佳績(jī)地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

為您提供專業(yè)的環(huán)境在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)解決方案

一.系統(tǒng)建設(shè)背景

為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)江、河、湖等地表水管理保護(hù)工作，落實(shí)屬地責(zé)任， 健全長(zhǎng)效機(jī)制，12 月 11 日，經(jīng)中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組第 28 次會(huì)議審議通過(guò)，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院 辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》。

《意見》要求建立由黨政主要負(fù)責(zé)同志領(lǐng)導(dǎo)的省、市、縣、鄉(xiāng)“四級(jí)河長(zhǎng)體系”，確認(rèn)了六方面的主要任務(wù)：加強(qiáng)水資源保護(hù)、加強(qiáng)河湖水域岸線管理保護(hù)、加強(qiáng)水污染防治、加強(qiáng)水環(huán)境治理、加強(qiáng)水生態(tài)修復(fù)和加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管。

《意見》對(duì)江、河、湖等地表水水質(zhì)提出了更高的要求，在其指導(dǎo)下，北京、上海、江蘇、福建、浙江等地紛紛推出了地方性“河長(zhǎng)制”《實(shí)施細(xì)則》和《實(shí)施辦法》，打響了污染防治、河道治理、建立河道管理保護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制的攻堅(jiān)戰(zhàn)。

河道治理是“河長(zhǎng)制”的重要工作內(nèi)容，上海 市《關(guān)于本市全面推行河長(zhǎng)制的實(shí)施方案》中，提 出了 2017 年底，實(shí)現(xiàn)全市河湖河長(zhǎng)制全覆蓋，全市 中小河道基本消除黑臭，水域面積只增不減，水質(zhì) 有效提升；到 2020 年，基本消除喪失使用功能（劣 于Ⅴ類）水體，重要水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提升到78%，河湖水面率達(dá)到 10.1% 的工作目標(biāo)。

與短期的河道治理相比，河道水質(zhì)的長(zhǎng)效管理持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，涉及部門和行業(yè)更多，協(xié)調(diào)和管理難度更大，是河湖管理保護(hù)中的一個(gè)難點(diǎn)。缺乏有效的河道水質(zhì)長(zhǎng)效監(jiān)管解決方案，業(yè)已修復(fù)的河道也容易被再次污染，黑臭反彈， 產(chǎn)生不良的社會(huì)影響。

二.系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)

本系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3838-2002》。

依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低依次劃分為五類；

Ⅰ類、主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；水質(zhì)很好。既無(wú)天然缺陷又未受人為直接污染，不需要任何處理。

Ⅱ類、主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等；

Ⅲ類、 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)；

Ⅳ類、主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)；

Ⅴ類 、主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。

Ⅰ類和Ⅱ類為優(yōu)質(zhì)水質(zhì)，Ⅲ類為良好水質(zhì)，Ⅳ類為輕度污染水質(zhì)，Ⅴ類為中度污染水質(zhì)，Ⅴ類重度污染水質(zhì)。

三.常見水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)概念解析

1. 溶解氧 （DO）：代表溶解于水中的分子態(tài)氧。水中溶解氧指標(biāo)是反映水體質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，含有有機(jī)物污染的地表水，在細(xì)菌的作用下有機(jī)污染物質(zhì)分解時(shí)，會(huì)消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)黑發(fā)臭，會(huì)造成魚類、蝦類等水生生物死亡。在流動(dòng)性好（與空氣交換好）的自然水體中，溶解氧飽和濃度與 溫度、氣壓有關(guān)，零度時(shí)水中飽和氧氣含量可 14.6mg/L，25℃為 8.25mg/L。水體中藻類生長(zhǎng)時(shí)由于光合作用產(chǎn)生氧氣，會(huì)造成表層溶解氧異常升高而超過(guò)飽和值。

2. pH 值：表征水體酸堿性的指標(biāo)，pH 值為 7 時(shí)表示為中性，小于7為酸性，大于7為堿性。天然地表水的 pH 值一般為 6~9 之間，水體中藻類生長(zhǎng)時(shí)由于光合作用吸收二氧化碳，會(huì)造成表層 pH 值升高。

