地下水水质在线自动监测系统.docx
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地下水水质在线自动监测系统
1.地下水水质在线自动监测系统
一技术方案
1.系统构成及概括
1.1系统构造构成
地下水水质自动监测系统由以下两部分构成：
监控子站（地下水子站），水质监控
中心平台。
1.2监控子站构成及概括
地下水水质在线自动监测系统
采纳投入式、免试剂多参数水质剖析仪，仪器经过地下水监测井悬吊于待监测水层中，对地下水体实行现场原位连续自动监测。
采纳太阳能供电方式，经过无线通信技术实现地下水监测系统与中心监控平台之间的数据传输和远程控制。
系统由供电系统，数据收集传输单元、水位水温传感器、水质多参数剖析仪、地下水监测信息管理平台等构成。
地下水监测系统表示图
地下水监测系统成效图
1、标准配置
目前国内陆下水监测惯例因子：
水文监测因子：
水温、水位；
水质监测因子：
溶解氧、电导率、浊度、PH
监测因子选择原由
水位地下水总量控制
水温地下水的温度场与压力场和化学场的变化亲密有关
溶解氧溶解氧对饮用水地下原水的除铁、锰的成效有影响
电导率（EC）地下水的电导率异样与其污染状况亲密有关
浊度浊度是地下水透明度的权衡指标
pH地下水水化学特色的因子
2、可选配置
地下水监测可扩展监测因子：
水质监测因子：
总溶解性固体、氨氮、硝酸盐、氯化物、氟化物、钙、CODmn、
盐度、矿化度、水中油等
也称地下水总矿化度，是地下水中各样离子的集中表现，也是研究地下
总溶解性固体（TDS）
水化学特色的重要指标
地下水受污染的重要指标。
氨氮、硝酸盐
主要根源：
污水废水下渗污染、化学肥料的污染、垃圾粪便的污染
地下水受污染的重要指标。
主要根源：
第一、水流过含有氯化物的地层，将此中的氯化物溶入水中。
氯化物
氟化物
钙
CODMn
盐度、矿化度
水中油
第二、水源受生活污水或工业废水污染。
第三、靠近海边的江水或井水
受浪潮水或海风影响使氯化物含量增高。
饮用水源水受污染的重要指标
地下水硬度的重要根源
权衡地下水水质有机物污染状况
权衡地下水溶解物质的指标
地下水工厂、加油站污染状况
1.3系统特色
太阳能、市电、电池供电多种模式
长久、连续、定点在线监测，全自动无人值守工作
合适于各样水文地质种类含水层水文、水质监测
多通道数据收集传输设备，并有数据记录、办理、报警功能
依据野外环境，具备相应避雷保护、抗扰乱功能，提升系统野外适应性野外环境长久专用传感器，高精度、高稳固性
传感器多层抗生物污染设计：
环境安全防垢零件和防垢涂层；独到的双冲洗漱
装置
标准化接口，模块化设计，安装简略、灵巧，可依据需求扩展监测参数
采纳光谱剖析、电化学剖析技术，对水体进行免试剂原位监测，不对环境产生
二次污染
2.1系统配置表及构成
序号名称备注
1监测剖析单元
2供电系统
3数据收集传输系统
4
监测井外设单元
监测井防备装置、安全防备系统
等
5
数据服务系统
服务器、中心站管理软件等
系统构成图
2.2监测剖析单元选型及配置
依据《水质自动剖析仪技术要求》（HJ/T96～103-2003）提出的技术和控制系统要求，经过仪器市场调研，依照先进性、适用性的原则以及方便保护的需要，选择主
流剖析仪，且全部产品都须拥有国际ISO9002质量认证资格，并已在我国水质监测系统宽泛使用。
1、地下水监测站配置
标准配置：
水位、水温、PH、电导率、溶解氧、浊度。
可选配置：
总溶解性固体、氨氮、硝酸盐、氯化物、氟化物、钙、CODmn、盐度、矿化度、水中油等特色因子。
2、仪器配置
标准配置：
序号
仪器
项目
