第一篇：城市供水管網(wǎng)水質(zhì)水量在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

城市供水管網(wǎng)水質(zhì)水量在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

李會平

(石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)供水排水公司，石家莊050801)

【摘要】主要介紹了如何構(gòu)建城市供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，及其相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，控制方式，系統(tǒng)特點及其具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】城市供水在線監(jiān)測系統(tǒng)余二氧化氯檢測儀流量計壓力變送器水質(zhì)自動采樣儀GPRS通訊設(shè)備

石家莊高新區(qū)供水廠位于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，秦嶺大街以東，黃河大道以北，設(shè)計供水規(guī)模為5萬tn3/d,服務(wù)人口4.6萬，服務(wù)面積5.8km2。供水廠主要包括清水池、送水機房及配變電所、二氧化氯消毒間、機修、庫房、車庫、綜合樓等，總建筑面積

172m2，占地54.74畝(1畝?667m2)。供水一期水源為地下水源，各水源井采水由深井泵提升經(jīng)集水管線匯集到輸水管線，再由輸水管線進(jìn)人供水廠，在供水廠經(jīng)過二氧化氯消毒處理后進(jìn)人清水池，送水機房的4臺送水機將清水池清水輸送進(jìn)入開發(fā)區(qū)給水管網(wǎng)到各用水戶。系統(tǒng)概況

石家莊高新區(qū)供水在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)其主要功能是實時監(jiān)測石家莊高新區(qū)供水管網(wǎng)各主要用水單位的水質(zhì)、水量參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將監(jiān)測儀器所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集打包發(fā)送到供水廠監(jiān)測中心站及總公司調(diào)度中心，當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超標(biāo)時，自動監(jiān)測系統(tǒng)還能夠按要求自動抽取超標(biāo)水樣。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件包括:余二氧化氯在線監(jiān)測儀器、在線pH儀、流量計(記錄用戶的實時及累計用水量）、水質(zhì)采樣器、數(shù)據(jù)采集及通訊部分(GPRS)。

（1）監(jiān)測儀器是自動監(jiān)測站系統(tǒng)的核心部分，監(jiān)測儀器的性能直接影響自動監(jiān)測站系統(tǒng)的整體性能，如果監(jiān)測儀器性能穩(wěn)定可靠，則自動監(jiān)測站就能夠長期穩(wěn)定地運行，如果監(jiān)測儀器性能較差，不但會造成自動監(jiān)測站維護(hù)工作量的增大，而且還會影響自動監(jiān)測站的連續(xù)運行。因此在選擇滿足測量精度等技術(shù)要求方面的產(chǎn)品后，應(yīng)著重考慮的則是儀器的性能穩(wěn)定、維護(hù)工作量、試劑消耗等問題。

（2）數(shù)據(jù)采集器是自動監(jiān)測站的神經(jīng)中樞，主要功能是實時采集監(jiān)測儀器獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所采集到的數(shù)據(jù)實時發(fā)送到中心監(jiān)測站，同時還應(yīng)具備觸發(fā)功能，待監(jiān)測到超標(biāo)數(shù)據(jù)時，能夠觸發(fā)采樣儀留取超標(biāo)水樣。通訊系統(tǒng)一般要求可靠性能要好，不受外界因素干擾條件影響；運行穩(wěn)定，具有斷電數(shù)據(jù)保護(hù)性能;兼容性好，能夠?qū)⒈O(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為不同的格式供不同的數(shù)據(jù)庫調(diào)用；適用性好，可以滿足不同安裝條件、安裝地點的影響等。根據(jù)監(jiān)測設(shè)備的具體要求，并考慮系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性，我們選用二次數(shù)據(jù)采集器。

（3）水質(zhì)采樣器是自動監(jiān)測站不可或缺的重要組成部分，其主要功能是執(zhí)行數(shù)據(jù)采集器給出的超標(biāo)采樣命令，隨時采集超標(biāo)情況出現(xiàn)時的供水管網(wǎng)的水樣，超標(biāo)水樣通過采樣頭進(jìn)入采樣吸管內(nèi)，通過采樣儀控制器流人樣瓶，達(dá)到采樣量要求后,采樣儀停止采樣并把多余的水樣通過采樣管路吹回水體中去。水質(zhì)采樣器同時還具有流量等比例采樣、時間等比例采樣、復(fù)合采樣等功能，符合國家有關(guān)水質(zhì)采樣的具體要求。

(4)在數(shù)據(jù)通訊方面，整個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)采用中國移動的GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有覆蓋面廣、工作可靠、實時性強（永遠(yuǎn)在線）、運行經(jīng)濟等優(yōu)點。同時網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、維護(hù)、升級都不需要用戶投人，用戶只是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，自行組成自己的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并由此實現(xiàn)辦公自動化、實現(xiàn)數(shù)據(jù)通道和短訊道通的同時使用，且永遠(yuǎn)在線，不存在通訊障礙。在實際應(yīng)用過程中，客戶可選擇包月或按通訊數(shù)據(jù)量等各種數(shù)據(jù)方式，是當(dāng)今公認(rèn)的運行費用較低的一種通訊方式。通過此通訊方式，可在供水廠中心監(jiān)測站、調(diào)度中心及相關(guān)的主管部門的任一臺計算機上，安裝一部GPRS接受機和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，就可以接收自動水質(zhì)監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)還可以注人15個普通的接收手機號碼，一旦水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)準(zhǔn)將自動報警到各領(lǐng)導(dǎo)和主管人員的手機上。操作人員和主管領(lǐng)導(dǎo)可以及時掌握超標(biāo)情況，即時采取應(yīng)急處理措施。系統(tǒng)主要功能

數(shù)據(jù)采集與接收:數(shù)據(jù)采集單元將各設(shè)備的測量數(shù)據(jù)通過終端GPRS(DTU)發(fā)回中心，中心接到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析、存儲、分析。

遠(yuǎn)程控制設(shè)備采樣測量及參數(shù)設(shè)定:在本系統(tǒng)中，開發(fā)人員通過大量的努力，不僅實現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與接收，而且還實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制設(shè)備的操作，如:采樣、測量、清洗、參數(shù)設(shè)定等功能。開發(fā)人員克服了不同設(shè)備的通訊協(xié)議不同、無技術(shù)支持、無工程實例等技術(shù)難點，實現(xiàn)了以上控制功能，大大方便了使用及操作人員的方便，并可做到對各監(jiān)測點更直接、更有效的控制。

歷史數(shù)據(jù)管理:方便的查詢功能，用戶可查詢各重點用水戶水質(zhì)的歷史數(shù)據(jù)。組態(tài)両面與數(shù)據(jù)顯示:采用組態(tài)王進(jìn)行工控畫面開發(fā)，畫面直觀、操作方便。報警功能:具有通訊報警、設(shè)備故障報警。

統(tǒng)計報表:可自動生成日報表、月報表、年報表及分析圖表。4 系統(tǒng)工作方式

輪詢式自動召測:用戶可根據(jù)自身需求設(shè)置上傳上報數(shù)據(jù)的時間間隔，主站定時呼叫各從站，從站將測量數(shù)據(jù)上報給控制中心。

手動召測:除了定時輪詢之外，用戶也可根據(jù)需要隨時通過問詢的方式，召測各GPRS從站，從站將測量數(shù)據(jù)上報。

參數(shù)設(shè)置:用戶可在遠(yuǎn)程控制中心，通過遠(yuǎn)程控制畫面對各在線監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

系統(tǒng)工作流程見圖2。

圖2系統(tǒng)工藝流程 5 技術(shù)特點

（1）余二氧化氯在線監(jiān)測儀器采用了國際上先進(jìn)的分析技術(shù)，精度髙，對水樣的要求寬泛，不受水質(zhì)情況變化的影響，運行可靠，維護(hù)量小。

（2）主要在線分析儀器均選用經(jīng)過長期實踐應(yīng)用證明其可靠穩(wěn)定的監(jiān)測設(shè)備，在國內(nèi)外同類場合均有過典型的應(yīng)用。

（3）數(shù)據(jù)通訊采用目前技術(shù)非常成熟的移動通訊GPRS網(wǎng)絡(luò)，不受安裝地理位置的限制，運行穩(wěn)定可靠。

（4）對于重點用水單位，系統(tǒng)還配備了先進(jìn)的ISC06712FR型水質(zhì)采樣器，實現(xiàn)定時采樣、流量等比例采樣、隨機抓取水樣、超標(biāo)報警觸發(fā)采樣等采樣方案，該采樣器為恒溫采樣器，可以將采集的水樣保存在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的溫度環(huán)境下，避免了因水樣水質(zhì)變化而導(dǎo)致的分析誤差。中心監(jiān)控站軟件

本軟件控制畫面用組態(tài)王進(jìn)行軟件開發(fā)，內(nèi)嵌GIS畫面。報表格式采用VB的OLE功能，自動生成EXCEL報表，用戶可按需求自由編輯報表格式，可以最大限度滿足各種用戶不斷變化的需求，大大降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。

（1）內(nèi)置小型GIS(全球?qū)崟r定位地理信息系統(tǒng))。可以從地圖上清楚了解各個重點用水戶監(jiān)測現(xiàn)場分布情況，及實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（2）豐富的報表、圖表功能。

余二氧化氯、pH、實時流量等測量指標(biāo)均可采用折線圖及柱形圖多種圖表形式進(jìn)行分析顯不。

（3）用戶自由化的報表設(shè)計。（4）通訊數(shù)據(jù)格式公開，易于擴展。

（5）具有手工錄入方式，將不在各重點用水戶監(jiān)測現(xiàn)場的參數(shù)（如實驗室測量的數(shù)據(jù)）手工錄入存入到數(shù)據(jù)庫，在各種報表圖表中顯示出來。

（6）具有豐富的查詢功能，軟件提供了各被監(jiān)測用水企業(yè)的企業(yè)信息、聯(lián)系人信息、地圖查詢、歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)等豐富的查詢功能。

（7）客戶端軟件:局域網(wǎng)上的所有用戶均可通客戶端軟件，瀏覽監(jiān)控水質(zhì)情況。

（8）顯示畫面美觀，操作方便，便于升級。7 結(jié)束語 城市供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，在現(xiàn)今的城市供水管網(wǎng)的建設(shè)中尚屬空白，各用水戶不管是工業(yè)用水還是生活用水，水質(zhì)情況也成為了人們?nèi)遮呹P(guān)注的一個問題，隨著城市數(shù)字化水平的不斷提高，和其對各個領(lǐng)域的逐漸滲透，實時的供水水質(zhì)及水量監(jiān)測已經(jīng)成為可能。

第二篇：我國水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與展望

我國水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與展望 引言

水質(zhì)污染自動監(jiān)測系統(tǒng)(WPMS)是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測體系。WPMS可盡早發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的異常變化，為防止下游水質(zhì)污染迅速做出預(yù)警預(yù)報，及時追蹤污染源，從而為管理決策服務(wù)。

水質(zhì)自動監(jiān)測在國外起步較早，我國在水質(zhì)自動監(jiān)測、移動快速分析等預(yù)警預(yù)報體系建設(shè)方面尚處于探索階段。1998年以來，我國已先后在七大水系的10個重點流域建成了100個國家地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站，各地方根據(jù)環(huán)境管理需要，也陸續(xù)建立了400多個地方級地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站，實現(xiàn)了水質(zhì)自動監(jiān)測周報。目前國內(nèi)所用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)多為國外進(jìn)口設(shè)備，水質(zhì)自動化監(jiān)測裝置在制造上已不能滿足快速發(fā)展的水質(zhì)監(jiān)測的需要，因此，國產(chǎn)化自動監(jiān)測儀有廣闊的開發(fā)前景和潛在的銷售市場。

WPMS可以實現(xiàn)監(jiān)測自動化、實現(xiàn)水污染的預(yù)警預(yù)報，對于防止污染事件的進(jìn)一步發(fā)展可起到至關(guān)重要的作用；WPMS還可以實現(xiàn)水質(zhì)信息的在線查詢和共享，可快速為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)依據(jù)。

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)由采樣單元、分析測試單元(監(jiān)測儀器)、數(shù)據(jù)采集與傳輸單元、監(jiān)控中心四部分組成。目前，應(yīng)用比較多的是水質(zhì)COD、NH3-N、TOC、TN、TP、五參數(shù)、UV等在線監(jiān)測系統(tǒng)。

