小型水文水质自动监测站技术方案.教案资料

1、小型水文水质自动监测站技术方案1. 概述水文水质监测是为国家合理开发利用和保护水土资源提供系统水文水质资料的一项重要的基础工作，是水生态、水资源、水安全科学管理和保护的基础。水质监测的目的是及时、准确、全面地反映水环境质量现状及发展趋势，为水环境监测、管理、规划、污染防治、生态预警等提供科学依据。水文水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、GIS 技术以及相关的专用分析软件和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。水质在线自动监测系统是一套把多项监测指标的分析仪表组合在一起，从采样、分析到记录、整理数据（包括远程

2、数据）、中心遥测组成的系统，结合相应的监控及分析软件，实现实时在线自动监测，满足运行可靠稳定，维护量少的要求，并实现无人值守。一套完整的大型大型水质在线自动监测系统，由于其系统复杂，建设成本高，建设周期长，运营维护成本高等原因。进行大面积的布点建设存在较大的困难。随着国际上水质技术的发展，多参数高集成的设备已经得到了广泛的认可。利用国外先进的高集成的一体化多参数水质监测仪，配合我公司数据采集遥测系统及通用水环境水资源管理监控平台软件，可以非常方便的实现地表水、地下水、水源水、饮用水、排放口、海洋等不同水体的水质自动在线监测，有效的实时监测水质的变化情况，为水生态、水环境、水安全的有效管理提供可

3、靠的分析和监控。监测的指标主要包括包括水位、流量、水温、溶解氧、pH 、电导、盐度、浊度、蓝绿藻，氨氮离子等多种参数。所监测的各类指标可通过有线或无线传输方式传送到监控中心，也可在监测现场实时读取数据。2. 技术方案2.1 系统组成：系统主要包括Nimbus气泡水位计、SLD超声波多普勒流量计、Hydrolab多参 数水质分析仪、数据采集遥测系统、供电系统、监控管理软件等几部分组成。老种W活盘站力式 彩种敷体通信方式专科咽拧手的系统组成示意图Nimbus气泡水位计、SLD超声波多普勒流量计和 Hydrolab多参数水质监测设 备实时或按触发模式采集各项水质参数，通过遥测单元，将数据实时报送给监

4、控中 心或移动监控终端。在组站上有地面站和浮标站等多种灵活的组站方式，通讯方式 支持短信/GPRS、有线、卫星等多种模式。系统工作主要按三种方式来触发，系统 的定时触发、系统增量触发和系统查询应答。3. 多参数水质监测设备3.1 产品简介CBS 气泡式水位计可连续测量地下水和地表水的水位。它具有多种数字接口，可实现远程数据采集。压缩空气由无需维护的活塞泵产生，不需要外部压缩机或氮气钢瓶充气即可进行工作，也不需要干燥剂。即使在盐水或受污染的水体中， 读数亦准确而稳定。CBS 气泡水位计即可以独立工作也可以与外部数据采集装置配合使用，例如： DataLogger 、 PC 或 PDA 等；3.1.

5、2 SLD 超声波多普勒流量计OTT SLD 是用来连续监测河流与开阔德渠道之流速和水位的超声波多普勒感应系统，该产品确保在有高沉积的洪灾情况下可靠的流速测量结果，此超声波水位 监测技术已被授予专利。OTT SLD 通过使用两条水平超声波射线射入水流进行监测，监测单元最多可达九个。它的整体设计减少了在河流中安装所需要的建筑工作，同时使得整个安装过程变得更加经济和简便。低能耗的设计，可使用太阳能供电。同OTTLogoSens数据记录仪结合，可作为在线的河流监测系统，传感器通过SDI12接口与数据记录仪结合，然后计算出流量并通过GSM 网络传输至数据中心。3.1.3 Hydrolab多参数水质分析

6、仪Hydrolab 5系列多参数水质分析仪是一款新型多参数、宽量程的水质监测仪器，可用于地表水、地下水、水源水、污水口、饮用水、海洋等不同水体的水质在线及便携监测。监测参数包括溶解氧、pH、ORP（氧化还原电位）、电导率（盐度、总溶解固体、电阻）、温度、深度、浊度、叶绿素a、蓝绿藻、若丹明 WT、俊/氨离子、硝酸根离子、氯离子、环境光、总溶解气体共十五种参数。从1967年开始，Hydrolab每隔7、8年就推出新一代产品，目前已经是第五代。5系列Hydrolab产品共有三种型号：DS5、 DS5X和MS5。其中DS5和DS5X可以同时测量多达10种参数，而MS5小巧轻便，可以同时测量7 种参数

