浅谈岗南水库水质在线远程监测系统

韩永涛 杨春雷 王军翠

1. 引言

近年来,我国水污染防治工作取得了积极进展,但水环境总体形势依然严峻,防治水污染、保障饮用水安全工作任务十分艰巨。水质在线远程监测系统逐步实现信息采集自动化、传输网络化、管理数字化、决策科学化的目标，为保障城市水安全提供技术支持，满足城市日益增长用水量的需求和提高水质的要求。

2. 水质在线远程监测目标

水质在线远程监测系统具有高度自动化、操作简便等特点，整个系统可以无人值守连续工作，并自动对岗南水库的水温、PH值、溶解氧、浊度、电导率、氨氮、总溶解固体、蓝绿藻等水质参数进行多时段、定时或者24小时不间断连续监测，能够及时、准确、全面反应水库水质状况和发展趋势。系统利用GPRS网络进行数据双向远程传输，水质数据通过网络传送至监测中心系统，进行数据的处理、分析后输出，并实时存储在数据库中。多参数水质在线远程监测系统的运行，大大提高了岗南水库水质监测、水资源调配及水生态保护的工作水平，为水源地水质监测提供了必要的数字信息，保障了生活饮用水安全。

3. 水质在线远程监测系统构成

水质自动在线远程监测系统主要由采水单元、配水单元、水质监测分析单元、采集控制单元等组成。

整个水质在线远程监测系统是一个包含多种信道的网络结构。水质自动监测站是网络系统的第一层（水质监测分析单元），各分析仪器及监控设备的信息由RTU采集，现场操作者通过RTU的人机界面对水质监测系统进行控制及维护（现场子站监控单元）。RTU通过GPRS/SMS方式接入监控中心，同时动态实时显示各监测数据。

3.1 采水单元

水质在线远程监测系统采水单元一般为浮桶式采水方式，既要保证采集到具有代表性的符合监测需要的水样，又要保证取样吸头的连续正常使用。输水管路采用双泵双管路设计。取样方式采用间歇与应急启动相结合的取样方式。当出现紧急情况时，可设置为应急启动取样方式。间歇/连续取样方式的切换可以现场和远程操作。输水管路采用排空设计，在一个监测周期完成后，将管路中水样自动排空等待下一个取水过程，并且配备手动排空阀。

3.2 配水单元

采用高效沉淀器去除水中泥沙及悬浮颗粒，沉淀器设有自动和手动排砂阀，采用气、水同时清洗，清洗效率高。系统定时自动排砂和清洗沉淀器。水样在经过沉淀后进入两级串连过滤器。自控系统自动对过滤器进行反冲洗，保证过滤水质满足分析仪监测要求。

整套管路采用“管路串联、仪器并联”结构，任何仪器故障都不会影响其他并联仪器的工作。管路采用优质的给水管材，绿色环保不污染水质，更换快捷方便。

3.3 水质监测分析单元

水质在线远程监测分析单元负责完成水样的监测析，水质信息采集、存储、上传工作，包括常规5项参数（水温、PH 值、溶解氧、电导率、浊度）、氨氮、蓝绿藻、总溶解固体等参数的监测分析。

分析仪安装不同的水质分析传感器完成8个水质参数的分析。在线仪器的监测频次一般采用每4小时采样分析一次，每天各监测项目可以得到6个监测结果，根据《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中相应标准，对每个监测项目的结果给出相应的水质类别。

3.4 数据采集、控制及传输单元

数据采集单元主要指现场分析及传输控制器。数据采集、控制及传输单元能够对前端各种仪表进行检测、通信、数据交换，完成PH值、温度、电导率、溶解氧、浊度、蓝绿藻、氨氮、总溶解固体等规定的8项数据的自动采集，通过中国移动GPRS能够将数据远传至信息管理中心。

数据采集、控制及传输单元以高速性能的嵌入式处理器为核心，GPRS通讯为数据载体，全表贴工艺，全工业级芯片设计，在软件和硬件上均有强大的抗干扰措施，保证控制器计量准确，运行稳定。该控制器技术领先、功能完备、安装便捷、使用方便。

数据采集、控制及传输单元内含：数据采集模块、控制模块、存储模块、显示模块、备用电源模块、防雷击/防电涌模块、GPRS模块、接线端子等。遥测终端RTU能够对前端各种水质传感器进行检测、通信、数据交换，完成水质数据的自动采集，通过GPRS能够将数据远传至信息管理中心。

4. 水质在线远程监测系统的应用效果

系统利用GPRS网络进行数据双向远程传输，水质数据通过网络传送至监测中心系统，进行数据的处理、分析后输出，并实时存储在数据库中。大大提高了岗南水库水质监测、水资源调配及水生态保护的技术水平，为水库的管理提供了必要的数字信息，保障了人民生活饮用水安全。本监测站的水质实时数据与石家庄市水务局水资源管理系统进行集成，实现了石家庄市水资源管理信息的集中管理，同时提供岗南水库管理局本区范围内监测站数据同步更新，实现应用系统信息共享。