智慧水務(wù)
水是個(gè)世界性問(wèn)題,目前水源的缺失已經(jīng)引起世界各國(guó)的關(guān)注,究其缺水的原因,很大一部分是來(lái)自水源地被污染,相對(duì)污染的最大比例是城市污水的排泄,城市污水大多來(lái)自于企業(yè)水質(zhì),垃圾的污染,人們的隨亂丟棄,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年的污水總體排放量為 350 億噸,其中 78%以上都是未經(jīng)任何處理,直接排放。排進(jìn)河流,湖泊,水庫(kù)等,致使這些水源地在不同程度被污染,有數(shù)據(jù)表明,曾經(jīng)對(duì) 500 多條河流進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)有 400 條河流被不同程度的污染,隨著污染的日漸增加,以致直接影響到我們的生活。
規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如重金屬、殘留的獸藥和大量的病原體等，因此如不經(jīng)過(guò)處理就排放于環(huán)境或直接農(nóng)用，將會(huì)造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴(yán)重污染。
隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，農(nóng)村地區(qū)生活水平得到改善，同時(shí)產(chǎn)生的生活污水也高于以往由于農(nóng)村居民污水治理意識(shí)薄弱，導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)污染日益嚴(yán)重。
因此投資于監(jiān)測(cè)和監(jiān)管，提供一個(gè)有效、實(shí)用先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和解決方案，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)變得迫在眉睫，建立污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、污水處理校驗(yàn)系統(tǒng)，提高水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)能力勢(shì)在必行。其主要衡量指標(biāo)有 PH 值、電導(dǎo)率、氨氮、總磷、CDD、濁度等。
水質(zhì)分析：為污水處理技術(shù)方案提供依據(jù)。
如何定義一種污水，主要就是從其常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)角度來(lái)說(shuō)的，常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)包含了污水的基本特征和信息。污水的水質(zhì)特征決定了它適合采用什么處理方法，常規(guī)指標(biāo)提供了基本和重要的依據(jù)。
為水處理工藝運(yùn)行提供參考 (污水處理是否合格)
以處理廢水為例，各個(gè)工藝單元都對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有相關(guān)要求，出水水質(zhì)也要達(dá)到設(shè)計(jì)效果，所以就要在各個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)對(duì)智慧水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并以此判斷運(yùn)行是否正常，如果異常，也可以從水質(zhì)指標(biāo)做出預(yù)判。
為監(jiān)管部門(mén)提供數(shù)參考
減少勞動(dòng)力
水質(zhì)站采用無(wú)人值守的工作模式，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，減少人工去實(shí)時(shí)抽樣監(jiān)測(cè)的環(huán)節(jié)，節(jié)省了勞動(dòng)力，方便管理。
了解現(xiàn)場(chǎng)情況(排水口是否出現(xiàn)倒灌情況)
流量站、圖像站可采集現(xiàn)場(chǎng)流量和抓拍現(xiàn)場(chǎng)情況
智慧環(huán)保水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等組成的一個(gè)綜合性在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理飲用水、河流、水庫(kù)水質(zhì)異常情況，確保市民生活飲用水安全。在線監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)快速的將水質(zhì)信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)街鞴懿块T(mén)，大大提高監(jiān)管力度。
智慧環(huán)保系統(tǒng)中的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等信息化先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)城市部件與信息系統(tǒng)的整合。利用物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)境基礎(chǔ)信息，采用大數(shù)據(jù)平臺(tái)存儲(chǔ)管理環(huán)境大數(shù)據(jù)，使用云計(jì)算將水/空氣環(huán)境的“污染監(jiān)測(cè)-追蹤溯源-治理評(píng)估-預(yù)警預(yù)報(bào)”鏈條融合貫通，同時(shí)為管理人員提供污染源信息管理、環(huán)保工作業(yè)務(wù)管理、監(jiān)察執(zhí)法任務(wù)管理、污染防控輔助決策等功能。
通過(guò)各種探測(cè)器，探測(cè)污水處理監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用各種傳感器與專(zhuān)用儀表，采集和污水處理有關(guān)的物理、化學(xué)等參數(shù)，如污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況，工業(yè)用水排放污水流量，污水PH值，污水的相對(duì)濁度等。各種數(shù)據(jù)從監(jiān)測(cè)儀的通信口傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心站。監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析;同時(shí)將監(jiān)測(cè)信息傳至環(huán)保局，由環(huán)保局對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理。遠(yuǎn)程在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、前端監(jiān)測(cè)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備四部分組成。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)系統(tǒng)由采樣系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)三部分組成。采樣系統(tǒng)由泵、采樣管路、專(zhuān)用采樣器、控制單元等構(gòu)成。測(cè)量系統(tǒng)由測(cè)量?jī)x器及數(shù)據(jù)采集終端構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端及通訊模塊構(gòu)成。