3. 水溫：水溫指標(biāo)是一個(gè)比較特殊的物理指標(biāo)。實(shí)際上對(duì)人體的健康及安全等并無(wú)直接的危害，其環(huán)境效應(yīng)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是水溫變化對(duì)水生生物的生長(zhǎng)和發(fā)育存在著加速或抑制作用，二是水溫對(duì)其他水質(zhì)指標(biāo)的環(huán)境效應(yīng)有協(xié)同作用，比如在其他水質(zhì)指 標(biāo)含量不變的情況下，水溫升高或降低，可能會(huì)導(dǎo)致某些環(huán)境災(zāi)害現(xiàn)象的發(fā)生。

4. 濁度：濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、浮游動(dòng)物和其他微生物等懸浮物和膠體物都可使水樣呈現(xiàn)濁度。濁度值對(duì)于了解水質(zhì)狀況 和水質(zhì)處理有重要的指導(dǎo)意義。

5. 化學(xué)需氧量COD：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑，經(jīng)沸騰回流后，以試亞靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。重鉻酸鉀的氧化能力很強(qiáng)，能夠較完全地氧化水中大部分有機(jī)物和無(wú)機(jī)性等還原性物質(zhì)，適用于污染較嚴(yán)重的水樣分析。

6. 總氮：水中各種形態(tài)無(wú)機(jī)和有機(jī)氮的總量。包括 NO3、NO2 和 NH4 等無(wú)機(jī)氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等有機(jī)氮，以每升水含氮毫克數(shù)計(jì)算。常被用來(lái)表示水體受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。水中的總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。其測(cè)定有助于評(píng)價(jià)水體被污染和自凈狀況。地表水中氮、磷物質(zhì)超標(biāo)時(shí)，微生物大量繁殖，浮游生物生長(zhǎng)旺盛，出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

7. 氨氮：水中以游離氨 (NH3) 和銨離子 (NH4+ ) 形式存在的氮，也稱水合氨，也稱非離子氨。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子。水中的氨氮受微生物作用，可分解成亞硝酸鹽氮，繼續(xù)分解，最終 成為硝酸鹽氮，此過(guò)程消耗水中 DO，還會(huì)造成藻類大量繁殖，即水體富營(yíng)養(yǎng)化，水體發(fā)臭，魚類死亡等等

8. 總磷：就是水體中磷元素的總含量，水樣經(jīng)消解后將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后測(cè)定的結(jié)果，以每升水樣含磷毫克數(shù)計(jì)量。對(duì)于引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化而言，磷的作用遠(yuǎn)大于氮的作用，水體中磷的濃 度不很高時(shí)就可以引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化。

四.系統(tǒng)方案和產(chǎn)品介紹

佳績(jī)河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案為河長(zhǎng)制的落實(shí)提供全方位的產(chǎn)品支持、系統(tǒng)平臺(tái)支持和技術(shù)支持。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，配合信息化系統(tǒng)和應(yīng)用終端，幫助河道管理部門及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握河道水質(zhì)信息，為預(yù)警預(yù)報(bào)重大流域性水質(zhì)污染事故，監(jiān)管污染物排放，以及監(jiān)督總量控制制度落實(shí)等提供幫助。

本解決方案主要包括監(jiān)測(cè)層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三塊。

1.監(jiān)測(cè)層主要是完成現(xiàn)場(chǎng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，根據(jù)安裝方式或監(jiān)測(cè)參數(shù)的不同，可分為：水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心（大型站）、岸邊站（微型站）、水質(zhì)監(jiān)測(cè)浮標(biāo)和便攜式水質(zhì)檢測(cè)箱等。提供了多種獲取河道水質(zhì)信息的方法，可以依據(jù)河道監(jiān)測(cè)需求以進(jìn)行選擇。

2.網(wǎng)絡(luò)層主要是網(wǎng)絡(luò)通訊以及水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)河道及水質(zhì)數(shù)據(jù)，可支持4G/NBIOT等無(wú)線方式。

