一、系統概述
武漢市天泉慧源環?？萍加邢薰驹诰€水質、水文監測系統以信息技術、水質模擬技術為基礎，綜合地理信息、遙測、網絡、多媒體以及計算機仿真等現代高新科技手段，對水質狀況、水文情況等各種信息進行數字化采集與存儲，實現動態監測和分析、及時預警。為政府決策部門對水環境進行有效的綜合管理和宏觀決策提供信息化保障。
二、系統結構
2.1系統組成
水質在線監測系統及水文在線監測系統由以下7部分組成:
(1) 采水系統：采集水樣，通過預處理系統服務于水質監測設備的分析檢測;
(2) 水文在線監測：包括水文、水溫、流速、流量、降雨量以及蒸發量等;
(3) 水質在線監測：包括PH、溶解氧、溫度、濁度、COD、氨氮，總磷、總氮等;
(4) 圖像視頻：用于拍攝下監測點及站房視頻圖像，通過網絡將數據傳輸至服務器遠端;
(5) 供電控制系統：用于給整套系統進行供電、根據現場環境可以選擇太陽能供電或者市電供電;
(6) 通信設備：可以通過遙測終端機將采集到的傳感器數據通過GPRS發送至云端;
(7) 數據處理平臺：數據可以通過遙測終端機發送至數據服務器、用戶可以通過云平臺或者手機瀏覽器遠程查看數據，數據也可以發送至相應監管部門的服務器。
2.2 系統示意圖：
圖2.2 天泉在線水質、水文系統邏輯圖
2.3系統云平臺
服務于天泉在線水質、水文監測系統的云平臺可適配于各種物聯網應用系統，實時監控管理接入設備的狀態與運行情況，并對設備進行遠程操作。通過云平臺對接物聯網設備做到精確感知、精準操作、精細管理，提供穩定、可靠、低成本維護的一站式云端物聯網平臺。
水質監測系統及水文監測系統通過對現場多種水質及水文信息、視頻信息的采集，等將數據遠傳至物聯網云平臺，實現現場各個設備的數據實時監測，用戶可以通過終端(電腦及手機等)實時查看。用戶可根據實際情況設置參數的標準值上下限，當數據超出設置的上下限則系統將發送報警信息至終端，實現在線預警，避免造成不必要的損失。
圖2.2 天泉在線水質、水文系統云平臺示意圖
三、主要設備介紹
3.1監測站房
根據《水污染在線監測系統安裝技術規范(試行)》-HJ/T353-2007的要求，進行水質在線監測時需要專門設置水質在線監測站房及配套設備。
天泉慧源環?？萍加邢薰緦ｉT設計的水質監測站房以彩鋼為主材，外觀優美具備特色。搭配站房配套設施如監控、空調等，將水質監測設備、數據采集控制設備合理安裝于站房內，形成一座現代智慧的水質、水文監測預警站。
圖2.3 天泉水質在線監測預警站房
3.2水質監測設備
(1)多參數水質檢測儀
TQT-V1型在線式多參數水質監測儀，實現對水體溶解氧、氧化還原、溫度、 PH、電導率 、濁度、 液位等參數實時在線監測，數據處理和顯示，該系統適于分布式、大面積生態環境、漁業養殖、及重點排污口實時監測。該產品為智能環保物聯網產品，主要采用傳感器網絡技術，依托互聯網平臺實現對大面積生態環境、漁業養殖、及重點排污口等的實時監測和監控的物聯網系統。
表3.1-1 TQT-V1型在線式多參數水質監測儀技術參數
|
項目 |
pH |
溶解氧 |
溫度 |
電導率 |
濁度 |
|
范圍 |
0-14 |
0-100%飽和，0-8ppm，溫度補償至25℃ |
0-100℃ |
0-5000 |
0-100、0-500、0-3000NTU |
|
精度 |
慢量程誤差±2% |
慢量程誤差±0.5% |
±0.2℉或±0.1℃ |
±1% |
整個量程+1% |
|
最大壓力 |
40PSI |
40PSI |
40PSI |
40PSI |
30PSI |
|
工作溫度 |
-5~+55℃ |
-40~+55℃ |
-50~+100℃ |
-40~+55℃ |
-10~+50℃ |
(2)COD在線分析儀
TQCr-I型COD水質分析儀是我公司引進國外先進技術，根據國家標準：GB 11914-89《水質 化學需氧量測定 重鉻酸鹽法》及行業標準：HJ/T 399-2007《水質 化學需氧量的測定 快速消解分光光度法》研發的一種新型的用于測量污水化學需氧量(COD)的全自動在線分析儀，TQCr-I型COD水質分析儀采用最新的光電計量、高溫高壓消解、消解比色一體化等技術，具有測量準確、檢出限低、可靠性高、適應性強等特點。TQCr-I型COD水質分析儀可廠泛應用于污染源水監測/工業生產過程用水/工業和市政污水處理等各個領域。
表3.1-2 TQCr-I型COD水質分析儀技術參數
|
測量方法 |
國家標準：GB 11914-89《水質 化學需氧量測定 重鉻酸鹽法》 |
|
測量范圍 |
0-200 mg/L、0-500 mg/L、0-1000 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據客戶要求另行擴展其他量程范圍。 |
|
零點漂移 |
±2.0 mg/L （測試環境：鄰苯二甲酸氫鉀標準測試液） |
|
測量周期 |
小于50分鐘 |
|
消解溫度 |
推薦溫度為165℃，客戶可根據實際水樣情況設置消解溫度。 |
|
恒溫時間 |
推薦時間為10 min，客戶可根據實際水樣情況設置恒溫時間。 |
|
電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
|
環境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無結露。 |
|
數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(3)氨氮在線分析儀
TQN-I型氨氮在線分析儀用于在線監控污水，地表水或者市政水中的氨氮的濃度，根據國家標準 GB 7481-87 《水質-銨測定-水楊酸分光光度法》行業標準 HJ/T 536-2009 《水質 氨氮的測定-水楊酸分光光度法》檢測水體。
表3.1-2 TQN-I型氨氮在線分析儀技術參數
|
測量方法 |
國家標準 GB 7481-87 《水質-銨測定-水楊酸分光光度法》 |
|
測量范圍 |
0~2 mg/L、0~12 mg/L、0~50 mg/L、0~300 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據客戶要求另行擴展其他量程范圍。 |
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零點漂移 |
±0.5％F.S. |
|
測量周期 |
小于40分鐘 |
|
顯色溫度 |
推薦溫度為46 ℃，客戶可根據實際水樣情況設置顯色溫度。 |
|
恒溫時間 |
推薦時間為600 s，客戶可根據實際水樣情況設置恒溫時間。 |
|
