太湖流域水环境监测文档格式.docx
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第六章培训计划及验收文档
6.1培训计划
6.2验收文档
正文
第一章概述
太湖流域位于长江三角洲，地跨江、浙、沪两省一市，辖有七市（上海、无锡、苏州、杭州、常州、嘉兴、湖州）38县（市），流面积36500平方公里，人口4000万，该地区是中国经济最为发达的地区之一，在0.4%的国土面积上创造了中国14%的GDP。
太湖流域属于典型的平原河网地区，太湖是该流域中心最大的湖泊，起着沟通河网水系的枢纽作用，总面积2338平方公里，为中国第三大淡水湖泊，具有饮用水源、排洪蓄洪、工业用水、旅游、航运、养殖等功能，是本地区社会经济发展的命脉。
但是近年来，由于太湖流域工农业迅速发展，污染加剧，加上治理措施严重滞后，使得流域内水体普遍受到污染，其中最为突出的是流域河网的有机污染和太湖的富营养化。
近年来太湖蓝藻频繁爆发，致使沿湖城镇长时间供水困难，工厂不能正常生产，出现了“居在水乡无水喝”的现象。
因此，治理太湖已成为该地区经济持续发展急待解决的主要问题。
太湖水环境的改善在江苏、浙江和上海的社会经济发展中具有战略地位，太湖水污染治理已列入地方“九五”计划，也是国家环保局、水利部“九五”和2010年水污染治理规划的重点。
在96年7月国务院召开的第四次环保会议上又强调指出：
“把太湖作为中国水污染治理的重点”。
太湖流域水文遥测系统于1996年开始建设,到1998年4月基本建成，系统包括一个局中心、7个分中心、9个中继站和72个遥测站。
系统在1997、1998、1999年的流域防汛工作中发挥了重要作用，流域内有关水利部门对太湖流域水文遥测系统给予高度评价。
根据国家《太湖流域水环境综合治理总体方案》、省政府《太湖流域水污染治理工作方案》和新修订的《江苏省太湖水污染防治条例》的要求，到2008年年底，基本建成23个水环境自动监测站；
建成蓝藻预警监测系统，包括1个湖体综合观测站、8个浮标站、3个预警站和卫星遥感解译系统；
建成50个省、市、县和区域四级重点污染源监控中心并联网，启动省太湖水质监测中心站的建设和改造；
建成太湖流域水环境信息共享平台，实现信息资源共享。
2009年上半年完成总体验收，并交付使用。
本公司设计的太湖流域水质监控系统将在原有水文遥测站点的基础上进行建设，土建等工作将利用原有设施。
水文遥测系统的通信方式为数传电台，该通信方式相对落后，且不稳定，本系统建设中需选择其他通信方式。
系统建成之后达到“可靠、先进、使用、经济”的目标，具有国内系统先进水平。
投入之后，能够确保长期、可靠、稳定、安全的运行。
1.4.1指导思想
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，按照构建社会主义和谐社会和全面建设小康社会的要求，把太湖流域水环境治理放到更加突出、更加紧迫、更加重要的位置，坚持高标准、严要求，坚持综合治理、科学治理，着力调整产业结构与工业布局，着力加强工业点源、农村面源、城镇污水以及内源污染治理，着力加强生态修复，着力完善监测体系和加大执法力度，着力建立健全流域水环境管理体制与运行机制，努力形成流域生态系统良性循环，恢复太湖山青水美的自然风貌，确保饮用水安全，实现流域经济社会和环境协调发展、人与自然和谐相处，为全国湖泊治理提供有益经验，为流域经济社会发展提供切实保障。
1.4.2基本原则
（一）以人为本，科学发展
（二）统筹规划，综合治理
（三）远近结合，标本兼治
（四）突出重点，分类指导
（五）依靠科技，公众参与
（六）创新机制，落实责任
1.5工程建设范围
本项目建设范围包括水环境监控中心（位于太湖局办公大楼内）和首批23个现场水环境自动监测系统建设。
23个建设站点如下表所示。
太湖流域水环境监控站点一览表
序号
地点
站名
一
苏州分中心
1
镇江
浏河闸
2
丹阳
昆山
3
旧县
锦溪
五
湖州分中心
4
望亭枢纽
泗安水库
二
无锡分中心
银坑
无锡南门