3.應(yīng)用層以應(yīng)用軟件為主，包括電腦管理終端和移動(dòng)管理終端。

1.監(jiān)測(cè)層應(yīng)用產(chǎn)品類型

根據(jù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用要求的不同，監(jiān)測(cè)設(shè)備可分為三類：水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站，水質(zhì)監(jiān)測(cè)岸邊站和浮標(biāo)站。

1)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站：為大型的環(huán)保監(jiān)測(cè)站，要求建立獨(dú)立的監(jiān)測(cè)站房安放設(shè)備，具有較高監(jiān)測(cè)精度。單成本投入和維護(hù)要求較高。

2)水質(zhì)監(jiān)測(cè)岸邊站：為中心站的移動(dòng)簡(jiǎn)化版，能在實(shí)現(xiàn)成本控制的情況下基本實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)要求。本類產(chǎn)品成本低，無(wú)專業(yè)的維護(hù)要求，適用于規(guī)模化的部署。

3)浮標(biāo)站：顧名思義就是可投放于水中的在線監(jiān)測(cè)站，可實(shí)現(xiàn)與岸邊站同等的監(jiān)測(cè)項(xiàng)。

1.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站

水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站GIGA系列是固定永久性水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，具有較大的內(nèi)部空間，支持安裝復(fù)雜的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備并提供良好的測(cè)試環(huán)境。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心一般由采水和配水單元、分析測(cè)試單元、系統(tǒng)控制單元和通訊單元等組成，具備完善的供水、供電、防雷、防水、保暖、防凍、網(wǎng)絡(luò)通訊以及視頻監(jiān)控等功能。在監(jiān)測(cè)站內(nèi)，還加裝化學(xué)試劑柜、實(shí)驗(yàn)臺(tái)等設(shè)施，放置實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試設(shè)備等，使其在在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)功能之外，同時(shí)具備實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析能力。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站具有很大的靈活性，分析測(cè)試單元可根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)需求進(jìn)行選擇，即可用于重點(diǎn)監(jiān)控江河斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，也可用于普通河道的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

中心站可支持的監(jiān)測(cè)項(xiàng)指標(biāo)：PH、ORP、電導(dǎo)率 /TDS、溶解氧、濁度、COD、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮等。

1.1.1主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)參數(shù)規(guī)格如下表

1.1.2中心監(jiān)測(cè)站安裝及使用要求

為保障儀器的正常運(yùn)行，中心站必須首先建設(shè)一個(gè)站房。監(jiān)測(cè)站房面積應(yīng)不小于2.8m×2.5m=7m2（具體需要根據(jù)儀器設(shè)備的數(shù)量而定）。監(jiān)測(cè)站房應(yīng)靠近采樣點(diǎn)（30米以內(nèi)）。房間地面高度高于地平面20cm，距離污染源的落差在4m以內(nèi)。監(jiān)測(cè)站房未直接建設(shè)在污染源之上（否則會(huì)產(chǎn)生濕度嚴(yán)重超標(biāo)）。在靠近污染源一側(cè)，靠地面留一直徑10公分的通孔，方便水管進(jìn)出（單臺(tái)設(shè)備有3個(gè)水管進(jìn)出）。監(jiān)測(cè)站房已經(jīng)在做到專室專用，專人保管、維護(hù)。

監(jiān)測(cè)站房做到了密閉、安裝空調(diào)、墻面白石灰、地面瓷磚、平整、無(wú)震動(dòng)。保證室內(nèi)清潔，環(huán)境溫度在5度~30度、相對(duì)濕度在45%~70% ，有照明裝置。

1.監(jiān)測(cè)房?jī)?nèi)有安全合格的配電設(shè)備，能夠提供足夠的電力負(fù)荷，電源電壓：220V±10%AC ,電源頻率：50HZ, 功率5kW。一臺(tái)設(shè)備至少配有1只三眼插座。站房?jī)?nèi)應(yīng)配置穩(wěn)壓電源。