7、， DS5X 更带有自清洗刷，可以适应泥沙或其他杂质较多的污水环境。3.2 探头技术说明3.2.2 常规参数：温度：热敏电阻法，使用寿命高于5 年溶解氧：LDO ：荧光法溶解氧，探头帽使用寿命为一年膜法：常规的Clark 膜法，需要定期更换半透膜、电解液及磨光阳极。由于该探头是化学方法，因此会受到水中重金属离子、H 2S 等成分的影响。同时由于该方法消耗氧气，因此需要加装水样搅拌子，以保证一定的流速。pH ：玻璃电极法，参比电极需要定期更换电解液ORP ：铂电极法，与pH 电极共用参比电极电导：四石墨电极法，耐腐蚀，可通过随机软件自动换算为盐度、总溶解固体、电阻浊度：自清洗浊度：符合ISO70

8、27的光学法，带有自清洗刷，可以有效保护探头表面；量程高达3000NTU四光束浊度：专利技术，通过两个接收装置接收来自两个光源的两束反射光和两束透射光，有效消除单光束引起的误差，特别适用于比较干净的水体，如饮用水深度：压敏电阻法，有四种量程可选3.2.2其他参数：叶绿素 a ：体内荧光法，比起实验室的萃取法操作极为简单，精度高，量程大，非常适用于地表水、水源水的在线及便携使用以及实验室便携使用。叶绿素的含量可以反映水体富营养化的程度蓝绿藻：体内荧光法，在淡水中测量藻青蛋白，海水中测量藻红蛋白。比常规的人工计数法测蓝绿藻有很突出的优点，节省大量的时间和人工。非常适用于地表水尤其是景观水、水源水以

9、及自来水厂的进口。有效的藻类监控可以及时采取应对措施以减少蓝藻产生毒素对于饮用水的影响。氨 /铵离子（氨氮）：电化学方法，使用寿命半年，不能用于15m 水深以下或电导大于1.5 ms/cm的水体中，适用于污水排放口硝酸根离子（硝酸盐氮）：电化学方法，使用寿命半年，不能用于15m 水深以下或电导大于1.5 ms/cm的水体中，适用于污水排放口氯离子：电化学方法，使用寿命1 年，不能用于15m 水深以下环境光：光学原理，测量光合作用有效光的光强度（波长400-700 nm）,适用于水生环境的研究、水产养殖等领域总溶解气体：毛细管原理，适用于需要监测水中溶解气体的场合如水坝的消能结构等 若丹明 WT

10、 ：体内荧光法，在国外，主要用于市政排污泄漏检测3.3技术指标3.3.1 CBS气泡水位计量程：0 -15 m / 可选：0 -30 m精度：标准: ± 5 mm可选 : ± 1.5 mm (USGS 标准在 15m 量程的最初3 m 内 分辨率：1 mm / 0.1 mBar单位： m 、 cm 、 feet 、 mBar 、 psi测量间隔：1 min - 24 h输出：SDI12、420 mA (0.1%, 15 Bit供电：10 -30 V DC通常 12 V / 24 V功耗：测量间隔1分钟：320 mAh/天测量间隔15分钟：25 mAh/天测管直径：? 2 m

11、m 、 ? 1/8 、 ? 4 mm通讯 (OTT CBL 可选 ： ISDN 、 SMS 、 GPRS 、 IRDA集成净化功能过载保护温度范围：操作温度：-20- -60° C存储温度：-40.85 C°相对湿度：10-95%尺寸： 165 mm x 205 mm x 115 mm重量： 1500 g外壳材料：CBS工程宿老保护等级：IP43EMC 标准：IEC61326、 EN613263.3.1 SLD流速：测量原理：使用两束水平超声波通过多普勒原理进行测量量程： ± 10 m/s精度：读数的1% 或 ± 0. 5 cm/s频率 射线宽度范围 测

12、量单元大小测量单元数目0.6MHz 2.0度 80m 2 - 10 m 91MHz 2.3 度 25m 1 - 4 m 9 2MHz 1.8 度 10m 0.2 - 2 m 9水位量程：0.15 - 10 m精度：3 mm水温量程：- 4 °C - 30C°精度：0.1 °C尺寸长度：45 - 52.2 cm （与波束频率有关）直径：7.5 cm （圆柱体）供电：9 -16 V DC功耗：50 - 500 mW （受测量周期影响）接口：RS232 或 SDI12内存： 2M 可扩充至78M安装方式：水平或垂直RS232数字3.3.3 Hydrolab基本配置包括：