2.1 采樣單元

目前大多數(shù)采用自吸泵或潛水泵方式采樣，建議采用 10～20目的金屬篩網(wǎng)阻隔，避免漂浮物堵塞采樣口。自吸泵揚程應(yīng)保證大于實際采樣高度的2倍。采用潛水泵采樣的系統(tǒng)，應(yīng)保證潛水泵在液位變化情況下能正常工作。

2.2 在線監(jiān)測儀器

(1)COD在線監(jiān)測儀器

根據(jù)氧化方式不同，可將COD在線監(jiān)測系統(tǒng)分為兩大類，即采用重鉻酸鉀氧化和非重鉻酸鉀氧化方式。重鉻酸鉀氧化方式可分為重鉻酸鉀消解—光度測量法，重鉻酸鉀消解—庫侖滴定法、重鉻酸鉀消解—氧化還原滴定法。非重鉻酸鉀氧化方式可分為臭氧(混合氧化劑)氧化—電化學(xué)測量法羥基氧化—電化學(xué)測量法。

(2)NH3-N在線監(jiān)測儀器

NH3-N在線監(jiān)測儀可分為滴定法、比色法、銨離子選擇電極法、氨氣敏電極法、電導(dǎo)法等方法。

(3)TOC在線監(jiān)測儀器

按原理不同，可將TOC在線監(jiān)測儀器分為燃燒氧化—紅外吸收法、紫外催化氧化—紅外吸收法和電導(dǎo)法。

2.3 數(shù)據(jù)采集與傳輸單元

數(shù)據(jù)采集傳輸儀通常采用單片機、可編程控制器或工控機方式，不論哪種方式，通訊協(xié)議應(yīng)全國統(tǒng)一，以方便儀器連接通訊。數(shù)據(jù)傳輸方式可采用電話線、GPRS、GSM、局域網(wǎng)、無線電臺等多種方式。

2.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的主要作用就是接收、匯總、統(tǒng)計各污染源的監(jiān)測數(shù)據(jù)。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展歷程

目前在我國生產(chǎn)銷售水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的廠商約有 50家，通過認(rèn)證的廠家有30多家。我國水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過十幾年的發(fā)展，從技術(shù)引進(jìn)吸收到擁有自主產(chǎn)權(quán)的專利產(chǎn)品，從半自動化發(fā)展到信息化，從作坊形式發(fā)展為監(jiān)測專用儀器的支柱產(chǎn)業(yè)之一，涌現(xiàn)出一批技術(shù)精良、服務(wù)周到、規(guī)模較大的龍頭企業(yè)，縱觀水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展歷程，大致可以分為以下三個階段。

3.1 初期階段

1996年，國家環(huán)保局發(fā)布的《排污口規(guī)范化整治技術(shù)要求(試行)》中規(guī)定：列入重點整治的污水排放口應(yīng)安裝流量計；一般污水排污口可安裝三角堰、矩形堰、測流槽等測流裝置或其他計量裝置。全國規(guī)范化的排污口開始安裝流量計和采樣器，這可稱為最初的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

自上世紀(jì)90年代初到2001年，國產(chǎn)水質(zhì)COD在線監(jiān)測儀器開始問世，主要生產(chǎn)企業(yè)有：北京環(huán)科環(huán)保技術(shù)公司、南京德林環(huán)保儀器有限公司、蘭州煉化環(huán)?？萍加邢薰?、河北先河科技發(fā)展有限公司、山東省恒大環(huán)保有限公司、廣州怡文科技有限公司等，在重點省份、重點行業(yè)開始推廣應(yīng)用，為國產(chǎn)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基石。此階段的特點可歸納為以下幾點：

(1)產(chǎn)品較單一

最初排污現(xiàn)場僅安裝流量計、采樣器和水質(zhì)COD在線監(jiān)測儀器，因此，根據(jù)行業(yè)發(fā)展需求，各公司推出了自己的產(chǎn)品，但基本都是采用重鉻酸鉀氧化原理的 COD在線監(jiān)測儀器。

(2)生產(chǎn)規(guī)模小

受市場需求制約以及環(huán)境管理對在線自動監(jiān)測的認(rèn)識不夠等多方面因素的影響，各公司的資金、技術(shù)投入較小，生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模都小于20人，且以手工單臺組裝調(diào)試為主，沒有形成規(guī)模化生產(chǎn)。

(3)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定

由于當(dāng)時利用重鉻酸鉀氧化原理的水質(zhì)COD在線監(jiān)測儀器為全新產(chǎn)品，國際上無經(jīng)驗可借鑒，將實驗室 COD的手工分析流程濃縮成機械化產(chǎn)品，高溫、強酸等因素影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性，加之國內(nèi)元器件質(zhì)量不過關(guān)，使得整機的穩(wěn)定性受到影響。

(4)安裝量小

2001年前，全國已安裝的COD在線監(jiān)測儀器約百余臺，且集中在經(jīng)濟發(fā)達(dá)省份(如江蘇、浙江等)，而經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)，幾乎都沒有安裝COD在線監(jiān)測儀器。

3.2 發(fā)展階段

2001年，國家環(huán)境保護(hù)總局頒布了化學(xué)需氧量(COD)自動在線監(jiān)測儀產(chǎn)品技術(shù)要求(HBC6-2001)，根據(jù)此技術(shù)要求，國家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)境監(jiān)測儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對COD在線監(jiān)測儀器進(jìn)行了適用性檢測，已有30多家企業(yè)的產(chǎn)品通過適用性檢測。此階段的特點有：

(1)產(chǎn)品逐漸多樣化

根據(jù)環(huán)境管理要求和市場需求，在此背景下，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)開始研制其它水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，如 COD、NH3-N、TOC、TN、TP水質(zhì)五參數(shù)等在線監(jiān)測儀器。

(2)產(chǎn)品質(zhì)量逐漸穩(wěn)定

經(jīng)過幾年現(xiàn)場的安裝運行，逐漸摸索出適合中國國情的水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)，從儀器各零部件的選擇、采樣方式、消解方式、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾矫鎸x器進(jìn)行了改進(jìn)，使得儀器的穩(wěn)定性得到飛速提高。

(3)生產(chǎn)廠家急劇增加

本階段，國際上知名大企業(yè)開始逐漸進(jìn)入中國市場，如島津國際貿(mào)易有限公司、美國HACH公司等都帶來了自己先進(jìn)的產(chǎn)品，國內(nèi)生產(chǎn)廠商如雨后春筍般的涌現(xiàn)出來，如江蘇就有8家COD生產(chǎn)廠商。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化階段

2006年以后，尤其是“污染源減排三大體系能力建設(shè)”項目實施后，要求占COD污染負(fù)荷60%以上的國控重點污染源必須安裝在線監(jiān)測儀器，且必須聯(lián)網(wǎng)運行。初步形成由地(市)、省、國家的三級網(wǎng)絡(luò)。安裝儀器數(shù)量增多、運行管理逐步規(guī)范，尤其是出現(xiàn)了一批專業(yè)化運營維護(hù)隊伍，對水質(zhì)在線監(jiān)測儀器的發(fā)展起到了推動作用。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)前沿

4.1 重金屬在線監(jiān)測技術(shù)

由于重金屬污染的危害性，建立重金屬污染預(yù)警系統(tǒng)對重金屬污染進(jìn)行實時監(jiān)控，變得日益緊迫，重金屬在線監(jiān)測儀器的需求近年來也日益顯現(xiàn)，目前重金屬在線監(jiān)測儀器基本依賴進(jìn)口，進(jìn)口儀器價格昂貴。為打破對進(jìn)口儀器的高度依賴，針對重金屬在線監(jiān)測技術(shù)難題，不少科技創(chuàng)新企業(yè)通過加大科研投入，相繼推出一系列重金屬在線監(jiān)測儀，填補了國內(nèi)空白，結(jié)束了國外技術(shù)壟斷的歷史。

六價鉻、銅、鎳等重金屬在線監(jiān)測儀在電子工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)已有小規(guī)模的安裝，目前國內(nèi)的主要生產(chǎn)廠家有南京德林環(huán)保儀器有限公司、北京環(huán)科環(huán)保技術(shù)公司等，但重金屬在線監(jiān)測儀品種比較單一，技術(shù)和質(zhì)量與國外相比還有些差距，這方面的市場還有待開發(fā)。

4.2 水質(zhì)毒性在線監(jiān)測技術(shù)

海洋中的明亮發(fā)光桿菌經(jīng)過馴化后，可以作為毒性的判斷指標(biāo)。通過實驗逐步確定了氨氮、酚、六價鉻、氟、硫化物、COD、H2S、Cl2、SO2等不同毒物間對發(fā)光細(xì)菌發(fā)光反應(yīng)的抑制速率的差異，污染水質(zhì)對發(fā)光細(xì)菌的影響程度以及與標(biāo)準(zhǔn)毒物HgCl2相對應(yīng)的毒性等級。

通過測定發(fā)光細(xì)菌發(fā)光度的變化，量度被測水環(huán)境樣品中由微生物、重金屬和有機污染物所造成的急性生物毒性。與傳統(tǒng)的將魚、藻和其它水生生物作為檢測指示生物相比，發(fā)光細(xì)菌法簡便、快速、靈敏、適應(yīng)性強、重復(fù)性好、精度高、費用低、用途廣。發(fā)光細(xì)菌毒性檢測最顯著的特點是一次試驗就能夠定性或定量鑒別被測水樣中的全部有毒物質(zhì)，具有靈敏度高(ppm級)、準(zhǔn)確度好(誤差小于10％)、速度快、檢測范圍寬(包括鉻、鎘、銅、鉛、鎳、汞等重金屬離子，DDT、有機磷等農(nóng)藥、24D等激素，洗滌劑、溶劑等有機和無機有毒物質(zhì))、方法簡便，不需生物專業(yè)人員、檢測費用低、適應(yīng)性強，可在現(xiàn)場檢測，也可在實驗室檢測等優(yōu)點。

但目前我國還沒有水質(zhì)綜合毒性檢測系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家。國內(nèi)企業(yè)格維恩科技有限公司、上海艾晟特環(huán)?？萍加邢薰镜榷际谴礓N售，還沒有形成自己的產(chǎn)品。隨著人們對水安全的重視，對水質(zhì)綜合毒性的在線測定變得日益重要，這方面的市場潛力還是相當(dāng)大的。

4.3 生物傳感器的應(yīng)用

生物傳感器測定法是利用生物分子優(yōu)良的分子識別功能，結(jié)合轉(zhuǎn)換功能進(jìn)行測定的檢測方法。利用與待測物質(zhì)具有良好選擇反應(yīng)的生物分子進(jìn)行測定。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生物分子及其反應(yīng)生成物的濃度會發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換器變?yōu)榭蓽y定的電信號，從而達(dá)到選擇性測定待測物質(zhì)的目的。

目前已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的生物傳感器投入到大氣和水中各種污染物質(zhì)含量的監(jiān)測中，在發(fā)達(dá)國家如英國、法國、德國、西班牙和瑞典，在水質(zhì)檢測過程中都采用了生物冷光型的生物傳感器。生物傳感器因其具有快速、連續(xù)在線監(jiān)測的優(yōu)點，將會有更廣泛的應(yīng)用，在測定二惡英等劇毒物質(zhì)時能夠做到安全檢測。

4.4 熒光法的應(yīng)用

熒光法是一種測定水中溶解態(tài)有機污染物的方法，用320nm激發(fā)波長，在430nm測定熒光強度可獲得有機污染物的信息。與260nm測定DOC的UV信息有良好的相關(guān)性，且靈敏度和精確度都比UV法好。熒光法在自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用前景很好，早在“九五”攻關(guān)中，中國環(huán)境監(jiān)測總站就使用了排水中油類的直接熒光法自動監(jiān)測。

目前代理銷售的企業(yè)主要有北京愛格森自動化有限公司、北京渠道科學(xué)器材有限公司、北京首選科技有限公司等。

4.5 酶聯(lián)免疫法(ELISA)的應(yīng)用

生物法中，常用的生物分子是酶及抗體，即酶聯(lián)免疫法(ELISA)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、表面胞質(zhì)團(tuán)共振檢測(SPR)等。常用的轉(zhuǎn)換器有電極、各種光學(xué)裝置及石英振子等。

