撞擊

為了防止浮臺被擠壓或沖撞，希瑪諾在浮臺周圍安裝了高韌性護舷，可以有效吸收沖擊所帶來的能量，提供了緩沖空間。并在浮臺四周增加防冰凍設施，避免雨雪板結對浮臺承載平臺造成不可逆損害，給予水質自動監測站全方位保護。

▲中莊水庫實拍圖

 

六、建立EMS系統，保障電能供應

寧夏地區冬季氣候寒冷，傳統水質監測站需要安裝空調或其它電熱系統，消耗大量電能維持監測系統正常運行所需溫度，避免寒冷環境造成光路畸變、電極故障等問題。對于電力匱乏或采用太陽能、風能供電的地區來說，高耗能的供暖設施給水質監測站的供電帶來極大壓力，監測設備可能無法穩定運行。

針對供電不足的情況，希瑪諾定制了高效的EMS系統（Energy Management System，能源管理系統），實時獲取日照、氣溫等氣候參數和水質監測設備自身運行發熱量，對水質監測系統內部各設備的運行時間和運行參數進行實時優化調整和自動整定，充分利用設備運行熱能，提高外部供電效率，保證在嚴寒中設備正常運行。

 

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項目總結

 

寧夏七大水源地的水資源監控項目于2017年5月完工，截至2020年3月，已穩定運行1000多天。實踐證明，希瑪諾水質自動監測系統能夠良好適應高寒氣候，在零下30℃的情況下，依然能夠可靠運行并穩定上報數據。該系統具有測量參數種類多、測量精度高、測量時間短、無二次污染、運行成本低等特點，突破了復雜水質準確監測難的技術瓶頸，實現了水質自動監測站在高寒地區依然保持較低功率穩定運行的目標。

該項目的成功投入使用，為中國北方地區的水質監測提供了一套有效的解決方案，給我國的水資源管理帶來顯著的社會、經濟、環境效益。