水文专业检测设备标准.docx
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水文专业检测设备标准
3.1水质自动监测系统技术要求
3.1.1水质系统建设任务
建设一个10个水质参数的水质监测站，它包括常规五项（水温、电导率、溶解氧、PH值、浊度）与总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数及流量。
现在该站通讯采用光纤通讯。
3.1.2水质系统技术标准
《水质自动在线监测系统（试行）》（中国环境监测总站）
《水环境监测规范》（SL219-98）
《水质数据库表结构与标枳符规定》（SL325-2005）
《水和废水监测分析方法》（第四版）
《国家环境监测技术规范》
《环境水质监测质量保证手册》
《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
《中华人民共和国环境保护行业标准》（HJ/T98-2003）
《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002）
《水质河流采样技术指导》（HJ/T52-1999）
《PH水质自动分析仪技术要求》（HJ/T96-2003）
《电导率水质自动分析仪技术要求》（HJ/T97-2003）
《浊度水质自动分析仪技术要求》（HJ/T98-2003）
《溶解氧（DO）水质自动分析仪技术要求》（HJ/T99-2003）
《高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求》（HJ/T100-2003）
《氨氮水质自动分析仪技术要求》（HJ/T101-2003）
《总磷水质自动分析仪技术要求》（HJ/T103-2003）
《声学多普勒流量测验规范》（SL337-2006）
《建筑防雷设计规范》
《供配电系统设计规范》
《工业企业通信设计技术规定》（GBJ42-81）
《计算机场地技术条件》（GB2887-89）
3.1.3水质系统功能要求及技术条件
3.1.3.1中心站功能要求
（1）应有数据接收、监控、信息查询服务的功能。
（2）能够实时接收自动监测站的数据，对接收的信息进行分类、处理、入库。
（3）应有对监测数据进行自动统计、分析、合理性检查，对异常数据提醒的功能。
（4）应有对存入数据库的监测数据修改的功能。
（5）可以实时显示自动监测站现场数据、分析结果、所有系统设备的运行状态（取水过程、水泵运行、阀门运行、清洗过程、反吹过程等），诊断系统运行状态等，并能对监测信息进行统计、分析、查询。
（6）能够实时接收处理和显示水质自动监测站各类报警信息，应有超限值、报警方式用户自定义功能。
（7）应能远程对监测站进行配置管理。
（8）数据接收系统控制软件应具有用户自定义功能。
在系统增加或减少数据采集点（测站）时，无需修改系统即可实现监测站数据的接收和监控。
（9）数据接收系统控制软件应能从无线与有线通信信道接收数据。
（10）系统控制软件水质监测数据库表按照水利部最新水质数据库库表结构统一编码。
3.1.3.2十参数监测站功能要求
（1）应能进行24小时连续在线监测，每日监测次数和自报次数可以本地设置也可以远程设置，监测采用定时自报和召测工作方式。
（2）能对收集到的数据进行处理和存储。
（3）能将采集的监测信息和测站状态信息通过光纤或无线网桥发送到中心站。
（4）应有定期自动清洗和自动校正等功能。
（5）应能现场显示测量参数和设备运行状态。
（6）应有现地、远程参数配置功能。
（7）应有设备故障、异常，试剂液位超限，监测数据超限自动报警功能。
（8）具备自动运行、停电保护、来电自动恢复功能；维护检查状态测试，便于例行维修和应急故障处理等功能。
（9）应具有采样设置功能，可根据需要任意设定监测频次。