访贤
德青闸下游
大浦口
六
嘉兴分中心
宜兴
嘉兴三塔
三塔
官林
肖山
崇德
三
常州分中心
欤城
小河闸
魏村枢纽
七
青浦分中心
溧阳
淀峰
沙河水库
三和
四
镇江分中心
泖港
总计
23站点
1.6设计依据
本系统的设计以《太湖流域水环境监测系统招标书》为总的设计依据，根据国家和环太湖流域地方出台的法律法规以及行政文件，力求规划出全面的、科学的、发展的、人文的太湖流域水环境监测系统。
参考文件：
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《中华人民共和国国家标准----GB38382002》——地表水环境标准（EnvironmentalQualityStandardsForSurfaceWater）
各水环境监测站点已建有较为完备的土建设施和防雷设施，且提供220V交流电，但无任何有线通信手段。
监测中心提供220V交流电和1000M局域网，网络服务器具备静态IP地址。
集中监控中心包含以下的功能：
Ø
不间断功能，可以在任何时候接收来在RTU的数据和报警信息；
存储功能，可以存储尽可能多年的各个站点数据信息，以便对各个站点的数据进行分析综合，做出预报和相应的决策；
数据处理功能，对于采集来的数据进行有效的处理，尤其对于报警信息数据要做出及时的处理、并且能够及时地做出决策提供时间保证；
具有友好的人机交互功能；
河水相关环境参数的测量，实现集中监控、数据查询、报表统计、报警处理等功能。
现场采集系统具备的功能：
远程通信功能，要充分考虑各个站点的分布和距离，做出合理的通信选择，诸如有线通信和无线通信的选择；
本地存储功能，根据本地的站点实际情况至少存储半年的数据，而且数据要全面、真实、可靠；
数据采集功能，采集所要求所有数据，之外可以根据当地的实际情况采集其它的有用的数据信息；
数据量的控制精度要满足《中华人民共和国国家标准----GB38382002》——地表水环境标准（EnvironmentalQualityStandardsForSurfaceWater）；
数据的处理功能，把采集来的数据信息进行合理的数据处理，使得数据可以有效的传输；
RTU具有可扩展性或者有一定的裕量；
考虑各个站点的影响因素不同，做出合理的数据采集间隔；
站点检测具有主动报警功能，对于本站点的数据量发生显著的变化，或者有一定的变化要有向主机报警功能，而且保证主机及时的响应；
3.1总体设计原则
系统的设计以达到“可靠、先进、实用、经济”为原则，具有国内同类系统先进水平。
确保系统长期、可靠、安全、稳定运行。
其总体技术要求满足：
A、可靠性：
主要设备及元器件（包括组态软件）采用国内外著名公司产品；
B、先进性：
采用先进的数据采集监控和工业自动化控制技术，在同类项目中,要求达到国内先进水平；
C、经济性：
系统的建设以适用为主,充分利用现有的资源，性能价格比高，实用性强；
D、开放性和可扩充性：
系统硬件和软件均采用模块化、结构化、标准化,便于系统功能的扩充和系统的互联。
主要系统设备满足可拆卸重组要求；
E、易操作性、可维护性：
系统的操作要简单,维护管理方便；
F、监控系统具有有效的抗雷电、抗强电、抗电磁干扰措施：
能在潮湿、振动、灰尘等恶劣环境下正常运行。
对系统的信号传输采用可靠的保护措施,以防工业干扰和雷电的影响，减少数据出错和元器件的损环。
系统配置在线式不间断电源（UPS）。
3.2系统总体结构
3.2.1系统组成及拓扑结构
系统拓扑结构如上图所示，由两个子系统构成：
（1）水环境集中监控系统
（2）现场水环境自动监测系统
3.2.2现场控制/采集方案
PH监测仪：
便携式PH分析仪Sensionl
高锰酸钾指数（
）监测仪：
高锰酸盐指数检测仪JHMn型
COD监测仪：
RenQ-IV型COD在线分析仪
氨氮（
Amtaxsc氨氮在线分析仪
总磷（以P计）监测仪：
哈希IL500总磷自动分析仪
总氮（以N计）监测仪：
哈希IL500总氮自动分析仪
相关数据指标每隔一个小时监测一次，
3.2.3监控信息传输方案
