城市饮用水源地水质在线监测系统.docx
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城市饮用水源地水质在线监测系统
建
设
方
案
XX省XX
2014年7月
目 录
一、概述
二、站房建设
2.1点位信息及选址
2.2设计依据
2.3站房设计
三、系统集成
3.1采水单元
3.1.1总则
3.1.2采水配套设施及采水方式
3.2配水单元
3.3监测仪器
3.3.1监测仪器的要求
3.3.2站点仪器配置
3.3.3仪器性能指标
3.4数据采集与传输单元
3.4.1通讯方式
3.4.2数据采集与存储
3.5中心站管理软件
3.6辅助单元
3.6.1电力保障
3.6.2防雷模块
3.6.3视频监控
3.6.4空调机
3.6.5纯水机
3.6.6自动消防系统
3.6.7安防保护
3.6.8废液处理单元
3.6.9自动监测数据查询和监控系统
四、项目预算
4.1项目建设费用预算
4.2项目运行费用预算
一、概述
水是生命之源、生产之要、生态之基，人多水少、水资源时空分布不均是我国的基本国情和水情。
当前我国水资源面临的形势十分严峻，水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题日益突出，已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。
我国人均水资源量只有2100立方米，仅为世界人均水平的28%。
水资源供需矛盾突出，全国年平均缺水量500多亿立方米。
与此同时，水资源过度开发问题突出，不少地方水资源开发已经远远超出水资源承载能力，引发了一系列生态与环境问题。
水资源利用方式比较粗放，用水浪费严重，现状单方水GDP产出仅为世界平均水平的1/3；万元工业增加值用水量高达120立方米（以2000年不变价计，下同），是发达国家的3～4倍；农田灌溉水有效利用系数仅为0.50，与世界先进水平0.7～0.8有较大差距。
水体污染严重，水功能区水质达标率仅为46%。
随着工业化、城镇化深入发展，水资源需求将在较长一段时期内持续增长，水资源供需矛盾将更加尖锐，我国水资源面临的形势将更为严峻。
为了贯彻落实好中央水利工作会议和《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》（中发〔2011〕1号）的要求，2012年2月，国务院出台了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》（以下简称《意见》），《意见》要求“严格水功能区监督管理。
完善水功能区监督管理制度，建立水功能区水质达标评价体系，从严核定水域纳污容量，切实加强水污染防控，严格入河湖排污口监督管理”。
水利部副部长胡四一对《意见》作了进一步说明：
“重点加强水资源监控能力建设，主要是加强取水、用水和排水的监测，而且是要抓紧重要的取用水户，重要的水功能区，重要的饮用水水源地，以及主要省界断面监控体系的建设”。
2012年6月，为了加强对饮水水源地的保护，XX省根据《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》、《中华人民共和国水法》和《XX省实施〈中华人民共和国水污染防治法〉办法》、《XX省城市供水管理实施办法》等法规规定，按照《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007）等规范要求，下发了《省人民政府办公厅关于印发XX省县级以上集中式饮用水水源保护区划分方案的通知》，明确将“水源地取水口上游1000米，下游至坝址”划为一级保护区域。
目前，XX省国控监测断面主要采取人工监测方式，水资源环境监测主要以实验室监测为主，监测站的工作量非常大，自动化监测能力非常薄弱，不能对饮用水源地水质作出及时有效的预警。