13、内置温度传感器、参数设定和仪器调试智能软件、端口、配重和标定杯以及全套的维护工具；E机外役8.9 坪米，DS5b DS5X). 4.4 斤米，MS5)氏度58.4 僧米(0S5. DS5X/. 76.9 悄米 * MS5)食M （典型配置3.35 公斤(DS5, DS5XJ. 1.3 公斤(MS5)最大保度225 X操作祖度5到50P电池伊玲（Hii>8 U十电池计。机技口RS232. SDH2. RS4S5内玄（任医）120.000条激状值出度侑密圈藉用5 到 50 P精ist 0 .10 0c分辨率0.01 方法热坡电川法电导率传然;范田。同100 2诩5nH-、iMOinten检编

14、专0001 t 10 CtfvKHIr Ml < 25,too i fTH l.l < g <I«UI1IA0.M"I01MM 0，Bmmwi0PM F，=92个中付oei ><*>Aliw:W”/期箕M0rj"pXMOHIXMOKTU,慢IWFffUUKit 1&18 r WONTUHT，%例 4 ；»X»NTU机八3pL w，:tQFfl20田 ” ”*"E«*：0WU iWCH,团 n XKOWTU 101tRfN2,15f0A10)2l 7M0X2DFLSt 0.1 2，?

15、4 pl Wt 62L001 plOQi F zmhah4U0M10)”，:Ml ooi e-z40.OOP <L4.«1/!w1“aWr SiKrrV，3©CIM3MQS H WWTfllMt。»© » IOO XOCMT af S、"¥eq，MOHIO < <,».«), n l(n MD tsnt«M&t.X> ：D0fi t 口 R0<ALtoo jootKi >修"3t上小*ffi.ll也£地小口图第W U0L “司髀占忖

16、阳封口自4 心d聒F A酷小与uglL讣*本帅ud上螭外1F3 f 的 is 2-UU.WcMiL1I*10& 1M 2H0 01X w<tol盛金*惋| 1i» IHIHI.OCHD sM.叶广中J0 DMbL 1. J.*nV%克让ffiFH,隼M，rf>Ldti 电0 H 100 Mb露 *1hkMlb.Ml±3*甘贵市ooi»bSi司受&，|，WJ而网llL I：I：G 1 r：.T m'珀，li ，旬 11mt'T廿册下1H TO fl，'力瑞t Utt4.数据采集系统4 . 1数据采集装置OTTDuo

17、Sens数据采集记录仪技术指标2个信号通道。可实现对传感器信号的连接、处理、显示、存储和传输等功能;可接纳信号：模拟信号，数字信号SDI12供电：12VDC ;内存：1MB ;继电输出；通讯端口： RS232通讯协、议:OTT专属协议；多参数分析仪只接受SDI12接口标准;SDI12协议为美国/欧洲标准；5 .2供电模式：提供三种供电模式，自动切换，可实现对传感器的过压保护。4.2.1 太阳能供电：推荐使用；OTT 公司有 12V/55W/30W/12W 多种太阳能板可选择。同时提供多种太阳能电池；是野外供电要求的理想选择；4.2.2 采用外接交流电源供电4.2.3 采用外接蓄电池组供电4.3

18、数据通讯兼容多种通信模式，方便用户选择4.3.1 GSM/GPRS通讯服务（推荐使用）可通过GSM/GPRS 网络，采用短信方式直接进行数据传输；也可以采用GPRS信道。主要指标供电：12VDC ；能耗：休眠模式：25mA 激活模式：160 mA 温度范围：-20+55 °C4.3.2 电话传输需要调制解调器优点：成本低；缺点：数据传输速度慢，无法实现连续监测，无法对多个点进行同时监测。4.3.3卫星通讯方式多种卫星通讯方式可供选择：北斗卫星通讯（短信方式）Inmarsat海事卫星5.浮标特点采用不锈钢材质，设计有专门配合多参数水质分析仪的专用套管。配有专用锚和信号灯。通过与上述通讯系统和供电系统配合，可以实现灵活、方便、简单的数据监测和传输。维护简单方便，密封性好。6. 监控中心软件可采用 OTT 配套软件Hydras 3系列软件，也可根据现场情况由系统上提供相应软件。Hydras3软件特点：软件功能：提供基本的产品通讯功能，可以方便的下载采集的数据，并进行图形分析。设置仪器的相关参数，并可将数据方便的导出为常见表格格式或其他格式。点：界面十分轻松、友好；建站只需要 即拉即用”；数据自动连续读取；实时进 行通讯；数据分析图形