（10）应具有试剂液位自动报警功能。
（11）应具有密封防护箱体及防潮功能。
（12）应具有双向数据及信号传输功能。
（13）输出信号采用4-20mA和RS485/RS232接口，并提供接口协议。
（14）仪器均取得计量器具型式批准证书。
（15）有通讯管理功能：
监测站与中心通讯应保持时刻连接，当监测站、中心发生停电或其它原因从而造成通讯中断，故障排除后应具备通讯自动连接的功能。
（17）水质数据准确度和精密度须满足要求，与实验室同步监测数据须在允许误差范围内。
（18）所采用的设备符合结构简单、性能可靠、能耗低的原则，系统可在无人值守的条件下长期工作。
（19）系统具有良好的兼容性和可扩展性，充分考虑将来仪表的扩充要求，相关设备保留相应的余量和接口。
（20）取样方式设计合理，不影响水质参数的检测结果，在恶劣气候下可稳定运行。
（21）系统具备断电、断水自动保护和恢复功能，系统自身可维持运转12小时。
（22）每次监测后对系统内部管路进行反吹清洗。
（23）具备远程显示仪器状态、远程校准和远程清洗功能。
（24）废液排放安全处理，避免二次污染。
（25）具有可靠的防雷、防冻、防盗、防潮等保护措施。
3.1.3.3十参数取水单元功能要求
（1）取水单元负责完成水样的采集和输送，包括水泵、管路、压力流量控制阀、样品前置过滤系统等。
（2）充分考虑水位落差对取水的影响，避免取水口设置在死水区，确保取水深度在水面以下0.5米左右；取水口能随水位变化。
取水口可以在7级风浪中保持水平位置较小的位移。
（3）取水口防护网：
采用双层防护措施。
在采水头外围设计防护隔栅以有效的防止沙石、悬浮物堵塞，采水头具备防藻功能，结构设计易于日常维护。
（4）取水泵：
要求采用互为备份的双水泵，水泵扬程应满足采配水要求。
（5）警示标志：
设置警示灯和警示标志，提示过往船只安全，防止人为破坏。
（6）取水管和配水管：
管材应用不影响水质的惰性材质制造，全部管路良好密封，不漏气。
采配水单元设除藻装置，可以定期自动或手动操作，有效的去除输水管路中的藻类，抑制藻类在管路中滋生问题，并且易于拆卸和更换。
（7）流速调节：
配水管路中安装手动调节阀，具有调节各段管路配水流速（及流量的）能力。
（8）配水方式：
各项系数以及预留的分析仪管路之间采用并行配水设计，以满足不同的在线分析仪分别进行水样预处理的要求。
（9）输水管道需要设计合理，管路易于拆卸和清洗。
（10）管路输水采用排空设计，即将水样送入仪表和备用水箱后，将管路中水样自动排空等待下一次取水过程，并且配备手动排空装置。
（11）每个工作过程取水总量不低于各仪表所需水量的200%。
3.1.3.4十参数预处理单元功能要求
（1）为保证监测数据的准确性，延长仪表的使用寿命，水样在进入分析仪表以前必须进行预处理。
（2）设沉沙池，水样在自然沉降30min后，再进入在线分析仪表。
沉沙池必须设有自动和手动排沙和清洗装置。
*（3）需对所采水样进行相应的预处理，要求选用独立的原装进口预处理系统,将水样中的某些杂质过滤而又不能改变水样的代表性，水样进入在线分析仪表前须进行2级及以上过滤，有效的去除水样中的微小悬浮物和胶状物，并易于拆卸和清洗。
（4）预处理单元中设有自来水入口，可以由PLC控制进行自动清洗和手动清洗。
3.1.3.5十参数辅助分析单元功能要求
（1）辅助分析单元运行流程要求
连续、间歇运行方式可选，采样水泵停机后，在每次分析间隙对系统内部管路（采水管路、配水管路和仪器管路）进行冲洗，为了抑制藻类等在系统内滋生，系统可以自动或者手动除藻。
（2）供水装置
投标人根据自己总体设计方案的要求，设计并配置供水装置和蓄水装置，水箱水位能自动控制，水箱定期自动作全部蓄水的更换，减少水垢沉积。
（3）废水处理
试验废水、分析仪的清洗水应集中处理，避免污染自动监测站附近环境。
（4）空压机
投标人根据自己总体设计方案的要求，配置相应的空气压缩机，以保证系统反吹清洗的正常运行。
