全面推行河長制是落實綠色發展理念,推進生態文明建設,解決寧夏復雜水問題,護河湖健康生命,完善水治理體系,保障水安全的重要舉措。為進一步落實河湖長制工作,有效管控主要河流、溝道治理保護,實時掌握水體質量變化情況,實施寧夏河湖長制水質監測信息化能力建設項目,以信息化手段系統、及時、客觀、科學反映寧夏重要河(湖、溝)水質情況,為寧夏自治區全面推行河長制提供數據支撐。
針對寧夏黃河流域泥沙多,水質變化復雜等情況,尤其是針對大顆粒泥沙等雜質需要進行泥沙濾除預處理等情況,希瑪諾水質監測站解決了高渾濁度水體的濁度、水溫等問題,可在現場完成數據的采集與處理,自動化程度高,能夠快速、實時、連續測量。可應用于水體含沙量波動較大的潮汐河口及沿海懸浮泥沙的監測。
針對冬季極寒天氣,化學站運行功率大,無法支撐電力缺乏地區化學站的長時間運行等情況,希瑪諾水質監測站站點運行功率較化學站大大減小,可使用太陽能供電。相對于單一紫外,可靠性更好,抗干擾能力更強。
針對化學站需要較高頻次的人員維護,廢液回收和補加試劑,人力維護難度大等情況,希瑪諾水質監測站監測頻率高,維護工作量相對化學站小,無需化學試劑,不需要定期回收廢液,安全環保,運行費用低。
建設內容主要包括水質自動監測安裝調試、設備安裝土建基礎、附屬設施建設、試運行等。本項目在中衛市、吳忠市及銀川市共建設了10處高集成多光譜水質在線監測站。
1、招標建設的水質自動在線監測系統,水質在線監測項目為:常規水質五參數(水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度)、高錳酸鹽指數、氨氮共7項參數,監測頻次為每小時監測1次,特殊情況時可加密。
2、提供的方案技術要求設計合理、可靠、實用、經濟、運行維護簡單方便、易局部更換、維護工作量小、運行維護費用低、操作安全簡潔,滿足水質的實時連續監測和遠程監控的要求。水質及系統運行狀況信息傳送到區河長辦、水利廳、水文水資源監測預警中心指定的信息平臺,使工作人員能夠及時準確地掌握其水質狀況,實現水質自動監測和遠程監控的目的。
3、監測站點的管線布置需通暢合理,管材選擇應確保系統能長期有效運行。
4、取水應保證水樣的代表性,取樣方式設計合理,不影響水質參數的檢測結果,在惡劣氣候下可穩定運行。站點具有可靠的防雷、防風、防凍、防盜、防潮等保護措施。
5、站點系統的自動化程度高,可實現遠程監控,具備遠程顯示儀器狀態、遠程校準功能;設備具備有效的自動清洗功能并易于手工拆洗。
6、站點系統中所采用的設備符合結構簡單、性能可靠、能耗低的原則,系統可在無人值守的條件下長期、穩定工作,關鍵部件應使用優質知名產品。
7、站點系統設置具有開放性,用戶可根據需要自行設置運行中的各項參數,系統具有良好的擴展性,充分考慮將來儀器設備的擴充要求,相關設備保留相應的余量和接口。
8、系統應具備自動啟動應急監測模式和遠程召測功能。
9、測定原理符合國家或行業標準,性能穩定可靠,建設成本合理。優先選用運行維護費用低,廢液排放少的監測裝置。
10、自動監測裝置可適應各種復雜地理環境,優先選用立桿式、壁掛式等新型免占地景觀式安裝方式,具備防洪、防澇、防盜安全功能。
11、支持后續的系統軟件免費升級。
大范圍聯網水環境監測系統由水質自動監測站、信息傳輸系統、數據處理服務器、監控中心客戶端四部分構成。
水質自動在線監測系統均選用光學法,電化學法,其信息控制系統采用GPRS/CDMA/BDS/lo T通訊協議的無線組網方式進行監測數據的遠程傳輸。自動監測點是無人值守的,按設定的監測周期,定時將水質監測數據通過移動通訊公網傳輸至數據處理服務器。數據管理中心對數據進行專業的處理和分析,將分析結果通過公網傳輸給普通客戶端,再通過內部局域網傳輸給高級客戶端,不同級別客戶端按照管理權限進行分級管理和數據查看。
大范圍聯網水環境監測系統結構如圖所示:
大范圍聯網水環境監測系統架構圖
【技術名稱】:多源光譜融合分析技術
【分析時間】:≤2分鐘(自動分析全流程短至5分鐘)
【分析精度】:實驗室人工分析的精度
【分析流程】
「 多源光譜生成 」
步驟一:采用多個不同波段的激發光源同步照射水樣,分別生成待測樣品的UV吸收光譜和三維FL發射光譜。
步驟二:分別對獲得的水樣多源光譜提取水中有機物特征,構成特征光譜,排除各種干擾因素的影響。
「 多源光譜數據處理 」
步驟三:將不同來源的水樣特征光譜進行平衡與組合,避免“信息掩蓋”。
步驟四:對處理后的多源特征光譜進行信息融合建模分析,獲得水樣中有機物的綜合含量值。
1、承擔水質實時在線監測工作
2、對水體突發性污染進行預警
3、為建立水體污染擴散模型提供數據基礎
4、提供足量數據用于水體富營養化等變化趨勢分析
5、為水質管理決策提供事實依據
1、測量精度高:采用紫外/可見光吸收光譜、熒光發射光譜、拉曼散射光譜的多源光譜融合分析方法測量所需水質指標。
2、集成度高:采用一體式集成構造,可同時自動監測高錳酸鹽指數、氨氮、常規五參數等多項水質指標,完成多項水質指標的測量、變送和數據傳輸。
3、抗干擾能力強:解決了高鹽度情況下的水質分析問題;解決了高濁度情況下的水質分析問題;解決了低濃度情況下的水質分析問題;在高濁度、高鹽度水質條件下,具備測量精度補償性能。
4、建設費用低:采用立桿式安裝,占地面積小,僅為1平方米,無需監測站房,節省大量站房建設費用。
5、運行費用低:不需要化學試劑,易維護、無二次污染、節省大量運行中化學試劑及處理費用。
6、維護容易:該系統分析過程中除接觸樣品的探頭外,所有其他設備均為易維護設備。探頭具備自清洗功能,無需人工維護。
7、安全性高:高等級防水防雷,具備多種安裝方式和供電方式,適用于大范圍水體野外遠程在線監測。
8、數據實時獲取:支持無線遠程聯網數據傳輸,可構成大范圍遠程監測網絡。
針對冬季極寒天氣下黃河流域建設水質自動監測站面臨諸多困難,需要多泥沙河流水質自動監測水樣采集,需要較高頻次的人員維護,樣品前處理,系統遠程監控等技術問題,希瑪諾光電在黃河流域成功地建設了高集成多光譜水質在線監測系統。在黃河水量調度,突發性水污染事件中,自動監測站監測速度快,頻次高,自動監測站能有效降低人工化驗的工作量,有利于減少流域水資源保護的投入成本,加強流域水資源監測的一體化管理。