日本報道了生物檢測法(ELISA)使用二惡英類自動前處理裝置。大腸菌群是地表水和飲用水源地的必測指標(biāo)，其自動監(jiān)測的實現(xiàn)可大大減少監(jiān)測人員的工作強度，在其自動監(jiān)測系統(tǒng)中使用了與培養(yǎng)法完全不同的原理，即生物發(fā)光、化學(xué)發(fā)光法。

以酶聯(lián)免疫法(ELISA)為原理的檢測技術(shù)是目前發(fā)展的最新領(lǐng)域，用于化學(xué)毒性物質(zhì)檢測具有以下特點：

(1)具有很高的靈敏度，僅用少量試樣便可完成檢測；(2)選擇性好，且比儀器分析的試樣前處理方法簡單，操作簡便、快速；

(3)能得出環(huán)境污染物對生態(tài)影響的直接及綜合信息；

(4)設(shè)備價廉，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，并可應(yīng)用于多個試樣同時處理，快速檢測。

我國已頒布了采用ELISA的水和土壤等中污染物的檢測方法。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的展望

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在發(fā)展歷程中主要存在以下問題：

(1)產(chǎn)品集中度過低，企業(yè)規(guī)模偏小，缺乏長遠(yuǎn)利益的共識，競爭無序；

(2)產(chǎn)品品種單一，高新技術(shù)含量低，功能趨同化嚴(yán)重，質(zhì)量難以持續(xù)穩(wěn)定；

(3)缺乏產(chǎn)業(yè)規(guī)制，企業(yè)進(jìn)出條件要求較低；

(4)資金緊缺，限制了發(fā)展。

與國外的連續(xù)自動監(jiān)測產(chǎn)業(yè)相比，我國的連續(xù)自動監(jiān)測產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，針對發(fā)展中存在的問題，不論是政府、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)還是排污企業(yè)自身都應(yīng)該拿出積極穩(wěn)妥的方案以應(yīng)對國際和國內(nèi)的競爭態(tài)勢。

5.1 加強核心技術(shù)的研發(fā)，應(yīng)對日益多樣化的環(huán)境監(jiān)測需求

連續(xù)自動監(jiān)測企業(yè)應(yīng)加強與高校和研究部門的合作，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，豐富產(chǎn)品種類，使產(chǎn)品功能多樣化，增強企業(yè)的競爭實力，以應(yīng)對環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境管理發(fā)展的需要，國家應(yīng)根據(jù)未來環(huán)境管理發(fā)展的需要，加強技術(shù)引導(dǎo)，加大對關(guān)鍵技術(shù)的投入力度，提高并加快系統(tǒng)的國產(chǎn)化率，引導(dǎo)企業(yè)的技術(shù)走向。

5.2 加強企業(yè)間合作，促進(jìn)儀器生產(chǎn)規(guī)模化

在配合產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，提高行業(yè)進(jìn)入門檻的同時，對現(xiàn)有的連續(xù)自動監(jiān)測儀器企業(yè)進(jìn)行企業(yè)間合作和兼并的引導(dǎo)；對重點企業(yè)加大支持力度，出臺減免稅收等優(yōu)惠政策；促使儀器生產(chǎn)規(guī)?；?，盡快建立現(xiàn)代企業(yè)制度，淘汰作坊式生產(chǎn)和家族式管理模式，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。企業(yè)間的合作不僅應(yīng)表現(xiàn)在技術(shù)的共同開發(fā)上，而是應(yīng)更多地表現(xiàn)在市場的開拓、銷售和運營維護(hù)的配合以及技術(shù)人員的培訓(xùn)上；兼并也不應(yīng)僅表現(xiàn)在同類企業(yè)之間的以大吃小，而應(yīng)更多地表現(xiàn)在不同類企業(yè)以及上下游企業(yè)間的優(yōu)勢互補上。

5.3 制定和修訂相關(guān)規(guī)范

為配合污染源減排三大體系能力建設(shè)項目實施，環(huán)境保護(hù)部相繼制定和修訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如《水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》、《水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范》等，為規(guī)范水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、運行奠定了基礎(chǔ)。但是，隨著環(huán)境管理的不斷加強，隨著儀器種類的不斷增多，還應(yīng)制定新的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，對已有不適應(yīng)要求的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行修訂，如《水質(zhì)在線監(jiān)測儀器安裝驗收、安裝標(biāo)準(zhǔn)》中，驗收周期長、工作量大、低濃度指標(biāo)要求過于嚴(yán)格等問題。

5.4 控制產(chǎn)品質(zhì)量，執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測儀器認(rèn)證制度

加大對環(huán)境監(jiān)測儀器的監(jiān)督管理，建立和完善環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)資質(zhì)認(rèn)證認(rèn)可制度。適時完善環(huán)境監(jiān)測儀器的發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)政策，明確水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測儀器發(fā)展方向，指導(dǎo)和規(guī)范環(huán)境監(jiān)測儀器的健康發(fā)展，避免企業(yè)盲從。要通過中國環(huán)境監(jiān)測總站對環(huán)境監(jiān)測儀器的技術(shù)水平和質(zhì)量狀況進(jìn)行適用性檢測，并向社會公布。

5.5 規(guī)范化運營與管理

在線監(jiān)測系統(tǒng)的運營與管理是保證在線監(jiān)測正常運轉(zhuǎn)的基石，規(guī)范化的運營已是迫在眉睫。環(huán)境保護(hù)部對運營單位進(jìn)行資質(zhì)認(rèn)可，對運營人員進(jìn)行持證上崗考核，出臺了《自動在線監(jiān)測運營管理辦法》，逐步規(guī)范了在線監(jiān)測系統(tǒng)的運營。目前在線監(jiān)測系統(tǒng)的運營已成為在線監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展的增長點之一，運營管理已由無序向有序、由“游擊”方式向?qū)I(yè)化方向轉(zhuǎn)變。

5.6 產(chǎn)業(yè)發(fā)展

(1)以目前人工采樣和實驗室分析為主向自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的監(jiān)測方向發(fā)展；

(2)由勞動密集型向技術(shù)密集型方向發(fā)展；

(3)由較窄領(lǐng)域監(jiān)測向全方位領(lǐng)域監(jiān)測的方向發(fā)展；

(4)由單純的地面環(huán)境監(jiān)測向與遙感環(huán)境監(jiān)測相結(jié)合的方向發(fā)展；

(5)環(huán)境監(jiān)測儀器將向高質(zhì)量、多功能、集成化、自動化、系統(tǒng)化和智能化的方向發(fā)展；

(6)環(huán)境監(jiān)測儀器向物理、化學(xué)、生物、電子、光學(xué)等技術(shù)綜合應(yīng)用的高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。文章鏈

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第三篇：浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程建設(shè)方案

浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程建設(shè)方案

目錄

1、總論...............................................1 1.1項目概況.............................................1 1.2編制單位概況........................................1 1.3項目編制依據(jù)和編制內(nèi)容..............................3 1.4項目主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)................................4 1.5主要結(jié)論.............................................5

2、項目建設(shè)必要性.......................................6 2.1水質(zhì)、水量監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀..............................6 2.2項目建設(shè)的必要性....................................7

3、建設(shè)目標(biāo)、原則、范圍和內(nèi)容...........................10 3.1建設(shè)目標(biāo)............................................10 3.2建設(shè)原則............................................10 3.3建設(shè)范圍............................................11 3.4建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模.....................................11 3.5站房建設(shè)方式.......................................14 3.6水平年..............................................14

4、技術(shù)要求及建設(shè)條件...................................22 4.1技術(shù)要求............................................22 4.2建設(shè)條件............................................23

5、初步建設(shè)方案........................................25 5.1總體建設(shè)方案.......................................25 5.2子站建設(shè)方案.......................................26 5.3中心站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)方案.........................29 5.4主要儀器設(shè)備.......................................29 6、項目實施進(jìn)度和組織管理..............................31 6.1項目實施進(jìn)度.......................................31 6.2項目組織管理.......................................32

7、投資估算與資金籌措..................................33 7.1投資估算...........................................33 7.2資金籌措計劃.......................................34

8、社會效益分析........................................36 附圖浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測站分布圖

1、總論 1.1項目概況

項目名稱浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程建設(shè)方案。項目地點位于浙江省境內(nèi)的主要江河重要控制節(jié)點、重要引調(diào)水源取水口、重要水功能區(qū)控制斷面、重要飲用水水源地和重要水庫和湖泊等。

報告編制單位浙江省水文局。

建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模建設(shè)96個地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程。建設(shè)內(nèi)容主要包括設(shè)備購臵、站房及輔助設(shè)施建設(shè)改造以及數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)升級同時建立配套的質(zhì)量保證系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)、綜合查詢分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)和運維管理系統(tǒng)。項目總投資24975萬元其中建設(shè)費用17000萬元運行維護(hù)費用7975萬元。

資金籌措方案寧波市2425萬元全部由地方承擔(dān)。其余部分由省財政承擔(dān)14206.5萬元、地方財政承擔(dān)8343.5萬元。建設(shè)期2015年前建設(shè)27個2020年前建設(shè)69個。1.2編制單位概況

浙江省水文局持有甲級水文、水資源調(diào)查評價、甲級建設(shè)項目水資源論證、乙級建設(shè)項目水土保持方案編制、丙級勘測設(shè)計等資質(zhì)證書和水環(huán)境監(jiān)測國家級計量認(rèn)證合格證書及事業(yè)單位法人證書。具有固定工作場所4000多平方米工作條件優(yōu)越內(nèi)部管理制度健全從1883年設(shè)立浙江省第一個水文站點起一直從事水文、水資源調(diào)查評價工作并受省水行政主管部門委托行使全省水文行業(yè)管理職能。全省水文觀測站按觀測項目分共有國家基本水文站1305個全省水文站網(wǎng)觀測項目齊全布局科學(xué)合理站網(wǎng)密度和水文資料質(zhì)量名列全國前茅。全局現(xiàn)有在職職工106人其中高級專業(yè)技術(shù)人員38人、中級專業(yè)技術(shù)人員46人。全省水文系統(tǒng)現(xiàn)有職工605人其中高級專業(yè)技術(shù)人員75人、中級專業(yè)技術(shù)人員203人。集水文水資源監(jiān)測、水文水資源情報預(yù)報、水文自動測報系統(tǒng)工程設(shè)計與實施、通信工程設(shè)計與施工、水文水資源調(diào)查評價、水文分析計算、生態(tài)與環(huán)境分析等專業(yè)技術(shù)人員于一體技術(shù)力量雄厚技術(shù)裝備先進(jìn)配備有足夠的與水文、水資源調(diào)查評價專業(yè)活動相適應(yīng)的儀器設(shè)備和國 家認(rèn)定的水環(huán)境監(jiān)測實驗設(shè)施及計算機繪圖設(shè)備等技術(shù)裝備。1992年10月在浙江省水文局中心實驗室建于1978年的基礎(chǔ)上成立了浙江省水環(huán)境監(jiān)測中心2004年更名為浙江省水資源監(jiān)測中心以下簡稱監(jiān)測中心?，F(xiàn)有省中心和11個市級分中心。其中水利部門的有省中心和杭州、溫州、寧波、嘉興、湖州、金華、臺州、麗水8個市級分中心的9個實驗室。中心實驗室總面積4650平方米其中省中心600平方米、杭州分中心750平方米、嘉興分中心480平方米、湖州分中心210平方米、金華分中心550平方米、溫州分中心370平方米、臺州分中心300平方米、寧波分中心600平方米 麗水分中心790平方米。中心1996年通過國家計量認(rèn)證水利評審組 的首次評審2001、2006、2009年分別通過復(fù)查評審2010年通過 國家認(rèn)監(jiān)委專項監(jiān)督檢查。另外衢州、舟山、紹興分中心分別利用用了當(dāng)?shù)丨h(huán)保、疾控等部門的已經(jīng)通過計量認(rèn)證的實驗室進(jìn)行檢測工作。中心的主要職責(zé)是指導(dǎo)全省江河湖庫水質(zhì)監(jiān)測工作負(fù)責(zé)全省水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測斷面設(shè)臵和調(diào)整對重要水源地、重點水功能區(qū)、行政界河的水量水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測和分析評價承擔(dān)全省水文水資源調(diào)查評價業(yè)務(wù)承擔(dān)省級水資源公報、水資源質(zhì)量通報的編制指導(dǎo)全省監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)和業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)及考核工作。現(xiàn)具備按《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5750-2006、《水環(huán)境檢測規(guī)范》SL219-98、水質(zhì)分析方法標(biāo)準(zhǔn)SL7894-1994等國家和行業(yè)方法標(biāo)準(zhǔn)向社會提供地表水、地下水、飲用水含天然礦泉水、污水及其再生利用水、大氣降水等5類67項參數(shù)公證數(shù)據(jù)的能力。1.3項目編制依據(jù)和編制內(nèi)容 1.3.1編制依據(jù)

