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【項(xiàng)目案例】高寒地區(qū)的水上明珠——寧夏七大水源地監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
來(lái)源:希瑪諾光電|發(fā)布時(shí)間:2020年03月23日|瀏覽量:3581


 

項(xiàng)目介紹:
寧夏國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目是按照水利部統(tǒng)一部署,依托“智慧寧夏”、水利云等公共資源,積極落實(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+水資源”行動(dòng)的國(guó)家級(jí)水資源監(jiān)控項(xiàng)目。該項(xiàng)目新建飲用水水源地在線監(jiān)測(cè)、進(jìn)一步提高取用水在線監(jiān)測(cè)比率、增加水功能區(qū)監(jiān)測(cè)覆蓋率、深化完善信息平臺(tái)建設(shè),建成寧夏回族自治區(qū)統(tǒng)一的水資源管理系統(tǒng),形成與實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度基本適應(yīng)的監(jiān)測(cè)、計(jì)量、信息管理能力,基本滿足水資源日常管理、最嚴(yán)格水資源管理制度考核和社會(huì)公眾服務(wù)的信息化支撐需要。

項(xiàng)目水質(zhì)監(jiān)測(cè)站:鴨子蕩水庫(kù)、水洞溝水庫(kù)、西夏水庫(kù)、劉家溝水庫(kù)、賀家灣水庫(kù)、中莊水庫(kù)、南坪水庫(kù)

監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù):高錳酸鹽、氨氮、總磷、總氮、濁度、溶解氧、酸堿度、電導(dǎo)率、溫度
生產(chǎn)廠家:杭州?,斨Z光電技術(shù)股份有限公司
詳情咨詢熱線:0571-87993658

 



 


1

塞上水利:數(shù)千年的逐夢(mèng) 



 

寧夏,全境海拔1000米以上,春多風(fēng)沙、夏少酷暑、秋涼較早、冬寒較長(zhǎng),日照充足、蒸發(fā)強(qiáng)烈,年平均降水量約為300毫米左右。


 

寧夏水利源遠(yuǎn)流長(zhǎng),早在秦朝,就以蒙恬將軍帥軍30萬(wàn),屯田實(shí)邊,借用黃河分段下跌之勢(shì),自峽口流水自然落差處,選擇合適地段開口,內(nèi)側(cè)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?xùn)|的秦渠就是這一杰作的產(chǎn)物,它開啟了寧夏平原無(wú)壩引水的歷史,成了塞上經(jīng)濟(jì)開發(fā)的肇始。


 

▲蒙恬將軍


新中國(guó)成立后,寧夏的水利盡展恢弘畫卷。一代一代水利人通過(guò)潛壩截引,穿山越溝,固海揚(yáng)水工程、四大揚(yáng)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(wèn)題。

                                                                                         
▲固海揚(yáng)水-泉眼山泵站
 
但是解決飲水問(wèn)題單單是引水、儲(chǔ)水是不夠的,水質(zhì)安全也同樣重要,利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)持續(xù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)情況,保障飲用水安全,才能徹徹底底解決當(dāng)?shù)厝说母嗜獕?mèng)。
 
?,斨Z因此參與了國(guó)家水資源監(jiān)控能力項(xiàng)目寧夏二期項(xiàng)目鴨子蕩水庫(kù)、水洞溝水庫(kù)、西夏水庫(kù)、劉家溝水庫(kù)、賀家灣水庫(kù)、中莊水庫(kù)、南坪水庫(kù)七大水源地的水資源監(jiān)控項(xiàng)目的建設(shè),守護(hù)這片土地上的生命之泉。


 


 


2 

寧夏建站:多方面的挑戰(zhàn) 



 

一、寧夏地區(qū)的復(fù)雜水質(zhì)
寧夏屬于黃土高原與內(nèi)蒙古高原的過(guò)渡地帶,南部以黃土地貌為主,中部和北以干旱剝蝕、風(fēng)蝕地貌為主,水體水質(zhì)變化復(fù)雜,濁度較高,干擾監(jiān)測(cè)儀表的正常運(yùn)行,影響水質(zhì)檢測(cè)精度。


 

▲西夏水庫(kù)渾濁水質(zhì)

二、高寒地區(qū)的考驗(yàn)
寧夏地區(qū)冬季氣溫寒冷,極端溫度可達(dá)零下30℃,冰層可達(dá)100cm。當(dāng)?shù)氐牡蜏丨h(huán)境對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)取樣、設(shè)備的防護(hù)、能源的自動(dòng)管理來(lái)說(shuō)都是一個(gè)極大的考驗(yàn)。如何克服嚴(yán)寒,避免冰雪影響,實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)也是該項(xiàng)目的挑戰(zhàn)之一。


▲寧夏的冬季



 


 

3

解決困難:?,斨Z的創(chuàng)新



 

一、多源光譜融合分析技術(shù)


