佳绩地表水水质在线监测系统解决方案

为您提供专业的环境在线监测平台解决方案

一.系统建设背景

为进一步加强对江、河、湖等地表水管理保护工作，落实属地责任， 健全长效机制，12 月 11 日，经中央全面深化改革领导小组第 28 次会议审议通过，中共中央办公厅、国务院 办公厅印发了《关于全面推行河长制的意见》。

《意见》要求建立由党政主要负责同志领导的省、市、县、乡“四级河长体系”，确认了六方面的主要任务：加强水资源保护、加强河湖水域岸线管理保护、加强水污染防治、加强水环境治理、加强水生态修复和加强执法监管。

《意见》对江、河、湖等地表水水质提出了更高的要求，在其指导下，北京、上海、江苏、福建、浙江等地纷纷推出了地方性“河长制”《实施细则》和《实施办法》，打响了污染防治、河道治理、建立河道管理保护长效机制的攻坚战。

河道治理是“河长制”的重要工作内容，上海 市《关于本市全面推行河长制的实施方案》中，提 出了 2017 年底，实现全市河湖河长制全覆盖，全市 中小河道基本消除黑臭，水域面积只增不减，水质 有效提升；到 2020 年，基本消除丧失使用功能（劣 于Ⅴ类）水体，重要水功能区水质达标率提升到78%，河湖水面率达到 10.1% 的工作目标。

与短期的河道治理相比，河道水质的长效管理持续时间更长，涉及部门和行业更多，协调和管理难度更大，是河湖管理保护中的一个难点。缺乏有效的河道水质长效监管解决方案，业已修复的河道也容易被再次污染，黑臭反弹， 产生不良的社会影响。

二.系统建设依据

本系统建设依据《地表水环境质量标准 GB3838-2002》。

依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类；

Ⅰ类、主要适用于源头水、国家自然保护区；水质很好。既无天然缺陷又未受人为直接污染，不需要任何处理。

Ⅱ类、主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类、 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；

Ⅳ类、主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类 、主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

Ⅰ类和Ⅱ类为优质水质，Ⅲ类为良好水质，Ⅳ类为轻度污染水质，Ⅴ类为中度污染水质，Ⅴ类重度污染水质。

三.常见水质监测项概念解析

1. 溶解氧 （DO）：代表溶解于水中的分子态氧。水中溶解氧指标是反映水体质量的重要指标之一，含有有机物污染的地表水，在细菌的作用下有机污染物质分解时，会消耗水中的溶解氧，使水体发黑发臭，会造成鱼类、虾类等水生生物死亡。在流动性好（与空气交换好）的自然水体中，溶解氧饱和浓度与 温度、气压有关，零度时水中饱和氧气含量可 14.6mg/L，25℃为 8.25mg/L。水体中藻类生长时由于光合作用产生氧气，会造成表层溶解氧异常升高而超过饱和值。

2. pH 值：表征水体酸碱性的指标，pH 值为 7 时表示为中性，小于7为酸性，大于7为碱性。天然地表水的 pH 值一般为 6~9 之间，水体中藻类生长时由于光合作用吸收二氧化碳，会造成表层 pH 值升高。

3. 水温：水温指标是一个比较特殊的物理指标。实际上对人体的健康及安全等并无直接的危害，其环境效应主要体现在两个方面：一是水温变化对水生生物的生长和发育存在着加速或抑制作用，二是水温对其他水质指标的环境效应有协同作用，比如在其他水质指 标含量不变的情况下，水温升高或降低，可能会导致某些环境灾害现象的发生。

4. 浊度：浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水样呈现浊度。浊度值对于了解水质状况 和水质处理有重要的指导意义。

5. 化学需氧量COD：在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐作催化剂，经沸腾回流后，以试亚灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。重铬酸钾的氧化能力很强，能够较完全地氧化水中大部分有机物和无机性等还原性物质，适用于污染较严重的水样分析。

6. 总氮：水中各种形态无机和有机氮的总量。包括 NO3、NO2 和 NH4 等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。其测定有助于评价水体被污染和自净状况。地表水中氮、磷物质超标时，微生物大量繁殖，浮游生物生长旺盛，出现富营养化状态。

7. 氨氮：水中以游离氨 (NH3) 和铵离子 (NH4+ ) 形式存在的氮，也称水合氨，也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子。水中的氨氮受微生物作用，可分解成亚硝酸盐氮，继续分解，最终 成为硝酸盐氮，此过程消耗水中 DO，还会造成藻类大量繁殖，即水体富营养化，水体发臭，鱼类死亡等等