本子系统采用中联视讯的CDMA1X水利防汛视频监控系统采用视频监控、计算机网络和无线通讯新技术，具有实时信息自动采集、传输、视频监控、远程数据和图像传输、信息查询等功能，系统包括视频采集摄像机、视频编解码器、监控数据服务器、监控工作站网络设备等。
可实时监控管理区河流水库水位、建筑物及附属设备情况等。
视频监控信息采用CDMA1X网络传送，传递速度快，系统结构简单。
被监控点实时采集的视频文件通过CDMA1X网络通信线路及时地传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情况。
视频监控中心采用矩阵控制器，通过计算机控制实现视频切换、硬盘自动长时间录像及摄像机、云台等各种动作，进行实时监控，及时发现问题并进行处理，既方便又简捷。
并可确保系统在各种恶劣天气情况下，都能正常运行，满足系统各种信号相互传输的准确性。
可全面实现水文信息采集自动化、数字化和网络化。
视频监控系统将被监控点实时采集的视频文件及时地传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情况，及时发现问题并进行处理。
连接内部局域网络（LAN）和CDMA1X无线广域网络（WAN），能通过NAT技术，让内部的多台IP终端设备（如PC）以CDMA1X无线方式同时共享接入互联网络/企业网络，使用现有的各种Internet网络服务，如WEB、EMAIL、FTP等及企业各种应用。
以太网→CDMA1X网络的路由功能示意图
3.2.4集中监控解决方案
3.2.4.1集中监控硬件解决方案
系统结构
无线视频监控系统由视频信息采集压缩系统、无线数据传输系统和监控管理中心三部分组成：
1、视频信息采集系统
根据监控点的具体情况，在各监控点安装相应的监控摄像机（彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦）和软件系统。
在每个监控点可以安装一个或数个监控摄像机，外围再各配备一台云台、防护罩及云台控制器。
每个视频采集点各匹配一台视频编解码器。
监控摄像机用于各监控点实时视频信号。
云台可以由控制中心的计算机控制。
用户可对摄像机进行水平360度，垂直90度及变焦控制。
视频编码器是集音、视频采集、音视频压缩编码、网络传输、WEBServer、输入输出控制等功能于一体的网络视频传输设备。
视频编码器可以接入各种模拟摄像头，将模拟音、视频信号转换为压缩音视频数据流，再通过网络传输到PC上解码显示或通过视频解码器还原为电视信号显示。
视频编解码器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号，同时进行压缩，另外也传输控制信号，视频编解码器内置10/100M网卡，通过网线连接到无线设备上，编码压缩处理后的监控信息通过无线网络汇集到监控管理中心，监控中心能看到各监控点的实时状况，监控人员可通过监控中心局域网或Internet远程实时浏览视频图像、遥控云台。
为充分保证每个监控点的带宽，采用MPEG4的编码标准，带宽占用较低，并可实现图像的优质传输和存储，而且传输距离较远,适用于广阔区域的监控。
2、无线传输系统
通过CDMA1XIP路由器采用点对多点方式建立覆盖监控领域的无线带网络。
在远程监控点安装SCN2000CDMA1XIP路由器（以太网接口）。
产品具有传输距离远、低时延（对视频应用非常关键）和设备成本低的特点，可以提供高效和经济的视频传输解决方案。
CDMA1X理论速率153.6Kbps，目前实际测试速率为80kbps，超过目前普通有线电话拨号上网的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS数据传输的2-3倍。
可以将不同地点的现场视频信息通过无线通讯手段传送到监控中心，支持采用H.263/MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，能够保证视频流的稳定持续传输，并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制。