剖析方法
备注
1
压力式水位计
水位
压力式传感器
水温
白金电阻式
pH
玻璃电极法
2
水质多参数原位剖析
溶解氧
荧光法
仪
电导率
四极式电极法
浊度
90度散射光法
3、参数配置
标准配置：
序号
1
监测因子
水位
丈量范围
0-200米
检出限
——
正确度
±0.05%FS
重复性
——
分辨率
24比特，全量程
的0.0003%
2
温度
0-50℃
——
±0.05℃
——
0.003℃
3
PH
0-14PH
——
±0.08pH
±0.08pH
0.01pH
4
电导率
0～300ms/cm
——
±1%FS
0.50%
0.01μS/cm
5
溶解氧
0-20mg/L
——
±0.30mg/L
0.2mg/L
0.01mg/L
丈量值的2%或
0～20NTU,分
辨率为0.01；
6
浊度
0-500NTU
——
0.05中取较大
4%
大于20NTU，分
值
辨率为0.1
2.3供电系统
采纳太阳能、市电、电池多种供电模式。
户外无站房状况：
因为在野外，考虑到安全防盗状况，系统供电方案采纳太阳能供电系统。
户外有站房状况：
能够考虑采纳太阳能、市电两路互补的供电系统。
蓄电池的规格数目依据系统耗能而定。
太阳能供电系统包含太阳能电池板、铅蓄电池组及太阳能控制器。
太阳能板，涂覆塑料保护层，耐磨、耐刮、耐碰撞，机械刮擦造成龟裂均不影响太阳能板正常工作；
太阳能板与蓄电池连结采纳水密太阳能电池接头。
带有充电控制模块、升压模块和专业防雷模块；
太阳能供电系统能够保障地下水监测系统的电力需求保持系统正常运转。
2.4XHDAS-90型遥测终端机
概括
该产品为高防备型测控装置，采纳高性能锂电池
供电，可收集各种仪表、变送器的输出信号并经过GPRS
或短信息远程传输数据，合用于不具备供电条件、环
境恶劣的监测现场，宽泛应用于供水、水利、农业、
地质、环保等行业。
产品特色
数据收集、传输一体化设计。
支持电池、太阳能、市电供电。
IP67防备等级，防水、防潮、防浸泡。
支持串口、远程设置工作参数，可现场查察数据。
支持各家组态软件和用户自行开发软件系统。
产品功能
通信功能：
支持GPRS、短信息两种通信方式；支持与多中心进行数据通信；支持准时唤醒、及时在线两种工作模式。
收集功能：
收集压力、水位变送器的标准信号；收集流量计、脉冲表的流量数据；收集其余现场信号。
对外供电功能：
可对外供给5V、12V直流电源，为变送器供电。
远程管理功能：
支持远程参数设置、程序升级。
报警功能：
监测数据越限，立刻上报告警信息。
储存功能：
本机循环储存监测数据，掉电不丢掉。
技术参数
硬件配置：
6路DI/PI、2路AI、1路串口。
液晶显示、4按键键盘可选。
对于1路串口的增补说明：
测控终端接串口设备时，RS232最多能够收集一个串口设备的14个量；RS485能够接多个串口设备，但总合能够收集14个量。
比方每个串口设备均收集流量、压力2个量，那么能够接7个串口设备；假如每个串口设备收集7个量，那么可
以接2个串口设备。
通信误码：
≤10-6。
储存容量：
4M。
供电电源：
10V～28VDC。
电池寿命：
1～5年（与数据发送频次有关）。
功耗：
休眠电流≤50uA/14.4V；
收集电流≤5mA/14.4V；
发送均匀电流≤10mA/14.4V。
安装方式：
壁挂式。
外形尺寸：
229x179x69mm。
2.地下水监测信息管理中心
3.1系统架构
地下水监测信息管理系统集监控、报警于一体，支持局域网和广域网，用户能够在任何地方操作和使用的特意，可实现地下水自动监测、无线传输的远程管理及阅读系统。