(1)《中華人民共和國水法》(2)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》(3)《中華人民共和國水污染防治法》

(4)《國務(wù)院實行關(guān)于最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》國發(fā)[2012]3號

(5)《浙江生態(tài)省建設(shè)規(guī)劃綱要》浙江省人民政府

(6)《中共浙江省委關(guān)于推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的決定》浙委?2010?64號

(7)《浙江省跨行政區(qū)域河流交接斷面水質(zhì)監(jiān)測和保護(hù)辦法》浙政令第252號(8)《浙江省跨行政區(qū)域河流交接斷面水質(zhì)保護(hù)管理考核辦法試行》浙政辦發(fā)?2009?91號

(9)《浙江省水文事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》(10)《浙江省水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測規(guī)劃》

(11)《水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》SL276-2002(12)《浙江省水功能區(qū)、水環(huán)境功能區(qū)劃分方案》(13)《太湖流域水功能區(qū)劃2010-2030年》(14)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002(15)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》SL395-2007(16)《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》SL21998 1.3.2 編制內(nèi)容

本建設(shè)方案以“浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程”為研究對象著重就項目建設(shè)的背景及必要性、功能定位與建設(shè)規(guī)模、站點選址與建設(shè)條件、投資估算與資金籌措等進(jìn)行研究并提出建設(shè)的要求。1.4項目主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 工程主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表1-1。表1-1

技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表

1.5主要結(jié)論

1.5.1項目建設(shè)是必要的

除省環(huán)境行政主管部門按照自身需要設(shè)立和規(guī)劃設(shè)立的213個水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測站外按照水資源和水功能區(qū)動態(tài)管理要求全省尚有上百個未建或未規(guī)劃建設(shè)的主要江河重要控制節(jié)點、重要引調(diào)水源取水口、重要水功能區(qū)控制斷面、重要飲用水水源地和重要水庫和湖泊需要建設(shè)和完善地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)。本項目建設(shè)將全面提升我省地表水水質(zhì)水量動態(tài)監(jiān)測能力為最嚴(yán)格水資源管理和推進(jìn)我 省生態(tài)文明建設(shè)提供技術(shù)支持并有利于促進(jìn)公眾參與和社會監(jiān)督以及水資源監(jiān)測信息的交流與共享。1.5.2項目建設(shè)是可行的 1建設(shè)條件基本完備

本項目需要新建站的場地條件均能滿足要求水、電、通訊等配套設(shè)施條件基本具備。

2項目建設(shè)方案基本可行

項目建設(shè)以水功能區(qū)動態(tài)監(jiān)測和科學(xué)管理為目的建設(shè)方案采取近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合符合最嚴(yán)格水資源管理和我省水利發(fā)展總體規(guī)劃要求。

3項目資金籌措方案基本可行

本項目建設(shè)資金擬申請省財政資金和項目所在地財政資金。我省近年來逐年加大水利投入建設(shè)資金能得到保障。

2、項目建設(shè)必要性

2.1水質(zhì)、水量監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀 2.1.1水利部門現(xiàn)狀

經(jīng)過60年的規(guī)劃建設(shè)我省已基本形成功能基本齊備布局基本合理的各類水量、水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)。到2010年底全省實有水文站67站、水位106站、潮位33站、雨量497站。按測驗項目統(tǒng)計流量67處、水潮位206處、雨量672處、懸泥沙站14處、蒸發(fā)91處、水質(zhì)729處、鹽度6處、省級報汛站321處、預(yù)報斷面17處。省水資源監(jiān)測中心及各地市級分中心有管理、檢測人員79人配備各類水質(zhì)分析儀器設(shè)備共331臺套。為配合各級水行政主管部門履行《水法》賦予的水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測職責(zé)在省水利廳部署下浙江省水文局2007年編制了《浙江省水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測規(guī)劃》、2008年編制了《浙江省水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測斷面調(diào)整和布設(shè)建設(shè)實施方案》明確20082010年全省水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測斷面布設(shè)的具體要求規(guī) 經(jīng)省水利廳批準(zhǔn)后正式實施。近年來各市大力組織開展水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測工作至2011年底全省水功能區(qū)監(jiān)水質(zhì)測斷面已經(jīng)達(dá)729個。隨著水文科技進(jìn)步全省水文水資源監(jiān)測設(shè)施及技術(shù)裝備明顯改進(jìn)特別是我省水文體制實行分級管理以后全省各級都加大了對水文的投入水文測驗儀器設(shè)備的自動化、現(xiàn)代化水平上了一個新的臺階。全省已建成水情遙測站3000余個引進(jìn)了和配備了多普勒剖面流速儀、自動測流纜道、超聲波測流儀、電波測流儀、全站儀和流動注射等測驗、分析儀器設(shè)備大量推廣使用雨量、水位的模塊存儲技術(shù)計算機技術(shù)應(yīng)用于水文的各個領(lǐng)域水文系統(tǒng)固定資產(chǎn)總值達(dá)17800萬元。

總體而言我省對水資源量的監(jiān)測相對完善水資源總量和其時空變化能夠準(zhǔn)確掌握而對水資源質(zhì)的監(jiān)測明顯落后全省水利系統(tǒng)水質(zhì)自動監(jiān)測站建設(shè)尚屬起步階段目前只在錢塘江和運河建設(shè)了兩處水質(zhì)自動監(jiān)測站。現(xiàn)有水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測主要以人工取樣監(jiān)測為主監(jiān)測頻次低監(jiān)測能力和時效性明顯不足與加強水功能區(qū)動態(tài)監(jiān)測和科學(xué)管理的要求和我省經(jīng)濟社會發(fā)展水平極不相稱。2.1.2環(huán)保部門自動站建設(shè)現(xiàn)狀

2006年前我省環(huán)保部門已在全省江河建設(shè)了87個水質(zhì)自動監(jiān)測站其中交接斷面77個、水源地8個、其它類型2個2010~2012年環(huán)保部門規(guī)劃新建設(shè)70個水質(zhì)自動監(jiān)測站均為水源地。該項建設(shè)今年將全部實施到位

除上述建設(shè)外按照環(huán)保部門最新規(guī)劃2012~2013年將實施新一輪浙江省環(huán)境自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目規(guī)劃至2013年底新建56個自動監(jiān)測站其中交接斷面44個其它類型12個。

到目前為止環(huán)保部門在全省江河湖庫已建和規(guī)劃建設(shè)自動監(jiān)測站213個其中交接斷面121個、水源地78個、其它類型14個主要監(jiān)測項目為常規(guī)五參數(shù)水溫、PH、溶解氧、濁度、電導(dǎo)以及高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮分析儀。2.2項目建設(shè)的必要性

2.2.1項目建設(shè)是貫徹落實中央1號文件推動最嚴(yán)格水資源管理的需要今年中央1號文件明確了水利改革發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)提出“要基本建成水資源保護(hù)和河湖健康保障體系主要江河湖庫水功能區(qū)水質(zhì)明顯改善城鎮(zhèn)供水水源地水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)”的要求。提出的基本原則之一是要堅持人水和諧順應(yīng)自然規(guī)律和社會發(fā)展規(guī)律合理開發(fā)、優(yōu)化配臵、全面節(jié)約、有效保護(hù)水資源要從嚴(yán)核定水域納污容量嚴(yán)格控制入河湖排污總量建立水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)評價體系完善監(jiān)測預(yù)警監(jiān)督管理制度?！秶鴦?wù)院關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》國發(fā)?2012?3號提出了要“加強水功能區(qū)動態(tài)監(jiān)測和科學(xué)管理”的要求本項目通過我省主要江河地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)監(jiān)控全省主要江河污染物通量加強源頭水、大型引調(diào)水工程、重要飲用水水源和重要水庫、湖泊的保護(hù)有利于完善水功能區(qū)監(jiān)督管理建立水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)評價體系推進(jìn)最嚴(yán)格水資源管理。

2.2.2項目建設(shè)是提升我省水資源監(jiān)測管理水平的需要

地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)以在線自動智能分析儀器為核心運用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動測量和控制技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)組成一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對全省地表水水質(zhì)狀況、河流污染物通量以及源頭水、大型引調(diào)水工程、重要飲用水水源和重要水庫、湖泊的實時自動在線監(jiān)測和預(yù)警將大大提升全省水資源監(jiān)測和管理自動化、科學(xué)化水平。2.2.3項目建設(shè)是完善全省水功能區(qū)管理需要

浙江省人民政府辦公廳浙政辦發(fā)[2005]109號“轉(zhuǎn)發(fā)省水利廳省環(huán)保廳關(guān)于浙江省水功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)劃分方案的通知”明確“各地要按照《方案》規(guī)定的目標(biāo)水質(zhì)進(jìn)行管理結(jié)合本地實際制定相應(yīng)措施削減和控制排污總量加強污染源整治改善水環(huán)境確保個功能區(qū)在2020年前達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)?！?010年3月水利部關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度工作方案提出“建立和明確開發(fā)利用紅線控制指標(biāo)考核體系把水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率等四項考核指標(biāo)納入各地經(jīng)濟社會發(fā)展綜合評價體系地方各級政府要對考核指標(biāo)進(jìn)行分級考核進(jìn)一步強化紅線指標(biāo)控制的監(jiān)管力度”這是一項重要的水資源保護(hù)制度創(chuàng)新。地表水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程的建設(shè)將全面提升我省現(xiàn)有水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測的時效性、代表性和功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價的科學(xué)性為監(jiān)督水功能區(qū)達(dá)標(biāo)、入河污染物減排幫助各級政府準(zhǔn)確研判水環(huán)境形勢進(jìn)行科學(xué)決策提供技術(shù)保障。

2.2.4項目建設(shè)是促進(jìn)公眾參與和社會監(jiān)督的需要

本項目建設(shè)是促進(jìn)公眾參與和社會監(jiān)督的需要。通過建設(shè)本項目實時掌握并及時發(fā)布重要水域水質(zhì)信息促進(jìn)公眾參與和社會監(jiān)督維護(hù)廣大人民群眾的水資源權(quán)益與省、地方相關(guān)部門、單位共享數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)投資效益最大化。

綜上所述本項目的建設(shè)將全面提升全省水資源監(jiān)測和管理自動化、科學(xué)化水平增強我省現(xiàn)有水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測的時效性、代表性和功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價的科學(xué)性為監(jiān)督水功能區(qū)達(dá)標(biāo)、入河污染物減排幫助各級政府準(zhǔn)確研判水資源形勢進(jìn)行科學(xué)決策提供技術(shù)保障并有利于促進(jìn)公眾參與和社會監(jiān)督。因此項目建設(shè)是必要和緊迫的。

3、建設(shè)目標(biāo)、原則、范圍和內(nèi)容 3.1建設(shè)目標(biāo)

按照中央和省委省政府關(guān)于加快水利發(fā)展改革中有關(guān)強化水資源管理和水生態(tài)保護(hù)的要求通過本項目建設(shè)實現(xiàn)全省主要江河控制斷面源頭水、大型引調(diào)水工程、重要飲用水水源和重要水庫、湖泊的水質(zhì)水量實時在線監(jiān)測同時建立配套的質(zhì)量保證系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)、綜合查詢分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)和運維管理系統(tǒng)基本形成以自動監(jiān)測為主、常規(guī)監(jiān)測為輔的水質(zhì)水量監(jiān)測體系從而準(zhǔn)確掌握全省地表水資源和入河污染物通量的時空變化全面提升水資源和水功能區(qū)監(jiān)管能力結(jié)合環(huán)境行政主管部門的行政區(qū)接斷面的水質(zhì)自動監(jiān)測嚴(yán)格水環(huán)境功能區(qū)管理和入河污染物減排達(dá)到水生態(tài)環(huán)境明顯優(yōu)化城鄉(xiāng)河道綜合治理全面推進(jìn)、河湖健康功能得到有效維護(hù)主要水功能區(qū)水質(zhì)顯著改善的目標(biāo)。項目新建的96個自動站加上水利部門已建的2個、環(huán)保部門現(xiàn)有及規(guī)劃建設(shè)的213個水質(zhì)自動站全省自動站數(shù)量達(dá)到311個。3.2建設(shè)原則