8. 总磷：就是水体中磷元素的总含量，水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。对于引发水体富营养化而言，磷的作用远大于氮的作用，水体中磷的浓 度不很高时就可以引起水体的富营养化。

四.系统方案和产品介绍

佳绩河道水质监测系统解决方案为河长制的落实提供全方位的产品支持、系统平台支持和技术支持。通过现场检测和实时在线监测，配合信息化系统和应用终端，帮助河道管理部门及时、准确地掌握河道水质信息，为预警预报重大流域性水质污染事故，监管污染物排放，以及监督总量控制制度落实等提供帮助。

本解决方案主要包括监测层、网络层和应用层三块。

1.监测层主要是完成现场的水质监测，根据安装方式或监测参数的不同，可分为：水质监测中心（大型站）、岸边站（微型站）、水质监测浮标和便携式水质检测箱等。提供了多种获取河道水质信息的方法，可以依据河道监测需求以进行选择。

2.网络层主要是网络通讯以及水质数据库，存储河道及水质数据，可支持4G/NBIOT等无线方式。

3.应用层以应用软件为主，包括电脑管理终端和移动管理终端。

1.监测层应用产品类型

根据监测应用要求的不同，监测设备可分为三类：水质监测中心站，水质监测岸边站和浮标站。

1)水质监测中心站：为大型的环保监测站，要求建立独立的监测站房安放设备，具有较高监测精度。单成本投入和维护要求较高。

2)水质监测岸边站：为中心站的移动简化版，能在实现成本控制的情况下基本实现各项监测要求。本类产品成本低，无专业的维护要求，适用于规模化的部署。

3)浮标站：顾名思义就是可投放于水中的在线监测站，可实现与岸边站同等的监测项。

1.1水质监测中心站

水质监测中心站GIGA系列是固定永久性水质监测站，具有较大的内部空间，支持安装复杂的水质监测设备并提供良好的测试环境。

水质监测中心一般由采水和配水单元、分析测试单元、系统控制单元和通讯单元等组成，具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯以及视频监控等功能。在监测站内，还加装化学试剂柜、实验台等设施，放置实验室分析测试设备等，使其在在线水质监测功能之外，同时具备实验室水质分析能力。

水质监测中心站具有很大的灵活性，分析测试单元可根据不同的监测需求进行选择，即可用于重点监控江河断面的水质监测，也可用于普通河道的水质监测。

中心站可支持的监测项指标：PH、ORP、电导率 /TDS、溶解氧、浊度、COD、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮等。

1.1.1主要监测项参数规格如下表

1.1.2中心监测站安装及使用要求

为保障仪器的正常运行，中心站必须首先建设一个站房。监测站房面积应不小于2.8m×2.5m=7m2（具体需要根据仪器设备的数量而定）。监测站房应靠近采样点（30米以内）。房间地面高度高于地平面20cm，距离污染源的落差在4m以内。监测站房未直接建设在污染源之上（否则会产生湿度严重超标）。在靠近污染源一侧，靠地面留一直径10公分的通孔，方便水管进出（单台设备有3个水管进出）。监测站房已经在做到专室专用，专人保管、维护。

监测站房做到了密闭、安装空调、墙面白石灰、地面瓷砖、平整、无震动。保证室内清洁，环境温度在5度~30度、相对湿度在45%~70% ，有照明装置。

1.监测房内有安全合格的配电设备，能够提供足够的电力负荷，电源电压：220V±10%AC ,电源频率：50HZ, 功率5kW。一台设备至少配有1只三眼插座。站房内应配置稳压电源。

2.监测房现有合格的给、排水设施，应使用自来水清洗仪器及有关装置；每台设备要接自来水，以便冲洗。

3.监测站房有完善规范的接地装置（接地电阻小于10Ω）和避雷措施、防盗和防止人为破坏的设施。

4.监测站房采用彩钢夹芯板搭建，符合相关临时性监（构）筑物设计和建造要求。

5.监测站房内配备灭火器箱、手提式二氧化碳灭火器、干粉灭火器或沙桶等。

6.监测站房未位于通信盲区，房间周围未有有强电磁场干扰，未有强腐蚀性气体。

1.2水质监测岸边站

岸边站GIGA-W01系列是半永久性水质监测站，一般采用彩钢或不锈钢材料建造，表面做喷塑或烤漆处理。岸边站由采水和配水单元、分析测试单元、系统控制单元和通讯单元等组成，具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯以及视频监控等功能。