2.監(jiān)測(cè)房現(xiàn)有合格的給、排水設(shè)施，應(yīng)使用自來(lái)水清洗儀器及有關(guān)裝置；每臺(tái)設(shè)備要接自來(lái)水，以便沖洗。

3.監(jiān)測(cè)站房有完善規(guī)范的接地裝置（接地電阻小于10Ω）和避雷措施、防盜和防止人為破壞的設(shè)施。

4.監(jiān)測(cè)站房采用彩鋼夾芯板搭建，符合相關(guān)臨時(shí)性監(jiān)（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)和建造要求。

5.監(jiān)測(cè)站房?jī)?nèi)配備滅火器箱、手提式二氧化碳滅火器、干粉滅火器或沙桶等。

6.監(jiān)測(cè)站房未位于通信盲區(qū)，房間周圍未有有強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，未有強(qiáng)腐蝕性氣體。

1.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)岸邊站

岸邊站GIGA-W01系列是半永久性水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，一般采用彩鋼或不銹鋼材料建造，表面做噴塑或烤漆處理。岸邊站由采水和配水單元、分析測(cè)試單元、系統(tǒng)控制單元和通訊單元等組成，具備完善的供水、供電、防雷、防水、保暖、防凍、網(wǎng)絡(luò)通訊以及視頻監(jiān)控等功能。

岸邊站占地面積小，建設(shè)周期短，適用于土地資源緊缺，地形復(fù)雜，無(wú)法建設(shè)磚瓦結(jié)構(gòu)站房的場(chǎng)景。

岸邊站可采用整體設(shè)計(jì)，在必要時(shí)可進(jìn)行整體遷移。

岸邊站可支持的監(jiān)測(cè)項(xiàng)指標(biāo)：水溫、PH值、電導(dǎo)率 /TDS、溶解氧、濁度、COD、氨氮等。

1.2.1產(chǎn)品主要監(jiān)測(cè)參數(shù)

1.3水質(zhì)監(jiān)測(cè)浮標(biāo)站

顧名思義，水質(zhì)監(jiān)測(cè)浮標(biāo)站GIGA-F01系列建立在浮標(biāo)的基礎(chǔ)上，可直接投放在被測(cè)水體內(nèi)使用。

浮標(biāo)尺寸：直徑0.6米，整體高度0.6米，重量為35KG。材料為高分子材料，具備良好的抗沖擊、防腐蝕特性，皮實(shí)耐用。

浮標(biāo)站具有如下特點(diǎn)：

1)直接投放到河道中進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，使用簡(jiǎn)單靈活，不占用岸邊土地；

2)浮標(biāo)體采用不銹鋼材質(zhì)制作，抗撞擊能力強(qiáng)，防生物附著性，耐腐蝕；

3)大浮力設(shè)計(jì)，有效載荷更高，可搭載更多水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備和輔助設(shè)備，存放電池和電子設(shè)備的密封箱水密封性佳；

4)浮標(biāo)具有自平衡能力，具有良好的抗風(fēng)抗浪性能；

5)采用傳感器進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，可根據(jù)測(cè)試需求配置不同傳感器，測(cè)試過(guò)程綠色無(wú)污染；

6)支持蓄電池和太陽(yáng)能雙重供電，有效提高續(xù)航時(shí)間；

7)支持無(wú)電報(bào)警，提示運(yùn)維周期；

8)支持單點(diǎn)標(biāo)定、多點(diǎn)標(biāo)定、動(dòng)態(tài)標(biāo)定功能；

9)支持雙向通訊，可遠(yuǎn)程控制浮標(biāo)，調(diào)整測(cè)量參數(shù)；

10)支持大容量的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)；

11)支持?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)線傳輸，可設(shè)置測(cè)試和數(shù)據(jù)發(fā)送間隔；