面对持续增加的环境压力，突发性水污染事件频发的现状，急需在饮用水源地建立智能化的水质自动化监测系统，加强对水源地水质监控是对国务院《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，是对XX省加强饮用水水源地保护的积极响应，更重要的是保证人民生活用水安全,意义深远。
二、站房建设
站房用于承载系统仪器设备和系统的主体建筑物和外部保障条件。
主体建筑物由仪器间、质控间和生活用房组成。
外部保障条件包含引入清洁水、通电、通讯和开通道路，平整、绿化和固化站房所辖范围的土地。
主体建筑中仪器间使用面积的确定，以满足仪器设备的安装及保证操作人员方便地操作和维修仪器设备为原则，质控间和生活用房的使用面积以操作和管理人员实际所需确定，可根据具体情况解决。
2.1点位信息及选址
根据饮用水水源地的实际情况，选取合适的点位，征地建设，点位选取应按照国家相关监测规范，并保证点位三通一平。
2.2设计依据
站房建筑设计参照以下标准和规范：
GB50096-1999《住宅设计规范》
JGJ91-93《科学实验建筑设计规范》
GB50011-2001《建筑抗震设计规范》
GB50015-2003《建筑给排水设计规范》
JGJT16-92《民用电气设计规范》
GB50016-2006《建筑设计防火规范》
GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
2.3站房设计
1、征地
征地方式：
采用沿河征地建房。
2、周边配套设计
站房单独建设，合理布置站房及配套工程，保证道路畅通、使用便捷。
周边环境设计以草坪、植树为主。
3、站房布局设计
水质自动监测站建设共二层，每层建筑面积60m2，室内高度不小于2.7m，站房布置自动监测仪器间、值班间、会议室、卫生间等。
站房一楼布局图
站房二楼布局图
考虑到后期运营维护以及水质在线监测设备的增加，站房分两层，一层为实验室间和仪器间，二楼为值班间和会议室，整个站房面大约62.5平方米。
4水、电、通信设计
1）电力接入
自动监测站需接入三相五线电，电线杆的架设需满足输电相关规定，站房外墙需配置电表，室内配置配电箱。
2）自来水配置
自动站的采水管路、预处理水箱、室内管路等需要定期的自动清洗，需要消耗清洁的自来水，如每进行一次系统测试和清洗过程需要消耗清水约0.1立方米。
因此自来水供给的自动站清水的供应量不小于1立方米/天，供水压力不小于0.2MP，在仪表房明确位置预留开关和接入口。
3）宽带线路设计
该点有有线网络，可采用有线传输的通讯方式。
5站房防雷及接地技术要求
1）按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）及附录相关要求设计；
2）仪器间预留接地地排。
接地地排与建筑物总等电位地排之间用线带绝缘层单芯铜线连接；
6配电技术要求
1）建筑物设置总配电箱，配电箱内设置一级防雷模块；
2）配电箱进线为三相五线，地线不小于35mm2，与建筑物总接地连接，并且连接符合技术规范要求；
3）三相电压波动范围：
380V±10%，相线之间电压之差小于10V，相线与零线之间电压之差小于10V；
4）设置系统配电箱，系统配电箱安装在配电间，供电引入线为三相五线，3火1零从建筑物总配电箱引入，线径大于10mm2，地线从等电位地排引入，线径大于20mm2；系统配电箱中设置二级防雷模块；系统供电功率要求（包括仪表间所有设备、空调）：
15KVA；详见下图；
5）在系统配电箱中预留三相空开。
配电箱
配电箱的配置按照以下要求：
配电箱硬件配置表
序号
名称
型号
数量
备注
1
漏电断路器
100A/380V
1
站房总电源开关
2
漏电断路器
4P63AD型
1
自动监测系统
3
空气开关
4P32AD型
1
备用
4
空气开关
2P16AC型
2
照明及插座
5
空气开关
2P16AD型
1
空调
6
时钟控制器
2
排风扇用
7站房配套设置
1）空调机、除湿机温/湿度调节，环境温度：
5—35℃，相对湿度：
≤90%，
2）空气环境：
通过微电脑时间控制器控制排气扇定时轮换工作；
3）照明环境：
节能灯；