3.2.1不重復(fù)建設(shè)、資源共享

按照水行政主管部門水資源管理職能要求設(shè)站并與環(huán)境行政等其他主管部門共享監(jiān)測信息不重復(fù)設(shè)站。3.2.2水質(zhì)水量監(jiān)測同步

水質(zhì)自動站盡量與現(xiàn)有水文站水位站結(jié)合滿足主要江河控制斷面污染物通量監(jiān)測、計算要求3.2.3監(jiān)控重點明確監(jiān)測站點布局合理全省主要江河污染物通量能夠算清水資源質(zhì)量能有效監(jiān)控無明顯空白區(qū)滿足最嚴(yán)格水資源管理和水質(zhì)預(yù)警要求。3.3建設(shè)范圍

3.3.1主要江河重要控制節(jié)點設(shè)站

實現(xiàn)對主要江河的干流、重要的一二級支流進(jìn)行水質(zhì)水量的自動監(jiān)測。3.3.2重要引調(diào)水源取水口設(shè)站

實現(xiàn)對跨流域、跨區(qū)域的引調(diào)水工程的取水口水質(zhì)水量的動態(tài)監(jiān)測。3.3.3重要水功能區(qū)控制斷面設(shè)站

實現(xiàn)對部分屬源頭保護(hù)區(qū)、保留區(qū)的水功能區(qū)的水質(zhì)水量的動態(tài)監(jiān)測。3.3.4重要水庫飲用水水源地設(shè)站

實現(xiàn)對環(huán)境行政主管部門以外的市級飲用水水源地的水質(zhì)水量動態(tài)監(jiān)測。

3.3.5重要水庫和湖泊設(shè)站

實現(xiàn)對重要的且水面面積較大的水庫、重要的湖泊進(jìn)行水質(zhì)水量的動態(tài)監(jiān)測。

3.4建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模

為使該項建設(shè)充分結(jié)合我省水質(zhì)自動監(jiān)測現(xiàn)狀滿足水功能區(qū)管理需求我局前期組織開展了針對全省需要建設(shè)水質(zhì)水量自動監(jiān)測站點的調(diào)研工作收集了環(huán)保部門已建和近期規(guī)劃建設(shè)水質(zhì)自動站點、位臵全面分析了除環(huán)保部門已建和已規(guī)劃建設(shè)自動站的斷面以外的江河湖庫建水質(zhì)水量自動監(jiān)測站的必要性和可行性綜合考慮設(shè)站原則、斷面水文條件、水質(zhì)狀況、上下游水域功能和保護(hù)目標(biāo)、自動監(jiān)測設(shè)備安裝、設(shè)備運行維護(hù)和檢修和土地征用可行性等因素綜合選定96個自動監(jiān)測站點。

本項目擬建的96個水質(zhì)水量自動監(jiān)測站點分布為杭州市12個、寧波市9個、溫州市12個、嘉興市3個、湖州市7個、金華市7個、臺州市12個、紹興市9個、麗水市11個、衢州市10個。3.4.1主要江河重要控制節(jié)點

全省主要江河重要控制節(jié)點共59個涉及10個市。分別為杭州8個、寧波5個、溫州8個、嘉興3個、湖州5個、金華6個、臺州9個、紹興5個、麗水4個、衢州6個。

其中已建有水文站共27個涉及9個市。分別為杭州2個、寧波2個、溫州2個、湖州5個、金華5個、臺州4個、紹興1個、麗水3個、衢州2個。

已建有水位站共22個涉及9個市。分別為杭州2個、寧波3個、溫州5個、嘉興3個、金華1個、臺州4個、紹興2個、麗水1個、衢州1個。

3.4.2 重要引調(diào)水源取水口

全省重要引調(diào)水源取水口共9個、涉及6個市。分別為杭州2個、寧波1個、溫州1個、臺州2個、紹興1個、麗水2個。3.4.3 重要水功能區(qū)控制斷面

重要水功能區(qū)控制斷面主要為重要保護(hù)區(qū)、保留區(qū)及開發(fā)利用區(qū)全省共13個涉及7個市。分別為杭州2個、寧波1個、溫州2個、湖州1個、紹興1個、麗水3個、衢州3個。其中已建有水文站共8個涉及5個市。分別為杭州1個、寧波1個、溫州1個、麗水3個、衢州2個。已建有水位站共2個涉及2個市。分別為湖州1個、紹興2個。3.4.4重要飲用水水源地

重要飲用水水源地共4個涉及3個市。分別為杭州2個、湖州1個、金華1個。

3.4.5 重要水庫和湖泊

重要水庫和湖泊共11個涉及7個市。分別為杭州2個、寧波2個、溫州1個、臺州1個、紹興2個、麗水2個、衢州1個。詳見表3-

1、表3-2和附圖。

根據(jù)多年水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明全省江河湖庫水體中主要超標(biāo)項目基本以溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)氨氮、總磷、總氮為主據(jù)此確定每個自動監(jiān)測站監(jiān)測設(shè)備配臵常規(guī)五參數(shù)以及高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷總氮分析儀湖庫站增加葉綠素和藻類分析儀、斷面流量流速監(jiān)測儀、視頻監(jiān)控設(shè)備、系統(tǒng)集成包括防雷設(shè)備和防火墻、質(zhì)量保證控制儀器等儀器設(shè)備各1套同時配套建設(shè)自動監(jiān)測質(zhì)量保證、控制系統(tǒng)和中心管理控制系統(tǒng)。3.5站房建設(shè)方式

站房位臵應(yīng)考慮其地理地質(zhì)條件適合建站應(yīng)具備良好的水、電、交通、通訊及土建等基礎(chǔ)條件兼顧人為破壞因素和自然災(zāi)害等安全因素可選擇良好的依托單位或安排有人值守或看管的場所。站房原則上采用永久性建筑確實不具備建設(shè)固定設(shè)施條件的站房考慮采用集裝箱形式已有水文站、水位站的監(jiān)測斷面共59個這些站盡可能利用已有站房本項目需建設(shè)37個永久性建筑站房。在站房建設(shè)用地方面站房選址盡量避開耕地等保護(hù)地類每站占地面積約300400平方米。3.6水平年

水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程建設(shè)的現(xiàn)狀水平年2010年規(guī)劃水平年近期為2015年、遠(yuǎn)期為2020年。

4、技術(shù)要求及建設(shè)條件

4.1技術(shù)要求

4.1.1監(jiān)測站點建設(shè)要求

監(jiān)測站站房位臵應(yīng)盡量靠近監(jiān)測斷面便于操作控制減少站房建設(shè)難度用水、用電和通訊傳輸?shù)扰涮自O(shè)施接入條件應(yīng)具備。取水系統(tǒng)建設(shè)在滿足取水要求的前提下盡量簡潔因地制宜。4.1.2系統(tǒng)架構(gòu)要求

在系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計上按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”的原則實現(xiàn)開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化系統(tǒng)構(gòu)架。充分利用目前先進(jìn)和成熟的分析儀器、信息、網(wǎng)絡(luò)和計算機技術(shù)根據(jù)水資源保護(hù)管理的需要進(jìn)行快速有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、預(yù)警、傳輸、處理、儲存和分析。為規(guī)范自動站建設(shè)提高水質(zhì)水量監(jiān)測水平和數(shù)據(jù)的有效性、可比性 按照統(tǒng)一的、符合國家技術(shù)要求的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)明確監(jiān)測點位選取、取 水口設(shè)臵、取水方式、監(jiān)測參數(shù)配臵、儀器技術(shù)參數(shù)等各方面要求。4.1.3儀器設(shè)備要求

在儀器設(shè)備的選用、采購和建設(shè)上充分借鑒現(xiàn)有環(huán)保部門自動監(jiān)測儀器設(shè)備運行情況綜合考慮目前國內(nèi)自動站監(jiān)測能力和水平根據(jù)不同斷面水質(zhì)實際狀況選用國家認(rèn)可、穩(wěn)定可靠、運行費用低、維護(hù)管理方便和性價比高的儀器設(shè)備。采購時按照公開、公平、公正的原則根據(jù)《中華人民共和國政府采購法》及浙江省的有關(guān)政府采購的要求進(jìn)行采購。4.1.4監(jiān)測項目要求

在監(jiān)測項目的選擇上以監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確度高、可比性強主要污染指標(biāo)為首選。監(jiān)測指標(biāo)包括常規(guī)理化監(jiān)測指標(biāo)、水污染通量計算規(guī)定的項目和水量參數(shù)。以常規(guī)理化監(jiān)測反映水體水質(zhì)基本狀況完善水資源管理和水資源保護(hù)的需要。

根據(jù)浙江省水質(zhì)污染特點河道每站必測監(jiān)測因子有五參數(shù)水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮及斷面流量。湖庫在河道必測因子的基礎(chǔ)上增加葉綠素、藻類。各地也可以再根據(jù)當(dāng)?shù)亟雍焖|(zhì)特點再增加監(jiān)測因子。4.2建設(shè)條件

4.2.1配套基礎(chǔ)設(shè)施條件

為了更好的開展本項目建設(shè)省水文局組織開展了自動站前期調(diào) 研工作基本摸清了各斷面自動站建設(shè)的基礎(chǔ)條件全面分析了建站 的必要性和可行性。

從初步調(diào)研情況看已建水文站的27個主要江河重要控制節(jié)點的 場地條件均能滿足要求水、電、通訊等配套設(shè)施條件基本具備可 以在近期進(jìn)行自動站建設(shè)。4.2.2經(jīng)濟社會條件

浙江省是全國最具經(jīng)濟發(fā)展活力的省份之一目前在經(jīng)濟增長方 式轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)調(diào)整中取得新進(jìn)展經(jīng)濟運行質(zhì)量和效益進(jìn)一步提高 新農(nóng)村建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)統(tǒng)籌發(fā)展和建設(shè)和諧社會進(jìn)展良好資源要素

環(huán)境狀況改善。

2010年全省生產(chǎn)總值27227億元比上年增長11.8%地方財政一般預(yù)算收入2608億元增長21.7%研究與試驗發(fā)展經(jīng)費支出占生產(chǎn) 總值比例1.82%單位生產(chǎn)總值能耗預(yù)計下降5.4%化學(xué)需氧量排放、二氧化硫排放量相較于2005年分別下降了16.2%和20.9%城鎮(zhèn)居民人均可支配收入27359元農(nóng)村居民人均純收入11303元實際增長7%和8.6%。經(jīng)分析研究后認(rèn)為本項目建設(shè)的經(jīng)濟社會條件較好。

4.2.3 自動站建設(shè)管理保障

省水文局水資源監(jiān)測中心承擔(dān)水利部門自動監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè) 方案編制系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)和運行管理的技術(shù)指導(dǎo)市級水文站水 資源監(jiān)測分中心承擔(dān)所在市級行政區(qū)自動監(jiān)測站的日常維護(hù)和運行管理的技術(shù)指導(dǎo)各站點建設(shè)所在縣市、區(qū)作為項目法人按照統(tǒng)一要求具體承擔(dān)項目建設(shè)和管理工作。

5、初步建設(shè)方案 5.1總體建設(shè)方案

地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)由系統(tǒng)中心站和子站組成。中心站 設(shè)有遠(yuǎn)程控制中心監(jiān)測子站則由采水系統(tǒng)、配水/預(yù)處理系統(tǒng)、分 析測試系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集/控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理/傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、質(zhì)控系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)和站房組成其工作方式為24 小時間歇或連續(xù)自動運行。見圖5-1。