自動(dòng)監(jiān)測(cè)站均采用了多源光譜融合水質(zhì)分析技術(shù),該技術(shù)利用光譜學(xué)、化學(xué)計(jì)量學(xué)、光電科學(xué)、自動(dòng)化控制、通訊等領(lǐng)域的最新研究成果,建立水質(zhì)污染綜合指標(biāo)與水樣光譜之間的相關(guān)性數(shù)學(xué)模型,通過(guò)復(fù)雜的計(jì)算實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)水質(zhì)綜合指標(biāo)的高精度快速測(cè)量,并且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不需任何化學(xué)試劑,無(wú)二次污染。

▲多源光譜融合分析技術(shù)原理


 

二、水體濁度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

針對(duì)寧夏部分地區(qū)水質(zhì)情況復(fù)雜的問(wèn)題,?,斨Z為其量身打造了動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)補(bǔ)償算法。利用多維光譜校正和深度學(xué)習(xí)技術(shù),使設(shè)備在復(fù)雜水質(zhì)情況下依然保持良好的測(cè)量精度。


三、浮臺(tái)模式,原位監(jiān)測(cè)
希瑪諾分析了每個(gè)水源地水體環(huán)境、地理氣候、庫(kù)底的地形地貌、水位變化、注水口位置和庫(kù)區(qū)風(fēng)向情況等特點(diǎn),采用浮臺(tái)模式,將水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站安裝于各個(gè)水庫(kù)取水塔與注水口的水流交匯處,改變了水質(zhì)監(jiān)測(cè)行業(yè)傳統(tǒng)的岸邊建站或集裝箱建站的模式,實(shí)現(xiàn)原位監(jiān)測(cè)




▲原位監(jiān)測(cè)的浮臺(tái)模式


 

四、軍工級(jí)耐寒保障,深潛式設(shè)備安裝
為了應(yīng)對(duì)寧夏高寒地區(qū),對(duì)設(shè)備的元件進(jìn)行了全面升級(jí),采用了納米工藝,軍工級(jí)別的抗寒材料,并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬高寒、高壓環(huán)境進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),確保元件擁有最高級(jí)別的抗寒能力。

此外,希瑪諾通過(guò)建立水體冰凍模型,預(yù)估冰層厚度,將監(jiān)測(cè)設(shè)備整體沉入水面1米以下,始終監(jiān)測(cè)流動(dòng)的水體,避免水庫(kù)冰層對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)造成影響。


 

五、全方位防護(hù)系統(tǒng),無(wú)懼冰凍與撞擊
為了防止浮臺(tái)被擠壓或沖撞,希瑪諾在浮臺(tái)周圍安裝了高韌性護(hù)舷,可以有效吸收沖擊所帶來(lái)的能量,提供了緩沖空間。并在浮臺(tái)四周增加防冰凍設(shè)施,避免雨雪板結(jié)對(duì)浮臺(tái)承載平臺(tái)造成不可逆損害,給予水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站全方位保護(hù)。




▲中莊水庫(kù)實(shí)拍圖


 

六、建立EMS系統(tǒng),保障電能供應(yīng)
寧夏地區(qū)冬季氣候寒冷,傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站需要安裝空調(diào)或其它電熱系統(tǒng),消耗大量電能維持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行所需溫度,避免寒冷環(huán)境造成光路畸變、電極故障等問(wèn)題。對(duì)于電力匱乏或采用太陽(yáng)能、風(fēng)能供電的地區(qū)來(lái)說(shuō),高耗能的供暖設(shè)施給水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的供電帶來(lái)極大壓力,監(jiān)測(cè)設(shè)備可能無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)供電不足的情況,?,斨Z定制了高效的EMS系統(tǒng)(Energy Management System,能源管理系統(tǒng)),實(shí)時(shí)獲取日照、氣溫等氣候參數(shù)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備自身運(yùn)行發(fā)熱量,對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整和自動(dòng)整定,充分利用設(shè)備運(yùn)行熱能,提高外部供電效率,保證在嚴(yán)寒中設(shè)備正常運(yùn)行。



 

4

項(xiàng)目總結(jié)



 

寧夏七大水源地的水資源監(jiān)控項(xiàng)目于2017年5月完工,截至2020年3月,已穩(wěn)定運(yùn)行1000多天。實(shí)踐證明,?,斨Z水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠良好適應(yīng)高寒氣候,在零下30℃的情況下,依然能夠可靠運(yùn)行并穩(wěn)定上報(bào)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)具有測(cè)量參數(shù)種類多、測(cè)量精度高、測(cè)量時(shí)間短、無(wú)二次污染、運(yùn)行成本低等特點(diǎn),突破了復(fù)雜水質(zhì)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)難的技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在高寒地區(qū)依然保持較低功率穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。

該項(xiàng)目的成功投入使用,為中國(guó)北方地區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供了一套有效的解決方案,給我國(guó)的水資源管理帶來(lái)顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。


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