空压机要求体积小，噪声小，工作稳定可靠，要求能够屏蔽噪声。
（5）除藻
投标人根据自己总体设计方案的要求，详细设计除藻流程。
使用对环境污染小的除藻剂，能够有效杀死管道中的藻类，减少管壁积藻现象。
采用加温除藻，减少除藻剂用量。
3.1.3.6十参数水质监测分析单元技术条件
自动监测仪器符合国家或行业自动监测仪器技术要求，仪器测定方法应符合国家或行业标准分析方法，自动监测站监测仪器除温度外，所有仪表必须采用独立形式，不得使用二合一或多合一的仪表，鉴于后期的运营维护考虑，所有仪表最好使用同一品牌的国际知名产品，各参数的测量原理必须按下表分析方法。
水质自动监测子站监测仪器应用使用如下方法：
自动监测仪器分析方法
项目
方法
温度
温度传感器法
pH
玻璃电极法
溶解氧
膜电极法
电导率
电导池法
浊度
表面散射法、透过散射法
高锰酸盐指数
高锰酸盐氧化还原法
总磷
钼酸铵分光光度法
氨氮
分光光度法
总氮
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法
流量
固定式声学多普勒法
水质监测分析单元负责完成水样的监测分析工作，包括五参数分析仪（水温、PH值、电导率、溶解氧、浊度）、总磷分析仪、总氮分析仪、氨氮分析仪、高锰酸盐指数分析仪、流量自动测定仪。
一、五参数分析仪
1、工作条件
温度-5~40℃
湿度：
低于80%（RH）
电源：
220V±10%50Hz±10%
2、技术规格
（1）水温
量程：
0～50℃
分辨率：
0.1℃
精度：
±0.1℃
（2）溶解氧（DO）
*量程：
0-20mg/L
精度：
2%FS
分辨率：
0.01mg/L
自动温度补偿：
0～50℃
（3）pH值
分析方法：
玻璃复合电极
*量程：
0.00-14.00
精度：
±0.01pH
分辨率：
0.01pH
*自动温度补偿：
0-50℃
（4）电导率
分析方法：
电极法
*量程：
0～2000us/cm
精度：
±1%FS
分辨率0.01us/cm
*自动温度补偿：
0～50℃
（5）浊度
量程：
0-1000NTU
分析过程：
连续测量
分辨率：
0.1NTU
精度：
±1%FS
二、五参数分析仪基本要求
（1）采用技术成熟的产品，要求具有一定的知名度、较好的信誉，所有仪表必须采用独立形式，不得使用二合一或多合一的仪表；
（2）防水性能良好，具有内置式扩展端口，为增加监测项目留有必要接口；
（3）适用于连续在线，数据准确；
（4）易于清洗和维护，要可靠耐用；
（5）接口在任何环境下都要受到良好保护；
（6）传输方式：
RS232；4-20mA；
（7）各项参数的灵敏度、准确度必须满足监测要求。
三、总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数与多普勒测流仪
1、总磷在线分析仪
（1）工作条件
温度：
5~40℃
湿度：
低于80%（RH）
电源：
220V±10%50Hz±10%；
（2）技术规格
分析方法：
光度法
*量程：
0.000-2.000mg/L
重复性：
≤3%FS
准确度：
≤3%FS
最低检出限：
0.02mg/L
*消解方式：
电热消解
测量周期：
≤45min
2、总氮在线分析仪
（1）工作条件
温度：
5~40℃
湿度：
低于80%（RH）
电源：
220V±10%50Hz±10%；
（2）技术规格
要求测出总有机氮和总无机氮之和
分析方法：
光度法
*量程：
0.00-4.00mg/L/10.00mg/L（根据实际水质情况选择）
重复性：
≤3%FS
准确度：
≤3%FS
最低检出限：
0.02mg/L
测量周期：
≤60min
3、氨氮在线分析仪
（1）工作条件
温度：
0~40℃
湿度：
10-95%
电源：
220V±10%50Hz±2%；
（2）技术规格
分析方法：