5.2子站建設(shè)方案 5.2.1站房設(shè)計 站房面積在80120平方米之間除能安裝全部監(jiān)測儀器外還應(yīng)留有化驗室、配電間、水泵間、值班室等空間。站房周圍應(yīng)有疏通雨水渠道具備防雨、防蟲、防塵、放滲漏和防電磁波干擾的相應(yīng)措施。站房須采用正式電、容量應(yīng)至少在20KV以上有條件的應(yīng)單獨安裝一個專用變壓器。站房應(yīng)通水通路通電話。站房的設(shè)計應(yīng)充分考慮洪水期間對監(jiān)測站房的影響?yīng)辽侔?0年最高水位設(shè)計站房的基礎(chǔ)高度。同時站房應(yīng)安裝避雷設(shè)施和良好的接地裝臵。

室內(nèi)應(yīng)配有空調(diào)設(shè)備來電自啟、除濕設(shè)備。溫度控制在5℃ 30℃相對濕度控制在80以下避免陽光直射儀器。站房內(nèi)儀器間至少保留8米長的完整墻面墻內(nèi)不能埋電線并且能夠承受儀器重量應(yīng)有一道排水溝地面應(yīng)有傾斜排水溝處最低。5.2.2取水系統(tǒng)

取水口位臵的選擇原則上應(yīng)在交接斷面附近并留有足夠的預(yù)警 緩沖時間。取水系統(tǒng)建設(shè)在滿足取水要求的前提下應(yīng)盡量簡潔因地 制宜針對每個水站取水位臵的不同情況采取最適合的方式。應(yīng)盡量 減少取水系統(tǒng)建設(shè)的難度。5.2.3配水/預(yù)處理系統(tǒng)

配水系統(tǒng)的設(shè)計必須滿足各儀器對水量、水質(zhì)的要求水質(zhì)五參 數(shù)的傳感器應(yīng)安裝在水質(zhì)預(yù)處理前應(yīng)避免水流流速對溶解氧測定和對濁度測定的影響?yīng)皟x器對水質(zhì)有要求時只對進(jìn)入儀器的水樣進(jìn)行處理。5.2.4分析測試系統(tǒng) 自動分析儀器是水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分分析儀器應(yīng)通過 權(quán)威機構(gòu)認(rèn)可并符合國家或行業(yè)自動監(jiān)測儀器技術(shù)要求測定程序應(yīng)與國家、行業(yè)或國際標(biāo)準(zhǔn)方法一致。儀器選擇必須注重穩(wěn)定可靠同時還要充分考慮對不同鹽度水質(zhì)的適用范圍尤其要考慮監(jiān)測指標(biāo)濃度低或水質(zhì)鹽度高時的準(zhǔn)確性。

自動站標(biāo)準(zhǔn)配臵的監(jiān)測模塊具有自動分瓶采樣器和監(jiān)測五參數(shù) 水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮以及葉綠素、藻類配臵相應(yīng)的斷面流量流速監(jiān)測儀。常規(guī)理化監(jiān)測項目設(shè)臵為4-6小時1次當(dāng)發(fā)生水質(zhì)狀況發(fā)生明顯變化或發(fā)生污染事故期間將監(jiān)測頻次調(diào)整為12小時1次并輔以人工采樣監(jiān)測。5.2.5輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)是保證水站正常穩(wěn)定運行不可或缺的重要組成部分。輔助系統(tǒng)包括清洗單元、純水制備單元、壓縮空氣單元、除藻單元、停電保護(hù)及穩(wěn)壓單元、防雷單元、河道水文測試單元、水樣自動留樣單元和運行環(huán)境安全單元等。

為提供穩(wěn)定安全的供電單元系統(tǒng)配臵UPS、發(fā)電機、穩(wěn)壓器。UPS對系統(tǒng)UPS對系統(tǒng)起停電保護(hù)作用。在停電狀態(tài)下能保存及傳輸 數(shù)據(jù)恢復(fù)供電后系統(tǒng)能自動恢復(fù)工作在配備UPS的同時系統(tǒng)總電源配備三相穩(wěn)壓器根據(jù)系統(tǒng)最大功耗充分考慮系統(tǒng)感性負(fù)載選用電啟動方式啟動功率為4.5KW的三相發(fā)電機。在停電的時候通過電啟動防止在突發(fā)事件產(chǎn)生或緊急監(jiān)測時系統(tǒng)停電而導(dǎo)致系統(tǒng)不能測試事件發(fā)生。5.2.6數(shù)據(jù)采集/控制系統(tǒng)

系統(tǒng)可對各種設(shè)備的輸入、輸出的開關(guān)、數(shù)字信號進(jìn)行處理根據(jù)不同設(shè)備的不同要求進(jìn)行相應(yīng)的控制。至少能保存一個月的最小統(tǒng)計單位值最小統(tǒng)計單位時間不大于5min并至少可保存一年的小時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具有掉電保護(hù)功能并能記錄掉電狀態(tài)。采用開放式的、標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場總線協(xié)議。系統(tǒng)具有防雷擊、抗電磁干擾功能。5.2.7數(shù)據(jù)處理/傳輸系統(tǒng)

采用windows操作系統(tǒng)所有的軟件應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的語言編程。軟 件應(yīng)具有良好的可擴充性和維護(hù)性。系統(tǒng)配臵數(shù)據(jù)處理設(shè)備工業(yè)控 制計算機級在現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)處理處理結(jié)果應(yīng)至少包括實時測量值、日均值、周均值、月均值及日時均值連續(xù)變化曲線超標(biāo)值檢驗及自動報警。能實時自動記錄采集到的異常信息并主動上傳到遠(yuǎn)程控制中心可自動或手動遠(yuǎn)程控制對異常信息進(jìn)行處理。系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制中心之間的數(shù)據(jù)傳輸原則上仍采用光纖方式不具備架設(shè)光纖條件的可采用其他寬帶方式。光纖或?qū)拵ё赓U費用按 年支付由各地方管理單位在運行費用里列支。站點和監(jiān)控中心的數(shù) 據(jù)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式應(yīng)符合水利部有關(guān)技術(shù)規(guī)定。5.2.8視頻監(jiān)視系統(tǒng)

視頻監(jiān)測主要用于監(jiān)視監(jiān)測儀器的工作狀態(tài)、人員的進(jìn)出情況、取水口和水面情況。在每個站位配臵三臺攝像機和一套視頻傳輸處理 設(shè)備一臺安裝在取水口監(jiān)視取水口及水面情況情況一臺安裝在設(shè)備間監(jiān)視儀器工作情況一臺安裝在站房出入口監(jiān)視站房安全及人員的進(jìn)出情況。同時視頻應(yīng)該能遠(yuǎn)程傳輸在遠(yuǎn)程控制中心通過視頻控制解碼器將數(shù)字視頻信號還原成模擬視頻號再在大屏及監(jiān)視器上顯示工作人員可以看到一個大畫面、多彩色、高亮度、高分辨率的視頻圖像方便監(jiān)控。5.2.9質(zhì)量保證與控制系統(tǒng)

子站質(zhì)量保證與控制系統(tǒng)主要是配備與自動監(jiān)測儀器試劑有關(guān) 的儀器建立子站比對實驗室保證水樣的同步性、時效性為數(shù)據(jù) 比對的有效性提供物質(zhì)保障。5.3中心站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)方案

為實現(xiàn)水質(zhì)水量遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理需要建設(shè)省、市、縣三級水資 源監(jiān)控中心和環(huán)保光纖傳輸專網(wǎng)。在硬件建設(shè)上需要添加必要的服務(wù) 器、存貯等硬件設(shè)備。數(shù)據(jù)的管理上子站的數(shù)據(jù)處理/控制系統(tǒng)與 中心站自動監(jiān)測與信息管理平臺實現(xiàn)對接同時對數(shù)據(jù)綜合查詢分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)進(jìn)行必要的完善。5.4主要儀器設(shè)備

根據(jù)上述建設(shè)方案本項目新建的96個水質(zhì)自動監(jiān)測站需配臵 五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷總氮分析儀湖庫站增加葉綠素 和藻類分析儀、斷面流量流速監(jiān)測儀、視頻監(jiān)控設(shè)備、系統(tǒng)集成包括取水系統(tǒng)、配水/預(yù)處理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集/控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理/傳輸系統(tǒng)等、質(zhì)量保證控制儀器等儀器設(shè)備每個站房各1 套。見表5-1。

6、項目實施進(jìn)度和組織管理 6.1 項目實施進(jìn)度

項目實施的總體要求為截至2020年底建成覆蓋全省、監(jiān)測儀器完備、監(jiān)測項目齊全、技術(shù)先進(jìn)、管理有效和布局合理的浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

按照此要求96個監(jiān)測系統(tǒng)工程整個建設(shè)期為9年實施進(jìn)度如 下近期建設(shè)27個站即主要江河控制節(jié)點中已經(jīng)建有水文站的27個站在近三年建設(shè)自動監(jiān)測站2013、2014、2015年每年建設(shè)9個建設(shè)進(jìn)度見表6-1。

表6-1 全省水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)工程近期建設(shè)進(jìn)度表

遠(yuǎn)期建設(shè)69個其中20162020年每年建站數(shù)量分別為22、10、15、9、13個。其中2016年建設(shè)已建水位站的主要江河重要控制節(jié)點22個站 2017年建設(shè)已建水文站、水位站的重要水功能區(qū)控制斷面10個站 2018年建設(shè)重要水源地站4個和重要水庫和湖泊11個站 2019年建設(shè)重要引調(diào)水源取水口9個站 2020年建設(shè)未設(shè)水文水位站的主要江河重要控制節(jié)點10個站和重要水功能區(qū)控制斷面3個站。配合工程的開展應(yīng)完成項目建議書、可行性研究報告的編制及審批工作項目初步設(shè)計、施工圖設(shè)計、工程招投標(biāo)、設(shè)備采購等工作自動監(jiān)測站的土建施工和儀器設(shè)備安裝、調(diào)試和聯(lián)網(wǎng)工作完善中心站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建立質(zhì)量保證控制系統(tǒng)竣工驗收及交付使用。6.2 項目組織管理

省水利廳成立全省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組 下設(shè)辦公室組織、協(xié)調(diào)和推進(jìn)項目的實施指導(dǎo)全省地表水量水質(zhì) 自動監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)工作辦公室下設(shè)管理組和技術(shù)組。省水文局負(fù)責(zé)組織質(zhì)量保證和控制系統(tǒng)建設(shè)并負(fù)責(zé)自動監(jiān)測站 建設(shè)、驗收、運行的技術(shù)要求制定及技術(shù)指導(dǎo)省水資源中心負(fù)責(zé)組 織傳輸網(wǎng)絡(luò)及中心管理控制系統(tǒng)建設(shè)。

7、投資估算與資金籌措 7.1 投資估算 7.1.1 編制說明

本項目投資估算按《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)第三版》、《浙江省工程建設(shè)其他費用定額》建建發(fā)[2006]292號中規(guī)定的 有關(guān)方法進(jìn)行。編制說明如下

1項目建筑工程包括新建站點的主體結(jié)構(gòu)、裝飾和安裝工程 以及室外道路、綠化工程。項目建筑工程費用按照《浙江省建筑工程 費用定額2010》估算并參照當(dāng)?shù)貙嶋H土建造價和有關(guān)文件規(guī)定。

2設(shè)備購臵費為新建站房和完善站房的儀器設(shè)備購臵費用。3其他費用包括建設(shè)管理費、勘察設(shè)計費、環(huán)境影響評價費、市政公用設(shè)施費和生產(chǎn)準(zhǔn)備及開辦費。由于項目可依托項目建設(shè)單位 及地方水利系統(tǒng)的技術(shù)和管理人員因此暫不考慮建設(shè)單位管理費。建設(shè)管理費主要為建設(shè)管理其他費、工程監(jiān)理費、建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督 費勘察設(shè)計費計費額為站房的建筑工程費市政公用設(shè)施費包括白蟻防治費、新型墻體材料專項資金、散裝水泥專項資金等。新增土地費用暫不計。7.1.2 投資估算

參照省環(huán)保廳水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)費分別估算河道站和湖 庫站建設(shè)費。河道站單個水質(zhì)水量監(jiān)測體系工程建設(shè)費200萬元新建站房建筑工程費每站50萬元、已有水文站的不計站房建筑費河道監(jiān)測儀器設(shè)備購臵費、質(zhì)量保證和控制系統(tǒng)費、數(shù)據(jù)傳輸和管理系統(tǒng)費等合計每站150萬元湖庫站單站建設(shè)費250萬元新建站房建筑工程費每站50萬元、已有水文站的不計站房建筑費湖庫監(jiān)測儀器設(shè)備購臵費、質(zhì)量保證和控制系統(tǒng)費、數(shù)據(jù)傳輸和管理系統(tǒng)費等合計每站200萬元