SCN2000CDMA1XIP路由器设备提供10/100BaseT以太网接口，监控点的交换机、视频解码器和摄像机都可以直接双绞线连接到SCN2000CDMA1XIP路由器的10/100BaseT以太网接口上。
3、监控管理中心
监控管理中心负责接收各监控点通过CDMA1X网络传输过来的视频信息，控制中心可以通过电视监视器显示各现场监控点的图像信息，也可在通过电视墙进行图像的实时监控，并进行数码录像，用户登录管理，控制信号的协调，视频数据可同时存入存储服务器，进行录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询回放视频录像。
监控中心主要由视频编解码器、矩阵电视墙、监控服务器、硬盘录像机等组成，可完成现场图像接收与显示，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
视频编解码器对经CDMA1X无线网络传送来的前端监控点摄像机采集的视频信号进行编解码处理，传到监控管理中心局域网视频监控服务器上，再经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端。
监控中心发出的对于云台、镜头等的控制指令通过无线设备传送到监控点。
用户可以通过位于监控中心的云台控制设备控制现场任意点的云台、镜头的光圈、焦距、变倍；
云台的上、下、左、右、自动或辅助控制远端的电源、摄像机开关等。
现场传回的视频图像转化为数字信号存储在硬盘录像机上，可方便快捷地实现资料的存储、更新、查询、备份，为交通违章处理等执法工作提供依据。
3.2.4.2集中监控软件方案
本系统上位机采用功能丰富的MCGS组态软件作为组态监控软件，它具有远程监控、通讯连接、参数设置、实时在线显示和历史再现显示等功能，并且通过编写程序实现了模糊-PID，模糊控制等智能控制算法。
本系统建设满足以下性能指标：
A实时性
●数字量采集周期<
1S
●模拟量采集周期<
3S
●控制命令响应时间<
2S
●报警时间<
B可靠性
●工控机平均无故障时间（MTBF）>
20000h
●现地单元平均无故障时间（MTBF）>
40000h
●系统MTBF>
10000h
●平均修复时间<
2h
C可维护性
●系统具备自诊断能力，能迅速定位故障部位
●尽量选用通用设备，提高设备的互换性
DCPU负载率
●工控机CPU负载率不超过40%
●现地控制单元CPU负载率不超过30%
E安全性
●系统设有操作员控制口令
●任何系统操作均有记录
●系统具备防愚设计
●系统具备明显的操作提示功能
3.4.1哈希IL500总磷自动分析仪
分析方法：
880nm钼酸铵比色
消解方法：
酸性过硫酸快速消解法（150℃，6bar）
样品ph：
ph2-10
测量范围：
0.05-3.8mg/lpo4-p
准确度：
<
2％在1mg/l
精确度：
1%
分析单元校正方法：
单点或多点校正
消解、分析单元管路：
允许100μm粒径的颗粒通过
自动进样器转盘：
直径240mm，有两种型号：
（1）带36个样品瓶，有搅拌功能
（2）带53个样品瓶，无搅拌功能
控制单元显示屏：
彩屏显示
消解及分析单元重量：
0千克
自动进样器转盘重量：
5千克
3.4.2RenQ-IV型COD在线分析仪
测量方法：
重鉻酸钾高温消解，比色测定（国家标准GB11914-89）
测试量程：
0~5000mg/L
检测下线：
8mg/L
分辨率：
1mg/L
准确度：
>
100mg/L<
10%读数；
100mg/L：
正负5mg/L
重现度：
5%读数；
响应时间：
（>
90%）:
15min
测试间隔：
20，30，40，60，80，100，120，自动
校正间隔：
按选定间隔自动进行（持续时间60分钟）
清洗间隔：
按选定间隔自动进行（持续时间10分钟）
消解温度：
175摄氏度，可设定
服务间隔：