光度法
*量程：
0.00-5.00mg/L/10.00mg/L（根据水质情况选择）
重复性：
≤3%FS
准确度：
≤4%FS
最低检出限：
≤0.05mg/L
测量周期：
≤20min
4、高锰酸盐指数在线分析仪
（1）工作条件
温度：
5~40℃
湿度：
低于80%（RH）
电源：
220V±10%50±1%Hz；
（2）技术规格
分析方法：
酸性高锰酸钾滴定测量法
*量程：
0.00-20.00mg/L
重复性：
≤5%FS
准确度：
≤3%FS
分辨率：
0.1mg/L
*消解方式：
电热消解
*反应终点判定：
ORP电桥法
最小测量循环周期：
≤45min
最低检出限：
0.5mg/L
5、多普勒流量计技术要求
配置要求
●固定式多普勒流量计应安装在相应的水环境自动监测站并在控制、传输等方面与之相衔接。
●高精度、高空间和时间分辨率。
在较短的采样时间步长内获得精确的流量数据。
●对于很难测验的低流速和非恒定流也能获得高质量测验数据。
●标准配置多个可选单元、可以得到更多的流速数据，具有很大的灵活性。
●标准配置超声波水位计和压力式水位计。
标准配置不锈钢安装底座。
●安装支架能够保证测验数据质量准确可靠。
技术指标要求
测量方法：
采用固定式多普勒剖面河流流量测定；超声波式水位测定；双声束宽带传感器，按实际河宽进行合理配置
测速范围：
±10m/s
流速分辨率：
0.001m/s；
流速测量精度：
0.02m/s；
压力式水位计：
量程：
0.1～10m
精度：
±2mm
分辨率：
1.0mm
输出信号：
4～20mA,RS-232/RS-485或SDI-12
配置要求：
标准配置超声波水位计和压力式水位计，配备流向计，内置温度传感器,内置倾斜计,标准配置不锈钢安装底座。
四、总磷、总氮、氨氮高锰酸盐指数分析仪与流量自动分析仪的基本要求
自动监测仪器符合国家或行业自动监测仪器技术要求，仪器测定方法应符合国家或行业标准分析方法，自动监测站监测仪器除温度外，所有仪表必须采用独立形式，不得使用二合一或多合一的仪表，鉴于后期的运营维护考虑，所有仪表最好使用同一品牌的国际知名产品。
（1）采用技术成熟的产品，要求具有一定的知名度、较好的信誉，适用于水库监测，在环保行业有成功的案例，并具有国际使用经验；
（2）适用于连续在线，数据准确；
（3）分析仪的量程满足水质监测的要求；
（4）分析仪对试剂用水的要求符合国内一般实验室用水；
（5）具有自动清洗和自动校准功能；
（6）具有数据自动存储功能，能够存放30天以上的数据，方便读取；
（7）仪器操作简便，运行维护简单、易于清洗、维护费用低、可靠耐用；
（8）测试方法要符合我国现行的标准和规范；
（9）4-20mA模拟信号，接口：
RS-232，RS-485。
3.1.3.7十参数控制单元技术条件
系统控制单元主要完成水质自动监测系统控制、数据采集、存储、处理与传输等工作，主要由PLC可编程控制器、RTU（数据采集控制器）、现场计算机、数据采集设备及相关软件组成。
一、主要硬件基本要求
1、控制系统
AI输入单元16点，4-20mA/1~5V/0~20mA输入；
DI输入单元32点，24VDC；
DO输出单元32点，2A；250VAC/24VDC（阻性负载）；
CPU并配有通信模块；
配备电源模块和底板模块。
2、现场计算机硬件要求
PIV3.0G以上CPU；
1GB以上内存；
128M以上显存；
80G以上硬盘；
DVD光驱；
10M/100M网卡；
彩色液晶显示器：
17”。
建议采用研华IPC610等同档次产品。
二、现场控制软件要求
（1）实时监控系统各单元的运行状态，并动态模拟显示整个分析的全过程；
（2）可以根据需要进行监测频次、自动清洗、自动除藻、报警指标等参数的设置；
（3）可以根据需要进行紧急任务的启动；
（4）可以实时采集仪器设备的监测数据、报警信息和工作日志，进行保存，并可随时查询；