系统主要包含监测孔信息管理、监测设备信息管理、通信设备的信息管理、用户及权限设置、日记记录、及时监测、数据查问、统计、报警及信息公布、人工置入数据等功能。
系统拥有响应召测的功能，能够随时在中心站的要求下，发送测得数据，中心站随时控制现场及时响应。
系统采纳GIS图集和传统数据格式相联合的展现方式，将各样设备的散布点显示在图上，每个点都有相应的数据信息，点击散布点就能够显示数据，方便用户的查察、操作。
3.2系统功能
监测井管理的信息主要包含：
一致编号、孔号、检测孔级别、检测孔种类、地理地点、经度、纬度、所属流域分区、所属水文地质分区、所属行政分区、地面标高、孔口标高、孔深、地下水种类、监测层位和建井时间等内容的增添、改正、删除及阅读、查问。
3.2.2数据展现
（1）及时数据
及时接收并显示现场的监测数据，并对监测参数的超标状况进行判断，发现异样
及时报警，显示现场运转模式及故障状态。
还能够联合电子地图对监测点地点进行直观展现。
（2）数据对照
能够对接收到的数据进行某一固定参数，准时间段和多个监测点的结果对照，展现的形式是以曲线图的形式进行展现，较为直观。
（3）历史数据和数据报表
能够对接收到的数据进行准时间段和参数的结果查问，展现的形式分为表格和曲线两种展现形式。
而且能够将查问的结果以定制的Excel格式的形式进行输出。
查问功能主假如方便用户迅速检索监测井的基本信息、监测仪信息、通信设备信息等。
统计：
对指定监测井指准时间段内的监测水位值进行统计，包含最大值、最小值和均匀值等。
统计功能主假如为了方便用户更全面的掌握井点的接收数据、水位标高和电量等信息，该功能将对井点的水位、水温及仪器电量等信息的均匀值进行统计，方便用户认识井点状况。
3.2.4水质数据剖析
经过对及时或历史的各种监测数据进行加工办理、剖析。
在对这些基础数据剖析以前，平台会依据数据状态进行数占有效性查验，只有有效的数据才会成为业务剖析的基础数据，其余故障数据将为监测设备的运转状态供给参照。
河海及地下水水质评论
水质评论功能依照国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）、《地下水环境质量标准》（GB/T14848-93）及《海水水质标准》（GB3097-1997），依据应实现的水域功能类型选用相应类型标准进行水体水质单因子评论。
及时查察水质达标状况，并
计算超标污染物的超标倍数，经过剖析得出河流主要污染物类型及判断地下水水质主要污染物及大海水环境质量状况等。
3.2.5站点运转监控
（1）监测参数
监测参数功能能够使用户及时的认识到现场装有哪些传感器设备，都对哪些参数
进行监测，通信仪器的配置信息等。
（2）设备状态
①数采仪状态：
远程监控到联网数据收集仪器的及时运转状况，及时认识到数
采仪设备能否正常联网运转，如数据没有正常接收，可经过此处判断是不是数采仪故
障。
②传感器状态：
现场所安装的传感器的及时的运转状况能否正常，能够经过这
里的参数运转值来及时的判断出来，如：
判断仪器能否该冲洗，能否在正常运转等情
况。
（3）数据自动回补
在平时现场仪器使用时，因为现场的状况所限，我们的传输设备只好采纳GPRS无线传输技术，这类技术对现场网络信号要求较高。
因为是野外作业，现场的网络信号
没法保证，可能会存在有时断网的状况。
在这类状况发生时，会造成现场的数据没有正常上传，这时数据的自动回补功能就特别有必需了，我们能够利用此功能要求现场的设备将数据再次从头上传一遍，进而保证了中心站的数据是完好的，不会因现场的网络状况不好，而惹起中心站丢掉数据的状况发生。
（4）水站的GPS定位