24个月
用户保养：
保养间隔：
〉1个月，每月约1小时
试剂消耗：
每天六个样，约6个月。
提供全部试剂配方和配置办法，企业可自己配置。
样品流速：
最小为0.1L/h
★自动校正、自动清洗
★显示：
LCD蓝屏，带触摸功能；
微型打印机打印功能；
具有数据存储功能
★配备自动采样系统，可定时自动采样，独立于仪器安装，更方便
环境影响：
带水质过滤系统，水质极端情况（如高悬浮物、杂质、漂浮物等）下不会损坏
维
护：
无易损件，维护简单、方便
通信接口：
RS232数字接口,4～20mA模拟信号输出
3.4.3Amtaxsc氨氮在线分析仪（氨氮分析仪）
T90≤5min
测量间隔：
5～120min可调
样品条件：
温度：
4-40℃，pH：
5-9
操作条件：
-20-45℃湿度：
相对湿度95％非冷凝
电源要求：
230VAc/50Hz或115VAc/50-60Hz；
数据传输：
sc1000多参数通用控制器配有数据线
输出经由：
sc1000多参数通用控制器的继电器、电流输出和总线接口
外壳特性：
符合美国标准协会的防紫外要求，可锁外壳，防护标准达IP66级
样品过滤：
采用Filterprobesc或采用FILTRAX、超滤等获取连续样品（约500-1000ml/min）
外箱尺寸：
540×
720×
390mm
电缆长度：
自外壳起2米
仪器重量：
35千克（包括试剂）
电源功率：
通过分析仪100瓦（短暂的峰值电耗：
1000伏安），5或10米过滤式探头加热软管
最大3米/秒
滤液流速：
每5分钟中至少有4分钟达5毫升/分钟
315×
250×
120毫米
3.4.4哈希IL500总氮自动分析仪
210nm、280nm比色法
碱性过硫酸快速消解法（150℃，6bar）
ph2-11
低量程0.5-30mg/ltn高量程30-50mg/ltn
2％在15mg/l
1％
允许100um粒径的颗粒通过
（1）36个样品瓶孔，带搅拌功能；
（2）53个样品瓶孔，无搅拌功能
40千克
3.4.5CDMA1X路由器
CPU：
32位高性能网络专用嵌入式处理器
SDRAM：
8MBytes
FLASH：
1MBytes
标准的AT命令界面
内嵌TCP/IPInternet协议栈
支持全透明及帧格式数据传输
支持TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、PPP、Telnet、HTTP、FTP、DNS、DHCP、NAT等协议
CDMA1X模块：
WAVECOM
网络接口：
100BaseT
串口：
RS232/RS485
提供符合ISO7816-3IC卡标准的SIM卡座，支持符合GSM11.11和GSM11.10规范SIM卡
提供掉线自动重启，远程唤醒功能
电源：
DC5V
3.4.6蓝博DVS-50
显示技术：
DLP
屏幕尺寸：
50英寸
屏幕比例：
4：
颜色：
16.7M
交流220V，50-60Hz
操作温度：
0～40℃
对比度：
1600：
亮度：
850cd/m2
4.1主要设备概算
项目名称
使用情况
数量
单价/元
金额/万元
华北工控BIS-31
工控机
23×
4000
36.8
摄像机
视频监控
2000
13.8
传感器
收集监测水环境相关参数（水位、PH值、COD、总磷、总氮）的数据
5
23
电缆
连接设备
若干
7/米
MCGS
组态软件
1000
0.1
6
瑞星
杀毒软件
150
0.35
7
RenQ-4型COD在线分析仪
监测COD
50000
115
8
CDMAIX路由器SCN2000
路由器
2.3
9
监测P含量
10
Amtaxsc氨氮在线分析仪（氨氮分析仪）
检测氨氮含量
11
检测氮含量
12
视屏墙
视屏监控
80000
64
13
打印机
打印
45
500
2.25
14
电脑
数据处理与远程控制
60
15
服务器
数据上传与交换
2+7
80000/2000
30
16
硬盘存储器
数据存储
40
合计
696.6万元
4.2其它概算
名称
升级会员 