4）设备电压：
AC220V±10%，频率50Hz±1%Hz；
5）安全措施：
消防系统、门禁系统、安防警报系统等；
6）站房内配置3P及以上的空调，以保障设备长期正常运行；
7）站房内建有合格的给、排水设施，预设自来水上水和下水管道，并配备洗手台等化学防护设施；
8）在房间的顶部安装排风扇，保证长期运行，并配置微电脑时控开关；
9）站房采用对流开窗户，窗户上有纱窗及不锈钢护栏，不锈钢护栏直径为12mm。
窗户内部安装有窗帘，避免夏日日光直接照射进屋内，平时可保证通风与安全；
10）站房门采用不锈钢防盗门，保证安全与不生锈，同时门锁位置有防雨罩。
房门宽度应考虑仪器设备能方便地搬运进出。
房门（不含门框）净尺寸为高2000*宽1600mm；
11）站房内预留进、排水管分别为：
Φ32采水进水管4根，Φ110排水管2根，Φ20自来水管1根，Φ25线管4根；
12）站房设置良好的防雷、消防设施和设备专用接地装置；
13）实验台：
采用标准实验台面材料制作，配置常用手工分析器皿；
8基础建设范围
站房周边配套设施建设、站房建设、套内装修、站房防雷、水电接入、通讯网络接入及配套设备所需基础建设。
三、系统集成
3.1采水单元
3.1.1总则
根据中华人民共和国国家环境保护标准HJ 495-2009——《水质采样方案设计技术》相关规定，在线监测系统采样的目标主要为污染源的鉴别，即评价水、污水、工业废水处理的性能和管理。
为了达到这个目标，采样系统在考虑采样时的安全预防措施的情况下，对采样方案进行设计：
首先确定采样点，根据水流的特征、样水的性质等，在充分混合的湍流中采集水样。
地表水监测点位布设总原则：
总体和宏观上应能反映水系或区域的水环境质量状况：
具体位置能反映所在区域环境的污染特征；尽可能以最少的断面获取有足够代表性的环境信息；应考虑实际采样时的可行性和方便性。
采水位置遵循以下原则：
避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳、水面宽阔、无急流、无浅滩处。
为了尽可能减少采水点位局限性对水质自动监测结果的影响，保证采水设施的安全性和维护的方便，采水点选址除遵循上述原则外，还符合以下准则（现场特殊情况时，根据实际情况解决）：
1、采水点水质与该断面平均水质的误差不大于10%，在不影响航道的情况下采水点尽量靠近主航道；
2、取水口位置一般应设在河流凸岸（冲刷岸），避开湍流和容易造成淤积的部位，丰、枯水期离河岸的距离不小于10m；
3、河流取水口不设在死水区、缓流区、回流区，保证水力交换良好；
4、取水点与站房的距离一般不应超出100m；
5、取水点设在水下0.5-1m范围内，并防止地质淤泥对采水水质的影响；
6、枯水季节采水点水深不小于1m；采水点最大流速低于3m/s，有利于采水设施的建设和运行。
采水单元主要是在任何情况下确保将采水点的水样引至站房仪器间内，并满足排水单元和分析仪器的需要。
采水单元一般包括采水构筑物、采水泵、采水管道、清洗配套装置和保温配套装置。
采水系统技术要求：
采用双回路采水，一用一备。
在控制系统中设置自动诊断泵故障及自动切换泵工作功能，保证整个系统的正常运行。
采水系统：
各点位取水均采取浮筒式取水方式，取水口能够随水位变化，保证取水水管的进水孔位于水表面以下0.5m～1m的位置，并与河底保持一定距离，保证采集到具有代表性的符合监测需要的水样，又保证了取样吸头的连续正常使用。
浮筒装置外设有阻挡水中垃圾，防止进水口堵塞的装置。
采水系统具有自动提升装置，方便人工提升与安装，人工日常清洗和维护都很方便。
采水管路均安装了聚已稀保温套管进行绝热处理，并在外部套用了PVC管材，可减少环境温度等因素对水样造成的影响，管路清洗干净后进行安装；为了防意外堵塞和方便泥沙沉积后的清洗，采水系统所有采水管路采用可拆洗式连接，即每4米内须装有一个活接头。
采水系统安装空压机，可对采水管路进行空气清洗，防止管路里
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