每个水站上都安装有GPS定位设备，能够及时监控到目前浮标所在的地点，中心站软件平台上会联合地图的功能对地点进行展现，及时确实定浮标目前所处的地点，以及能否高出原有的既定范围。
（5）设备远程控制
在各监控点、各托管站和环境监测中心实现双向操作、管理远程控制，实现水质监测站数据传输、现场工作状态、安全和参数超标报警等远程控制。
能够对监测站现场的系统、仪器设备，进行远程参数设定和控制。
可实现的操作
有：
1）仪器冲洗周期设定
2）仪器数据上传周期设定
3）仪器参数重置
4）仪器从头启动
5）仪器其余个性化参数设定
中心站远程向现场的仪器发送指令进行远程控制，能够达成中心站对远端的现场
仪器进行远程控制，做到监测者不用到现场也能达成对现场仪器的控制，极大的方便
了监测者的平时工作，提升了工作效率。
报警功能是指对收到的传输信息进行预警，预警包含通信设备电量预警、水位异
常预警、水温异样预警及通信设备所用SIM卡信号等信息异样时进行报警。
3.2.7挪动终端接见
平台供给了挪动终端接见服务，用户能够经过手机随时接见有关业务数据，及时
的认识到监测点设备能否正常，以及目前监测的数据值能否有异样。
3.3系统管理
簿本系统包含用户及权限管理、系统日记管理和监测点保护，能够增添系统安全和
权限控制管理，能够追踪用户在系统中的重点操作，方便用户扩展和保护监测井。
3.4系统安全
用户进入系统时需要进行身份考证，权限不一样的用户对平台享有不一样的接见权限。
营运方案
地下水水质自动监测系统的有效运转和效益发挥有赖于合理的运转方式和与之配
套的管理制度。
成立专业的队伍，拟订严格的规章制度及其监察履行举措，是该系统
正常运转的根本保证。
1.营运建设
依据现场仪器散布状况，并联合合同商定查核指标要求，依照企业一致的营运机
建立设投入标准，为营运机构装备相应人员、车辆、做事处、备件等资源。
2.营运流程管理
营运工作内容纷纷复杂，主要的工作内容包含巡检、保护、维修、校验、查核、
质控、备品备件管理、档案报告管理等内容，企业设计了标准流程将八部分内容连结
起来，保证营运工作有序的进行。
3.营运制度管理
系统运转、管理、保护要有明确岗位责任，依如实质需要定岗、定人、定责、定
权。
并由上一级管理部门负责查核，以保证岗位责任制的落实履行。
4.质量保证系统
为了保证监测仪器在连续的基础上供给有质量的数据，对监测仪器营运成立了质
量保证程序。
监测仪器的营运质量控制保证由保护、检修、校验、数据记录审查等几
个阶段构成。
5.安全管理制度
安全管理包含站点基础设备、仪器设备、信息收集传输设备和计算机网络安全体
系的管理，其主要任务是按期巡逻站点基础设备、仪器设备和信息收集传输设备，制
定系统安全技术方案、运转日记制度，以及规范数据操作与备份，保证信息在各个环
节的安全。
6.技术培训制度
成立技术人员培训档案和查核制度，逐渐提升技术人员知识构造、业务水平易处
理运转中发生各样问题的能力，培育一批能娴熟掌握系统功能和各样仪器设备的管理
人员、操作人员和保护人员，为系统的正常运转供给人员技术素质保证。
7.文档管理制度
文档管理是系统运转管理的重要构成部分。
考虑到文档的完好性和连续性，应在
工程建设开发时期已经成立起来的文档管理基础上，连续完美和进行文档管理工作。
包含：
（1）进一步完美文档管理规范。
包含成立文档目录、文档检索、加密及安全保护
举措、借阅使用规定、更新控制、文档归档要求等。
（2）依照文档管理规范要求进行文档管理工作。
充足发挥文档在系统运转中的作
用。
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