（5）可判断系统运行状态正常与否，一旦出现问题，立即启动故障处理程序，并进行报警；
（6）可以将采集的数据自动传输到数据中心；
（7）根据不同的用户设定不同的操作权限。
3.1.3.8十参数运行环境支持单元技术条件
1、电源通讯设备与防雷措施
具有电源停电保护、来电自动恢复、告警功能。
停电时，由UPS提供临时后备供电、照明和小容量现场办公供电插座。
电源应具有多级防雷措施，具有运行环境温湿度监测和空调设备停电保护、来电自动恢复功能，具有安防保护功能。
2、UPS电源
投标人根据自己总体设计方案的要求，配置相应的UPS电源，具备断电保护、过载保护、自动恢复等功能。
在停电的情况下，保障系统自身维持运转12小时。
3、防雷装置
电源应具有多级防雷（B级）措施。
安全可靠的防雷装置是保证水质监测系统安全运行的重要条件，投标人根据自己总体设计方案的要求，合理地安装电源防雷器和信号防雷器，以避免雷电对仪器设备造成的损坏。
4、空调机
十参数站房内需要购置空调，系统能够自动监测环境温、湿度及电源，自动控制空调机的停止和运行。
5、消防设备
水质监测站房内应配置相应的消防设备,要求火灾时手动，短时间迅速灭火，设备适用于电子计算机房、配电房、电讯中心等小型防护区的消防保护。
3.1.4水质系统的试运行检验
1、试运行检验由中标人负责，招标人监督并协助有关配合工作，对系统按本招标文件技术规范和合同的各项技术指标、功能要求、使用范围等进行检验。
2、为保证水质监测数据的可靠性，将从仪器的基本性能和对比实验两个方面对分析仪器进行考核，结果应符合国家、行业最新的技术标准和规范。
3、分析仪的准确度、精度、再现性至少需达到标书要求，分析仪数据比测由符合国家计量认证甲级资质的单位按照相关标准进行。
试运行检验期不得少于2个月。
3.1.5水质系统的性能考核
1、标准曲线检测
按仪器规定的测量范围均匀选择5个浓度的标准溶液（不包括空白）按样品方式测试，并计算其相关系数。
2、准确度
仪器调试后，中标人要采用招标人同意的国家认可质量控制样品（或标准溶液）对仪器进行测试，每个项目均测定4次，各个项目的测量结果均在允许的浓度范围之内即为合格。
3、精密度
取自动站采样点处水样，各分析仪表分别对同一水样进行连续11次的重复测量，计算测量值的平均相对偏差。
4、检出限
（1）总磷、总氮、氨氮仪器的检出限采用实际获得的检出限，计算公式如下：
MDL=S×t（n-1,1-a=0.99）
式中：
n——重复测定的加标样品数；
S——n次加标测定浓度的标准偏差；
t—自由度为n-1时的Standardt值（可查表得到）；1-a为置信水平；
按仪器3倍检测限浓度配制标准溶液，测定次数为8次。
（2）高锰酸盐指数检测限计算公式参见部颁标准：
对实验用纯水做全程序空白实验，每天1批，每批2份，连续6天，所得结果计算空白批内标准差和检测限。
3.1.6水质系统的对比实验考核
1、根据监测项目，要求中标人选择招标人认可的通过计量认证的检测单位，按照规定的监测分析方法对实际水样进行实验室分析，并与中标人仪器的测定结果相对比。
对比实验要求提供30组数据
对比实验方法
序号
项目
对比实验方法
1
pH
玻璃电极法
2
电导率
电极法
3
溶解氧
电化学探头法GB11913-89
4
高锰酸盐指数
GB11892-89
5
氨氮
纳氏试剂分光光度法GB7481-87
6
总磷
钼酸铵分光光度法GB11893-89
7
总氮
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法GB11894-89
将自动监测仪器的测定结果与对比方法的测定结果进行对比，参照《地表水质量自动监测技术规范（征求意见稿）》的规定，平均相对偏差小于±15%即算合格。
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