各站的管理運行費25萬元從建設(shè)后的次年起計算。本項目建設(shè)投資24975萬元其中工程費用17000萬元運行維護(hù)管理費用7975萬元。

其中近期建設(shè)投資4725萬元其中工程費用4050萬元運行維護(hù)管理費用675萬元。

遠(yuǎn)期建設(shè)投資20250萬元其中工程費用12950萬元運行維護(hù)管理費用7300萬元。詳見表7-1。7.2 資金籌措計劃

建設(shè)資金擬由省財政和地方財政共同承擔(dān)。具體如下

寧波市為計劃單列市其站房建筑工程、儀器設(shè)備和質(zhì)量保證控制系統(tǒng)投資等2425萬元全部由地方承擔(dān)。

其余部分省財政承擔(dān)投資總額的63即14206.5萬元主要為站房儀器設(shè)備購臵以及質(zhì)量保證控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸管理系統(tǒng)建 設(shè)。地方財政承擔(dān)37即8343.5萬元主要為站房建筑工程費。

8、社會效益分析

建成后的浙江省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡(luò)暢通、應(yīng)用全面、資源共享、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、安全可靠的平臺。全省地表水水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)將全面提升我省水質(zhì)監(jiān)測監(jiān)控能力實現(xiàn)全省主要江河控制斷面、源頭水、大型引調(diào)水工程、重要飲用水水源和重要水庫湖泊水質(zhì)水量的實時在線監(jiān)測準(zhǔn)確掌握全省地表水資源和入河污染物通量的時空變化全面提升水資源和水功能區(qū)監(jiān)管能力。結(jié)合環(huán)境行政主管部門的行政區(qū)交接斷面的水質(zhì)自動監(jiān)測嚴(yán)格水環(huán)境功能區(qū)管理和入河污染物減排達(dá)到水生態(tài)環(huán)境明顯優(yōu)化、城鄉(xiāng)河道綜合治理全面推進(jìn)、河湖健康功能有效維護(hù)的目的。對促進(jìn)經(jīng)濟社會與水環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用對加快推進(jìn)我省的生態(tài)文明建設(shè)都具有十分重要的意義。

第四篇：遠(yuǎn)程環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

遠(yuǎn)程環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

2012-03-17f關(guān)鍵字： 在線監(jiān)測 上位機 無線服務(wù)

環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)境保護(hù)中的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測是人工采集數(shù)據(jù)，監(jiān)管效果差。針對這一問題設(shè)計了一種無線遠(yuǎn)程環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，下位機采用西門子S7-200 PLC(可編程控制器)采集、存儲現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過GPRS(通用分組無線服務(wù))DTU(數(shù)據(jù)傳輸單元)主動向數(shù)據(jù)中心發(fā)送采集到的實時數(shù)據(jù)，并能夠在指定的時間段內(nèi)接收上位機指令，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢;上位機利用VB 6.0的Winsock控件接收多臺數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理。該系統(tǒng)已經(jīng)在佛山市南海區(qū)運行，有效地提高了環(huán)境監(jiān)管的效率。

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測，大多是環(huán)保局工作人員到污染源現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，手工記錄工廠的污染治理情況。由于要監(jiān)測的廠家眾多，且廠家地理位置分散，工廠偷排現(xiàn)象十分普遍，即使花費了大量的人力和物力也無法完整地采集到污染源的相關(guān)數(shù)據(jù)?？梢?，傳統(tǒng)的人工環(huán)境監(jiān)測手段已無法滿足環(huán)境監(jiān)測的需要，針對這些問題，設(shè)計一個遠(yuǎn)程環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)要求：①實時監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備和治污設(shè)備的運行狀態(tài);②能夠存儲一周內(nèi)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢和補足;③以動畫形式實時顯示設(shè)備狀態(tài)，以曲線形式進(jìn)行對比分析，為污染源監(jiān)管提供客觀科學(xué)依據(jù)，提高環(huán)保執(zhí)法現(xiàn)代化水平。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、遠(yuǎn)程傳送、上位機可靠接收數(shù)據(jù)是一個成功的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。本系統(tǒng)采用西門子PLC(programmable logic controllerr，可編程控制器)采集生產(chǎn)設(shè)備和治污設(shè)備的開關(guān)量信息;使用工業(yè)級GPRS(general packet radio service，通用分組無線服務(wù))DTU(data terminal unit，數(shù)據(jù)傳輸單元)傳送數(shù)據(jù);利用2個基于TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol，傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)協(xié)議的應(yīng)用程序之間相互通信的套接字(Socket)技術(shù)接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，并以動畫、曲線等形式顯示。1 系統(tǒng)架構(gòu) 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由3部分組成：西門子S7—200CPU 224XP CN采集實時數(shù)據(jù)部分、GPRS DTU數(shù)據(jù)傳輸部分、環(huán)保局?jǐn)?shù)據(jù)中心部分。、圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 1.1 PLC實時數(shù)據(jù)采集

PLC實時讀取輸入寄存器IW0的值，將時鐘信息和設(shè)備狀態(tài)信息數(shù)據(jù)打包后，通過串行口RS 485每隔30S將數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS DTU通信模塊，然后再傳送到中心服務(wù)器，供實時的動畫和曲線等顯示使用，PLC每隔5 min存儲一條記錄到歷史數(shù)據(jù)表中，歷史數(shù)據(jù)表可在指定的時間段內(nèi)接受數(shù)據(jù)中心服務(wù)器發(fā)送來的數(shù)據(jù)杏詢/數(shù)據(jù)補足等命令，完成相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)查詢功能和某天的數(shù)據(jù)補足功能。1.2 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸

GPRS是在現(xiàn)有GSM(global system for mobilecommunication，泛歐式數(shù)位行動電話系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上疊加了一個新的網(wǎng)絡(luò)形成的邏輯實體而發(fā)展出來的新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS的理論帶寬可達(dá)171.2 kbit.S-1，實際使用帶寬大約在10～70kbit.S-1，底層支持TCP/IP協(xié)議，使得GPRS能夠與Internet實現(xiàn)無縫連接，GPRS無線網(wǎng)絡(luò)具有接入速度快、永遠(yuǎn)在線、覆蓋面廣、運營成本低廉、組網(wǎng)靈活、系統(tǒng)擴容方便等特點。

GPRS DTU是GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)終端，GPRSDTU提供了RS232/RS485接口，可以跟PLC等串口設(shè)備連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，在GPRS DTU模塊上配置了串口設(shè)備的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、數(shù)據(jù)中心的IP地址、端口等信息后，就可以透明地將PLC發(fā)往串口的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到Internet網(wǎng)絡(luò)，然后再通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。1.3數(shù)據(jù)中心服務(wù)器 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接收并保存數(shù)據(jù)到SQL(structured query language，結(jié)構(gòu)化查詢語言)數(shù)據(jù)庫中，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，最終將數(shù)據(jù)以動畫、曲線等形式顯示，為科學(xué)執(zhí)法提供數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)的接收采用VB 6.0的Winsock控件來實現(xiàn)，是本系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，要求數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的IP地址與GPRS DTU中的IP地址一致。系統(tǒng)運行時，啟動Socket監(jiān)聽，與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端建立通信連接之后，就可以進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)接收。2 PLC的程序設(shè)計 2.1 PLC通信方式

選擇合適的通信方式，是實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。西門子S7—200系列CPU224XP_CN的通信方式有4種。

2.1.1點對點(point to point interface，PPI)方式

用于和西門子編程軟件或西門子的人機接口產(chǎn)品通信，是一種主從應(yīng)答式通信模式。這種通信方式需要專用的PPI電纜。

2.1.2多點接口協(xié)議(multipoint interface，MPI)方式

用于在西門子的產(chǎn)品之間建立小型的通信網(wǎng)絡(luò)，允許多主通信和主從式通信。2.1.3 DP(decentralized periphery，分散外設(shè))方式

用于實現(xiàn)與分布式I/O(遠(yuǎn)程I/O)的高速通訊?？梢允褂貌煌瑥S家的PROFIBUS(process field bus，過程現(xiàn)場總線)設(shè)備，但是需要專門的接口卡。2.1.4 自由端口通信方式

這種通信方式允許用戶根據(jù)自己的實際情況定義通信協(xié)議，在多種智能設(shè)備之間進(jìn)行通信。PLC通過串口將數(shù)據(jù)上傳至GPRS DTU，再由GPRS DTU通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。自由端口通信協(xié)議可以通過程序靈活控制PLC串口的通信方式，通過程序控制，在大部分時間內(nèi)使PLC作為主機，主動上傳實時數(shù)據(jù)，在指定的時間段內(nèi)又可使PLC為從機，接受上位機的查詢命令，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢，這樣可以最大限度地降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)流量，降低運營成本。2.2 PLC程序

PLC程序的流程如圖2所示，采用模塊化編程。主要程序為串口初始化子程序，實時數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，歷史數(shù)據(jù)存儲子程序，歷史數(shù)據(jù)查詢中斷程序。2.2.1 串口初始化子程序 S7-200系列CPU224XP_CN提供了2個標(biāo)準(zhǔn)的RS485端口Port0和Port1，選用Port0進(jìn)行自由端口通信。串口初始化主要是設(shè)置一些標(biāo)志寄存器的值，讓其按照指定的方式通信，比如，通過改變特殊標(biāo)志位寄存器SMB30的值，就可以改變通信的波特率、奇偶校驗位、停止位等信息。這些設(shè)定必須與GPRS DTU的相關(guān)參數(shù)值相一致。串口初始化子程序只在每次PLC重啟時運行一次。

圖2 PLC程序流程圖 2.2.2實時數(shù)據(jù)發(fā)送子程序

S7-200系列PLC有專用的發(fā)送指令XMT，其格式為XMT_TABLE_PORT。接收指令為RCV，其格式為RCV_TABLE_PORT，其中PORT為通信端口，本系統(tǒng)設(shè)為端口0，TABLE為發(fā)送(接收)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其第1個字節(jié)為發(fā)送字符的個數(shù)，最大為255字節(jié)。在本系統(tǒng)中，監(jiān)測的設(shè)備都是比較大型的設(shè)備，不會頻繁啟停，也就是說監(jiān)控對象的狀態(tài)不會頻繁地發(fā)生變化，每隔30 s發(fā)送一次實時數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)中心，已經(jīng)可以滿足系統(tǒng)的實時性要求。

2.2.3歷史數(shù)據(jù)存儲子程序

系統(tǒng)將采集到的生產(chǎn)設(shè)備和治污設(shè)備的開關(guān)量信息(2字節(jié))，隔5 min存儲一次到歷史數(shù)據(jù)表中。考慮到要進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)補足查詢，每8 h(192字節(jié))數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)存儲單元，再加上數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾等信息，一個數(shù)據(jù)區(qū)200個字節(jié)。歷史數(shù)據(jù)保存7 d需要4 200字節(jié)，在PLC內(nèi)存中就可以存儲最近7 d內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。PLC程序使用時鐘信息確定每個數(shù)據(jù)具體的存儲位置。

2.2.4歷史數(shù)據(jù)查詢子程序

PLC利用時鐘信號控制自由端口通信，讓PLC在每天指定的時間段內(nèi)，允許數(shù)據(jù)中心服務(wù)器對下位機進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)補足時，就將缺失數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)(200字節(jié))全部發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)的完整。查詢結(jié)束后，自動返回到PLC主動發(fā)送實時數(shù)據(jù)模式。3 上位機程序設(shè)計 3.1 Winsock控件原理

對數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的接收是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。Socket流式套接字是一種針對TCP的面向連接的套接字。直接采用Socket技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端通信比較復(fù)雜。因此，采用集成了Socket技術(shù)的Winsock控件。