12)支持傳感器自清洗功能，減少日常維護(hù)量；

13)支持 GPS，支持全球定位；

14)支持離水報(bào)警和位置偏離報(bào)警，加強(qiáng)防盜功能；

15)具有警示燈標(biāo)，有效提醒過(guò)往船只，防止碰撞；

16)具有固定及回收系統(tǒng)，可根據(jù)水下不同情況選擇不同形式的錨和拋錨方式。

17)供電系統(tǒng)：太陽(yáng)能板72W , 蓄電池42AH（可定制）。太陽(yáng)能供電，有效保障持續(xù)陰雨天氣的連續(xù)運(yùn)行。

浮標(biāo)可支持的監(jiān)測(cè)項(xiàng)指標(biāo)：PH、溫度、濁度、溶解氧、電導(dǎo)率的監(jiān)測(cè)（可拓展定制監(jiān)測(cè)葉綠素、藍(lán)綠藻、UVCOD、氨氮）。

五.系統(tǒng)特點(diǎn)

水質(zhì)在線分析儀采用了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，其主要特點(diǎn)如下：

1. 先進(jìn)性

1) 與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比具有無(wú)需化學(xué)試劑、無(wú)二次污染、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)

2) 紫外全譜快速掃描系統(tǒng)保證測(cè)定的準(zhǔn)確性高于現(xiàn)有的單波長(zhǎng)紫外測(cè)量法

3) 自主開發(fā)的流通測(cè)量池、光纖光源光譜儀保證真正意義上的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)和全天候24小時(shí)的連續(xù)性監(jiān)測(cè)

4) 已有的水質(zhì)模型和現(xiàn)場(chǎng)自建模型功能保證適用各個(gè)行業(yè)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)

5) 在線稀釋大大拓寬了紫外法的測(cè)試范圍

2. 維護(hù)量少

1) 獨(dú)特的水樣預(yù)處理系統(tǒng)保證用戶極少的維護(hù)量

2) 自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)清洗和自動(dòng)調(diào)零功能可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的完全自動(dòng)化

3) 常規(guī)情況下只需半年維護(hù)1次，水質(zhì)較差的一個(gè)季度維護(hù)1次

3. 可靠性高

1) 方便的旋轉(zhuǎn)型流通池可完成光程的瞬間轉(zhuǎn)換

2) 光源采用高性能、長(zhǎng)壽命氙燈

3) 歷史數(shù)據(jù)在每小時(shí)存儲(chǔ)一次平均值的情況下可至少存儲(chǔ)1年數(shù)據(jù)，同時(shí)可根據(jù)用戶需求將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)上

4) 大屏液晶顯示輸出及觸摸屏輸入保證用戶簡(jiǎn)單快捷地操作

4. 聯(lián)網(wǎng)方便

1) RS232/RS485/GPRS等通訊接口提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)、停止，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化運(yùn)行

2) 多路4-20mA模擬接口可隨意組合同時(shí)測(cè)定包括COD在內(nèi)的pH、溫度、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、流量等以及其他根據(jù)用戶需求定制的水質(zhì)參數(shù)

3) 多路繼電器輸出可根據(jù)用戶要求完成報(bào)警及其他相關(guān)設(shè)備的控制

六.地表水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件平臺(tái)

1.平臺(tái)介紹

本平臺(tái)主要用于收集環(huán)境檢測(cè)終端的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及展示。

一套基于B/S架構(gòu)開發(fā)，完整的藍(lán)居環(huán)境監(jiān)測(cè)系列產(chǎn)品在線管理平臺(tái)，可執(zhí)行設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、用戶管理等功能。

2.首頁(yè)功能展示

登陸首頁(yè)之后，可以直觀地看到用戶數(shù)量，設(shè)備數(shù)量，以及歷史采集到的數(shù)據(jù)量。

點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)板塊下的箭頭，即可看到詳情。

3.運(yùn)行超標(biāo)提示

當(dāng)某個(gè)檢測(cè)項(xiàng)超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示，并且記錄

4.環(huán)境排行榜

可在任意時(shí)間進(jìn)行查詢，生成圖表

5.設(shè)備分布圖

調(diào)用百度地圖，操作方便快捷。可以直觀地看到設(shè)備的位置和信息。

6.用戶列表

在此可以添加登陸用的用戶

七.成功案例