水質(zhì)環(huán)保監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)主要包括圖像站、流量站、水質(zhì)站，圖像站用于抓拍現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息，流量站監(jiān)測(cè)過(guò)河倒虹管的河水倒灌入流入滲量及本段管道負(fù)載分析，水質(zhì)站用于監(jiān)測(cè)河道排污口、自來(lái)水廠水質(zhì)信息，采用有人看管、無(wú)人值守的管理模式，實(shí)現(xiàn)水管網(wǎng)信息的自動(dòng)采集、傳輸。
在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作機(jī)制對(duì)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)有重要的影響，智慧水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用自報(bào)式、查詢(xún)應(yīng)答式、自報(bào)/應(yīng)答兼容式三種工作方式。
自報(bào)式
這是一種不受中心指令控制的工作方式，主動(dòng)將信息向中繼站或分中心發(fā)送。其特點(diǎn)是功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng);能很好反映參數(shù)變化全過(guò)程。
查詢(xún)應(yīng)答式
在查詢(xún)應(yīng)答工作方式下，遙測(cè)站自身能對(duì)實(shí)時(shí)參數(shù)的變化自動(dòng)采集和存儲(chǔ)，但不主動(dòng)傳送給中心。只有當(dāng)中心站發(fā)出查詢(xún)指令時(shí)，才將數(shù)據(jù)送出。其特點(diǎn)是控制性好，中心站隨時(shí)可向測(cè)站索取數(shù)據(jù)。
自報(bào)/應(yīng)答兼容式
具有上述兩種方式的特點(diǎn)，既能實(shí)時(shí)反映參數(shù)變化全過(guò)程，又能響應(yīng)中心站的查詢(xún)。
精準(zhǔn)立體化監(jiān)測(cè)，清晰展示監(jiān)測(cè)水質(zhì)情況、水質(zhì)變化及趨勢(shì)、水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。
全面融合GIS“一張圖”，對(duì)全流域水質(zhì)進(jìn)行精細(xì)模擬，提供區(qū)域治理考核排名。
水污染動(dòng)態(tài)追蹤與溯源，實(shí)時(shí)追責(zé)每一位河(湖)長(zhǎng)，全流域精細(xì)化監(jiān)管。
輔助進(jìn)行污染源執(zhí)法治理，跟蹤對(duì)比治理前后的水環(huán)境質(zhì)量情況，評(píng)估治理成效。
3.1水質(zhì)傳感器
3.2數(shù)據(jù)遙測(cè)終端-環(huán)保數(shù)采儀
主要參數(shù)：
串口 | 2 個(gè) RS232 和 2 個(gè) RS485 接口，內(nèi)置 15KV ESD 保護(hù) |
指示燈 | 具有系統(tǒng)“SYS”指示燈 |
天線接口 | 標(biāo)準(zhǔn) SMA 陰頭天線接口，特性阻抗 50 歐 |
SIM/UIM 卡接口 | 標(biāo)準(zhǔn)的翻蓋式用戶(hù)卡接口，支持 1.8V/3V SIM/UIM 卡，內(nèi)置 15KV |
標(biāo)準(zhǔn)電源 | DC 12V/1.5A |
供電范圍 | DC 5~36V |
靜態(tài)值守電流 | <2mA (12V) |
工作電流 | <50mA (12V) |
工作溫度 | -35~+75℃ |
儲(chǔ)存溫度 | -40~+85℃ |
相對(duì)濕度 | 95%(無(wú)凝結(jié)) |
| 1 個(gè)翻斗式雨量計(jì)接口 |
1路脈沖計(jì)數(shù)接口，最高可支持1KHz脈沖接入 | |
1路SDI-12接口 | |
8 路模擬量輸入接口（16 位 AD、支持 4-20mA 電流信號(hào)輸入，可 | |
8 路開(kāi)關(guān)量輸入接口（光隔離） | |
4 路繼電器輸出接口（光隔離） | |
1個(gè)10/100Mbps以太網(wǎng)口（RJ45插座），自適應(yīng)MDI/MDIX，內(nèi)置1.5KV電磁隔離保護(hù) | |
5 路受控輸出電源（額定電源12V/1A內(nèi)置過(guò)流保護(hù)） |
水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)信息化平臺(tái)集成流域水網(wǎng)數(shù)據(jù)、點(diǎn)源面源數(shù)據(jù)、水環(huán)境及污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控、水質(zhì)變化趨勢(shì)分析、分區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、污染來(lái)源與擴(kuò)散解析、水質(zhì)異常預(yù)警等綜合應(yīng)用。為推動(dòng)水環(huán)境的精準(zhǔn)管理及未來(lái)水環(huán)境的持續(xù)改善提供重要科學(xué)依據(jù)，為新形勢(shì)下的日常水環(huán)境管理提供有力保障。
數(shù)據(jù)查詢(xún)管理以 GIS 技術(shù)為支撐，建立數(shù)據(jù)空間和屬性特征的拓?fù)潢P(guān)系，實(shí)現(xiàn)地圖查詢(xún)管理，界面友好，操作簡(jiǎn)單靈活，功能組織條塊合理。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，信息系統(tǒng)建設(shè)并非一蹴而就，而是分階段逐步實(shí)施，因此系統(tǒng)采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，在軟硬件方面，保證具有良好的擴(kuò)展性，今后系統(tǒng)可不斷地升級(jí)完善。
在適用前提下將新思想、新方法融入到系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，做到數(shù)據(jù)和圖形相融合、GIS 與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，把科學(xué)計(jì)算的結(jié)果通過(guò)三維情景表現(xiàn)和動(dòng)態(tài)的形式直觀表現(xiàn)。
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