Winsock控件是微軟Windows提供的網(wǎng)絡(luò)編程接口，提供了基于TCP/IP協(xié)議的接口實現(xiàn)方法。它把與網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的Windows Sockets API(application programming interface，應(yīng)用程序接口)函數(shù)封裝成為一個整體。將網(wǎng)絡(luò)編程要用的函數(shù)作為控件的屬性和方法。通過對控件相關(guān)屬性的設(shè)置和方法的調(diào)用就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信功能。該控件為用戶提供了訪問TCP和UDP(user datagramprotocol，用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)的極其方便的途徑，并且適用于Microsoft Access，Visual Basic，VisualC++和Visual FoxPro等多種可視化編程環(huán)境。本系統(tǒng)有多臺數(shù)據(jù)終端，要為每臺數(shù)據(jù)終端建立一個線程，負(fù)責(zé)實時高效的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。Visual Basic 6.0的Winsock控件數(shù)組可以很方便地實現(xiàn)這一功能，因此采用Visual Basic 6.0開發(fā)上位機程序。

圖3表示單臺數(shù)據(jù)終端與服務(wù)器數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的過程。當(dāng)有多臺數(shù)據(jù)終端時，數(shù)據(jù)終端與服務(wù)器建立連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的過程相同，只需要增加新的Winsock控件實例，這里使用控件數(shù)組。具體方法是：在窗體中加入Winsock控件，命名為Listener，將它的Index屬性設(shè)置為0。作為Winsock控件數(shù)組的第一個元素。然后在窗體的Load事件中聲明一個模塊級的變量Count，把Count設(shè)置為0，數(shù)組中的第一個控件的Local port屬性設(shè)置為1011(與GPRS DTU一致)，接著調(diào)用控件的Listen方法。然后在連接請求時，代碼將檢測Index是否為0，如果為0，監(jiān)聽控件將增加Count的值，并使用該號碼來創(chuàng)建新的控件實例，然后使用新的控件實例接受新的連接請求。這樣就可以完成多臺終端與服務(wù)器數(shù)據(jù)中心通信程序的設(shè)計。

圖3單臺數(shù)據(jù)終端與服務(wù)器通信工作流程 3.2數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接收數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接收PLC實時數(shù)據(jù)的界面如圖4所示?？梢钥闯?，接收的實時數(shù)據(jù)有12個字節(jié)，以16進(jìn)制顯示。在實時數(shù)據(jù)框中，00 04表示機器碼，09 12 02 09 33 02 00 04，表示09年12月02日09點33分02秒，00系統(tǒng)保留位，04表示星期三，8D CF表示設(shè)備的開關(guān)信息。在歷史數(shù)據(jù)框中，可以看到每隔30 s接收到的PLC的實時數(shù)據(jù)，1表示設(shè)備開，0表示設(shè)備關(guān)。在下位機補足數(shù)據(jù)框中，是數(shù)據(jù)中心服務(wù)器檢測到數(shù)據(jù)庫中某個時間段的數(shù)據(jù)有缺失時，進(jìn)行數(shù)據(jù)補足查詢，得到的一段歷史數(shù)據(jù)。

圖4上位機接收的數(shù)據(jù)畫面

圖5實時狀態(tài)圖

服務(wù)器將收到的數(shù)據(jù)存儲到SQL數(shù)據(jù)庫中，然后在服務(wù)器的人機界面中，將數(shù)據(jù)以動畫、曲線等形式顯示出來，生動地展示污染源生產(chǎn)設(shè)備和治污設(shè)施的開關(guān)情況，為科學(xué)監(jiān)管廠家的治污情況提供了數(shù)據(jù)支持。4 結(jié)語

本文利用S7—200 PLC自由端口通信、GPRSDTU透明的數(shù)據(jù)傳輸、VB6.0的Winsock控件，成功實現(xiàn)了遠(yuǎn)程環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。本系統(tǒng)已經(jīng)成功地在佛山市南海區(qū)環(huán)保局運行。數(shù)據(jù)采集終端可以在環(huán)境惡劣的廠區(qū)穩(wěn)定可靠運行;數(shù)據(jù)中心平臺可以以動畫的形式實時觀測到廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)備和治理設(shè)備的運行狀態(tài)。圖5顯示了某家工廠的設(shè)備運行情況，指示燈為綠色表示設(shè)備在運行狀態(tài)，否則為紅色。此外，還能將生產(chǎn)設(shè)備和治理設(shè)備的歷史運行情況以曲線形式進(jìn)行對比，分析治理設(shè)備是否和生產(chǎn)設(shè)備同步運行。

第五篇：淺談水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在水環(huán)境中的應(yīng)用

淺談水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在水環(huán)境中的應(yīng)用

丁夢秋

松原市環(huán)境監(jiān)測站

吉林 松原

138000 摘 要：在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，也伴隨著水資源的過度開發(fā)、低效利用和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，我國河流湖庫的水質(zhì)和生態(tài)都受到不同程度的損害。水質(zhì)監(jiān)測是水資源保護(hù)最重要的工作基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，準(zhǔn)確、及時、可靠的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)是水資源保護(hù)依法行政的基礎(chǔ)。水質(zhì)監(jiān)測要滿足水資源保護(hù)監(jiān)督管理的需要，必須加快現(xiàn)代化和自動化建設(shè)步伐，提高水質(zhì)監(jiān)測信息采集能力，所以建設(shè)水質(zhì)自動監(jiān)測站是一種趨勢。本文從建設(shè)任務(wù)出發(fā)，分析了環(huán)境影響評價要點，并且進(jìn)行環(huán)境影響評價和解析，提出環(huán)境保護(hù)措施設(shè)計的關(guān)注點，以供共同探討。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)自動監(jiān)測； 水資源保護(hù)； 水環(huán)境

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展概述

水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專業(yè)分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測體系。

國內(nèi)水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)起步較晚。20世紀(jì)90年代末，水利、環(huán)保部門相繼在部分重要水系建立了水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)。主要監(jiān)測項目為常規(guī)五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總有機碳等，在飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)增加了總磷、總氮、葉綠素、生物毒性等項目。近年來，水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在許多國家地表水監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用，我國的水質(zhì)自動監(jiān)測站（以下簡稱水站）的建設(shè)也取得了較大的進(jìn)展，環(huán)境保護(hù)部已在我國重要河流的干支流、重要支流匯入口及河流入?？?、重要湖庫湖體及環(huán)湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項目等斷面上建設(shè)了100個水質(zhì)自動監(jiān)測站，監(jiān)控包括七大水系在內(nèi)的63條河流，13座湖庫的水質(zhì)狀況。

2自動監(jiān)測系統(tǒng)的特點

與傳統(tǒng)的手工監(jiān)測相比：

（1）水質(zhì)自動監(jiān)測儀具有最佳現(xiàn)場使用效果，可以對水質(zhì)進(jìn)行自動、連續(xù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動傳輸，隨時可以查詢到所設(shè)站點的水質(zhì)數(shù)據(jù)。這對于解決現(xiàn)行的水質(zhì)監(jiān)測周期長，勞動強度大，數(shù)據(jù)采集、傳輸速度慢等問題，具有深遠(yuǎn)的社會效益和經(jīng)濟效益。

（2）水質(zhì)自動監(jiān)測工作的開展，一改過去總在事后才能向有關(guān)部門提供水質(zhì)信息的被動局面，實現(xiàn)了在水質(zhì)發(fā)生惡化時，儀器自動報警或響應(yīng)，對流域下游發(fā)出水質(zhì)污染的預(yù)警預(yù)報，防患于未然，充分體現(xiàn)了環(huán)保部門對水質(zhì)綜合管理的優(yōu)越性。

（3）水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)促進(jìn)水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)計算機聯(lián)網(wǎng)，改革環(huán)境質(zhì)量和污染源報告的編報，加速全國水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)向統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，實現(xiàn)水質(zhì)信息的在線查詢、分析、計算、圖表顯示、打印等，隨時實現(xiàn)各單位之間水質(zhì)信息的互訪共享，實現(xiàn)全流域水環(huán)境綜合評價，可迅速為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)依據(jù)。

3水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1水功能區(qū)污染物總量監(jiān)控

計算污染物總量需要大量水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)。水質(zhì)自動監(jiān)測頻次高，產(chǎn)生的信息量大，在重要的控制斷面實現(xiàn)水質(zhì)的自動監(jiān)測，有利于實施水功能區(qū)管理、污染物排放總量控制，促進(jìn)水資源管理工作的現(xiàn)代化。

3.2供水水源地水質(zhì)監(jiān)測

在水源地建設(shè)自動監(jiān)測站，可對水源地的水質(zhì)進(jìn)行24小時不間斷監(jiān)測，實現(xiàn)對自動監(jiān)測站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，一點發(fā)生異常，及時預(yù)警，為保障水源地供水安全提供有效的技術(shù)監(jiān)督手段。

3.3預(yù)警預(yù)報重大水質(zhì)污染事故

自動監(jiān)測系統(tǒng)實時連續(xù)監(jiān)測對突發(fā)水污染事故預(yù)防和應(yīng)急監(jiān)測具有明顯的優(yōu)勢。通過自動監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警功能，可及時發(fā)現(xiàn)污染事故，分析自動監(jiān)測數(shù)值變化趨勢，可判斷污染程度，對下游水質(zhì)污染做出預(yù)警預(yù)報，防止污染事件的進(jìn)一步擴大，減輕其危害有著重要意義。

3.4跨界河流的水質(zhì)監(jiān)測

在跨界河流敏感點建設(shè)自動監(jiān)測站，實時監(jiān)控水質(zhì)變化狀況，與實驗室人工監(jiān)測相結(jié)合提供客觀、準(zhǔn)確、中立的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)存在的問題與技術(shù)應(yīng)用成果

4.1存在的問題

4.1.1投資規(guī)模較大，運行費用較高；監(jiān)測儀器以進(jìn)口為主，價格昂貴。運行維護(hù)成本高，儀器配件耗品價格昂貴。

4.1.2對操作、運行、維護(hù)人員的技術(shù)水平要求較高；

4.1.3系統(tǒng)本身運行不穩(wěn)定；儀器的基線漂移、試劑的變化、供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性等多種因素，都會影響到水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.1.4系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)與實驗室人工使用標(biāo)準(zhǔn)分析方法監(jiān)測的成果有一定的差別。由于水質(zhì)自動監(jiān)測儀器設(shè)備受現(xiàn)場環(huán)境條件和自動化控制要求的影響，其監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不如實驗室經(jīng)典化學(xué)分析方法，因此在使用之前，必須通過國家校準(zhǔn)檢測方法的比對使用，驗證自動監(jiān)測的準(zhǔn)確性及可比性。

4.2技術(shù)應(yīng)用成果

隨著國家水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的運行，充分發(fā)揮了實時監(jiān)視和預(yù)警功能。在跨界污染糾紛、污染事故預(yù)警、重點工程項目環(huán)境影響評估及保障公眾用水安全方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。

（1）2008年四川汶川特大地震發(fā)生后，中國環(huán)境監(jiān)測總站立即通過水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)遠(yuǎn)程查看災(zāi)區(qū)水質(zhì)狀況，將災(zāi)區(qū)7個水質(zhì)自動監(jiān)測站的監(jiān)測頻次由原來的4小時一次調(diào)整為2小時一次，在第一時間分析了地震災(zāi)區(qū)地震前后水質(zhì)狀況，并將災(zāi)區(qū)水質(zhì)無明顯變化的情況及時向國務(wù)院抗震救災(zāi)總指揮部上報，并編制《汶川大地震后相關(guān)國家水質(zhì)自動監(jiān)測站水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果》，每天在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布自動監(jiān)測結(jié)果，為保障災(zāi)區(qū)飲用水安全，穩(wěn)定災(zāi)區(qū)群眾發(fā)揮了重要作用。

（2）2008年北京奧運會期間，利用北京密云古北口自動站（密云水庫入口）、門頭溝沿河城自動站（官廳水庫出口）、天津果河橋自動站（于橋水庫入口）、沈陽大伙房水庫及上海青浦急水港自動站等國家水質(zhì)自動監(jiān)測站對城市的飲用水源實施嚴(yán)密監(jiān)控，每日以《奧運城市地表水自動監(jiān)測專報》形式上報環(huán)境保護(hù)部，為奧運期間飲水安全提供了技術(shù)保障。

結(jié)語

實施水質(zhì)的自動監(jiān)測，可以實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實情況，保障飲用水源地的取水安全，為水資源保護(hù)監(jiān)督管理和決策提供了有力的支持手段。

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