岸边站占地面积小，建设周期短，适用于土地资源紧缺，地形复杂，无法建设砖瓦结构站房的场景。

岸边站可采用整体设计，在必要时可进行整体迁移。

岸边站可支持的监测项指标：水温、PH值、电导率 /TDS、溶解氧、浊度、COD、氨氮等。

1.2.1产品主要监测参数

1.3水质监测浮标站

顾名思义，水质监测浮标站GIGA-F01系列建立在浮标的基础上，可直接投放在被测水体内使用。

浮标尺寸：直径0.6米，整体高度0.6米，重量为35KG。材料为高分子材料，具备良好的抗冲击、防腐蚀特性，皮实耐用。

浮标站具有如下特点：

1)直接投放到河道中进行水质监测，使用简单灵活，不占用岸边土地；

2)浮标体采用不锈钢材质制作，抗撞击能力强，防生物附着性，耐腐蚀；

3)大浮力设计，有效载荷更高，可搭载更多水质监测设备和辅助设备，存放电池和电子设备的密封箱水密封性佳；

4)浮标具有自平衡能力，具有良好的抗风抗浪性能；

5)采用传感器进行水质监测，可根据测试需求配置不同传感器，测试过程绿色无污染；

6)支持蓄电池和太阳能双重供电，有效提高续航时间；

7)支持无电报警，提示运维周期；

8)支持单点标定、多点标定、动态标定功能；

9)支持双向通讯，可远程控制浮标，调整测量参数；

10)支持大容量的数据采集和存储；

11)支持数据无线传输，可设置测试和数据发送间隔；

12)支持传感器自清洗功能，减少日常维护量；

13)支持 GPS，支持全球定位；

14)支持离水报警和位置偏离报警，加强防盗功能；

15)具有警示灯标，有效提醒过往船只，防止碰撞；

16)具有固定及回收系统，可根据水下不同情况选择不同形式的锚和抛锚方式。

17)供电系统：太阳能板72W , 蓄电池42AH（可定制）。太阳能供电，有效保障持续阴雨天气的连续运行。

浮标可支持的监测项指标：PH、温度、浊度、溶解氧、电导率的监测（可拓展定制监测叶绿素、蓝绿藻、UVCOD、氨氮）。

五.系统特点

水质在线分析仪采用了多项具有自主知识产权的在线监测技术，其主要特点如下：

1. 先进性

1) 与传统化学方法相比具有无需化学试剂、无二次污染、运行费用低等特点

2) 紫外全谱快速扫描系统保证测定的准确性高于现有的单波长紫外测量法

3) 自主开发的流通测量池、光纤光源光谱仪保证真正意义上的实时性监测和全天候24小时的连续性监测

4) 已有的水质模型和现场自建模型功能保证适用各个行业的水质监测

5) 在线稀释大大拓宽了紫外法的测试范围

2. 维护量少

1) 独特的水样预处理系统保证用户极少的维护量

2) 自动测量、自动清洗和自动调零功能可实现运行的完全自动化

3) 常规情况下只需半年维护1次，水质较差的一个季度维护1次

3. 可靠性高

1) 方便的旋转型流通池可完成光程的瞬间转换

2) 光源采用高性能、长寿命氙灯

3) 历史数据在每小时存储一次平均值的情况下可至少存储1年数据，同时可根据用户需求将所有数据存储在PC机上

4) 大屏液晶显示输出及触摸屏输入保证用户简单快捷地操作

4. 联网方便

1) RS232/RS485/GPRS等通讯接口提供远程数据传输和远程控制监测系统启动、停止，真正实现现场无人化运行

2) 多路4-20mA模拟接口可随意组合同时测定包括COD在内的pH、温度、溶解氧、电导率、浊度、流量等以及其他根据用户需求定制的水质参数

3) 多路继电器输出可根据用户要求完成报警及其他相关设备的控制

六.地表水在线监测系统软件平台

1.平台介绍

本平台主要用于收集环境检测终端的数据，并对数据进行分析以及展示。

一套基于B/S架构开发，完整的蓝居环境监测系列产品在线管理平台，可执行设备管理、数据管理、用户管理等功能。

2.首页功能展示

登陆首页之后，可以直观地看到用户数量，设备数量，以及历史采集到的数据量。

点击对应板块下的箭头，即可看到详情。

3.运行超标提示

当某个检测项超标时，系统会提示，并且记录

4.环境排行榜

可在任意时间进行查询，生成图表

5.设备分布图

调用百度地图，操作方便快捷。可以直观地看到设备的位置和信息。

6.用户列表

在此可以添加登陆用的用户

七.成功案例