電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
|
環境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無結露。 |
|
數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(4)總磷在線分析儀
TQTP-I型總磷在線分析儀用于在線監測污水，地表水或者市政水中的總磷濃度，根據國家標準 GB/T GB11893- 89 《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》檢測水體。
表3.1-4 TQTP-I型總磷在線分析儀技術參數
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測量方法 |
國家標準 GB/T GB11893- 89 《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》 |
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測量范圍 |
0~10 mg/L、0~50 mg/L、0~200 mg/L三種量程范圍任意可選，并可根據客戶要求另行擴展其他量程范圍。 |
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零點漂移 |
±0.2%F.S.（測試環境：磷酸二氫鉀標準測試液）； |
|
測量周期 |
最小測量周期45分鐘 |
|
消解溫度 |
推薦溫度為120℃，客戶可根據實際水樣情況設置顯色溫度。 |
|
電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
|
環境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無結露。 |
|
數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(5)總氮在線分析儀
TQTN-I型總氮在線分析儀用于在線監控污水，地表水或者市政水中的總氮濃度，根據國家標準：GB11894-89《水質堿性過硫酸鉀高溫消解分光光度法》，行業標準 HJ 636—2012 《水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》檢測水體。
表3.1-5 TQTP-I型總磷在線分析儀技術參數
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測量方法 |
國家標準：GB11894-89《水質堿性過硫酸鉀高溫消解分光光度法》 |
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測量范圍 |
0~3 mg/L，并可根據客戶要求另行擴展其他量程范圍 |
|
零點漂移 |
±0.5％F.S. |
|
測量周期 |
小于50分鐘 |
|
定量下限 |
0.05 mg/L |
|
恒溫時間 |
推薦時間為10 min，客戶可根據實際水樣情況設置恒溫時間。 |
|
電源適應性 |
AC220V±10%，50Hz±1%，建議配備1KW的交流凈化穩壓電源。 |
|
環境適應性 |
5~45 ℃，相對濕度（65±20）％，無結露。 |
|
數字通訊接口 |
RS-485或RS-232 |
(6)水質安全預警儀
天泉慧源水質安全預警儀是一款通過檢測和識別水生生物的行為對水質進行監測(預警)的設備。根據水溞或斑馬魚運動學行為變化情況反應水質綜合毒性情況。相較于傳統水質預警設備，本產品實現了水質安全測試的自動化，極大提高了靈敏度、測試效率，降低了測試成本。本產品在理論、技術上均實現了突破創新，目前該設備在國內同類設備中處于領先地位，并完全有能力作為國際同類先進產品的替代設備。
表3.1-6 天泉慧源水質安全預警儀技術參數
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測量方法 |
行為學分析 |
|
測量周期 |
根據需求自行調整24/24 7/7 |
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箱體材質 |
靜電噴涂鋼/鋁板 |
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重量 |
＜50kg |
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尺寸(L*W*H) |
600*500*400mm |
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保護等級 |
IP54 |
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電源 |
220VAC 50HZ, |
|
功率 |
600w |
|
樣本溫度 |
0-30℃ |
|
輸出 |
調制解調器，LAN，繼電輸出（2X)，RS232，USB,無線（4G）傳輸。 |
3.3 水文監測設備
(1)雷達水位計
測量范圍：30m
測量精度：±3mm
波束開角：9°
數據接口：四線制RS485 / 兩線制RS232、4～20mA
工作電壓：6～28 VDC
工作環境：溫度-40～80℃，濕度 0～90% 無凝露
尺寸： Φ120mmX350mm
防護：鑄鋁外殼，IP67
天線：喇叭口
(2)多普勒超聲波流速儀
測量原理：多普勒效應，速度面積法
流速測量方位： 0.03-5m/s(可擴大)
流速測量精度：±1%±0.01m/s
水位測量范圍 0-10m(可擴大)
水位測量精度：±1cm
流量測量范圍：0.001-999999999m3/h
流量測量精度：±2-3%(根據斷面形態有所不同)
溫度測量范圍：-20-65℃
溫度測量精度：±0.5℃
供電范圍：9-24V
接口：RS485 Modbus
(3)翻斗式雨量計
承雨口內徑：Φ200mm
儀器分辨力：0.5mm;
降雨強度測量范圍：0.01～4mm/min
翻斗計量誤差：≤±4%
輸出信號方式：磁鋼—干簧管式接點開關通斷信號
開關接點容量：DCV≤12V，I≤120mA
接點工作次數：1×107次
工作環境溫度：-10℃～+50℃
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