智慧水质监测平台的建设分析

1、智慧水质监测平台的建设分析摘要：智慧水质在线监测平台可以实现流域内水质的自动监测、水污染的预警 预报，水质信息的在线查询和共享，对于防止水污染事件和水环境的管理决策可 起到至关重要的作用。关键词：水质监测；智慧平台1、引言水质监测能为国家合理开发利用和保护水土资源提供系统水质资料的一项重 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 目的是能够及时、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。实施智慧水质监测平台的建设，可以实现对流域内江、河、湖、海等不同水 质的连续监测、远程监控、智能报警等，能及时掌握流域

2、内重点断面水体的水质 状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷， 监督水质安全控制制度的落实情况等。2、监测平台总体方案智慧水质监测平台系统，是采用实时、在线、全光谱自动监测技术及多参数 集成技术，以监测站、浮台、浮标体等为载体，搭载多种传感器，实现水质实时 在线监测。监测数据通过无线、有线网络传输至平台的服务器接收终端，并通过 系统管理软件与智慧应用服务平台查看实时数据，从而实现对水质的长期监测与 综合评价，并可对环境突发事故提供预警信息，为水环境保护、科学研究、公众 服务等提供及时、有效的数据与技术支持。智慧水质监测平台系统的总体系统结构如下图：图1系统总体结

3、构图其中系统支撑层主要为支撑系统运行的数据库、GIS地理信息系统等方面的建 设，感知层和应用平台建设内容详见下文。3、智能感知平台智能感知平台主要由支撑和保障系统、监测和数采系统、通信系统组成，下 图为系统构成示意图。图2智能感知平台示意图1）支撑和保障系统基本支撑系统在外观上可以体现为固定式水站和浮动式浮台、浮标体，系统 内部主要完成取水和水样预处理功能。取水系统主要组成部分有：取水头、取水 泵、水样输送管道和流速流量调节，在设计上要满足水样的代表性、可靠性和连 续性，按照取水方式的划分主要分为直取式和浮筒式两种。水样预处理的设计主 要是为了消除水样干扰仪表分析和影响仪表使用的因素。预处理的

4、手段通常有自 然沉降、物理过滤及渗透等。供电系统主要是完成电力的保障功能。电力的稳定直接关系到仪表分析的准 确性和连续性，因此首先尽可能选择稳定的交流电网以供接入；其次，在交流电 进入自动监测系统前，需要对电流再次整流，以便应对突发性电流不稳情况的发 生；最后，如果有必要的话，可以配备后备电源（UPS）以供停电时在线监测系 统的正常运行。对于无法引入交流电的，也可以考虑采用太阳能供电方式（配蓄电池）等方式定位系统主要采用北斗、GPS等定位系统，可实时监测站点的经纬度，并可 以在管控平台的GIS系统中实时呈现，需要具有防风、防雨、抗日晒、耐腐蚀的 特点。同时对于浮动式站点可根据GPS数据进行围栏

5、报警，当站点超过后台监控 平台设定的移动区域时（如设置为布放点半径50m），后台将立即自动报警，能 有效防止偷盗、碰撞漂移和锚缆断裂等意外事件。其余辅助系统包括防雷系统、温控系统、视频监控系统等，其目的都是为支 撑整个感知平台的正常工作服务。2）监测和数采系统监测和数采系统完成水质的核心监测功能，其通过监测仪器对相关水质的多 项指标进行测试，然后通过数据采集器，连接多模数据传输模块，上传至通信网 络。表1监测仪器模块举例3）通信系统通信系统可采用有线和无线传输方式，但由于无线方式建设灵活、造价低等 优势，一般选择无线的传输方式居多。所以测试站点与中心站的通讯总体原则是 优先采用成熟技术、模块化

6、、功耗低、速度块、可靠性强的设计原则来研制水质 监测站无线传输系统，一般可通过3G/4G/物联网等无线方式完成，同时需要支持 一点多传，预留数据输出接口（5G等下一代通信）。4、智能应用平台智能应用平台通常为一套信息可视化、专业化、人性化、智能化的水质监测 系统实时联网管理平台，可满足监测信息数据统一接收、查看、处理、分析、评 价、发布、管理等需求。有以下功能特点：1）生态可视化数据展示，结合GIS地图动态展示水质信息，包括水质类别、 水质达标情况、水质变化情况等，方便用户发现问题，协助决策；2）运行管理与控制，通过权限管理，实现远程控制仪器设备的工作状态参数， 获取监测状态信息，并对系统运行

7、状况进行评估；3）数据、状态信息查询与统计分析，通过对站点实际监测信息的监控，实现 数据的接收统计、状态查询及分析，为本地区的水质状况提供数据支持；4）预警与报警，实现水质异常变化、超标或系统发生异常、故障时，系统平 台及时作出报警，并及时通报相关人员采取措施；发生突发污染事故，通过数字 化管理，协助指导应急工作；5）移动端APP是中心数据管理平台的重要组成部分，是用户在移动端APP上 能够实现对各水质监测站点进行实时监控和管理。5、结论围绕水环境监测、治理和重大环境事件保障，建设全向互联、全域协同的智 能水质监测平台，可对区域内的水质情况进行全面感知和动态监控，做到监测预 警、日常维护、监管、执法、联