太湖水質(zhì)移動監(jiān)控以及水華預(yù)測系統(tǒng)
1.項目背景
太湖位于長江三角洲的南部,正常水位3公尺時湖面積2,250平方公里,平均水深1.94公尺,蓄水27.2億立方公尺,屬于大型碟狀淺水湖泊。近年來,太湖地區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,太湖長期沉積的富營養(yǎng)底泥與人類活動排放入湖的營養(yǎng)物相疊加,導(dǎo)致湖泊營養(yǎng)化日益嚴(yán)重。然而太湖環(huán)境保護(hù)和治理措施相對滯后,自上世紀(jì)90年代初以來,太湖幾乎年年都暴發(fā)不同程度的藍(lán)藻水華,尤其是2007年,太湖出現(xiàn)了大面積藍(lán)藻水華,造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會影響。
“十五”期間環(huán)太湖地區(qū)各級政府雖然在點源、面源控制開展了大量工作,但是由于流域的人類活動和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,從太湖西北部進(jìn)入太湖的污染物總量仍然逐年升高,太湖水質(zhì)尚未得到根本改善。針對太湖水質(zhì)情況,北京金控自動化技術(shù)有限公司開發(fā)了一套水質(zhì)移動監(jiān)測以及水華預(yù)測的系統(tǒng),搭建在太湖水質(zhì)監(jiān)測船只上,實時監(jiān)控水質(zhì)參數(shù)信息,評價水體富營養(yǎng)化,對水華發(fā)生進(jìn)行預(yù)測,提前預(yù)報水華的爆發(fā),有效地監(jiān)控全湖的水質(zhì)情況。
2.項目概述
水質(zhì)移動監(jiān)測以及水華預(yù)測系統(tǒng)主要包括三個方面:現(xiàn)場水質(zhì)數(shù)據(jù)采集、3G無線信道傳輸、上位監(jiān)測中心,其總體框架見鏈接。
現(xiàn)場水質(zhì)數(shù)據(jù)采集
本系統(tǒng)是以防治太湖水華爆發(fā)為目的搭建的,因此水質(zhì)檢測項目涵蓋了總磷(TP)、總氮(TN)、pH、溶解氧(DO)、葉綠素a(Chla)、透明度(SD)、水溫、水色、地理位置等水華預(yù)警中的監(jiān)測指標(biāo)。對于不同的監(jiān)測項目,傳感器類型各不相同,監(jiān)測方式各異,根據(jù)其特點將傳感器布置到優(yōu)化設(shè)計的方位,以使監(jiān)測更加有效可靠。各類儀表和傳感器通過電纜連接到數(shù)據(jù)采集處理終端,經(jīng)過分析和處理獲得標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的數(shù)據(jù)。
3G無線信道傳輸
3G網(wǎng)絡(luò)采用寬帶射頻信道,支持高速率業(yè)務(wù),采用自適應(yīng)天線及軟件無線電技術(shù),可以進(jìn)行發(fā)信波束賦形,自適應(yīng)地調(diào)整功率,減小系統(tǒng)自干擾,提高接收靈敏度,增大系統(tǒng)容量,其軟件無線電技術(shù)應(yīng)用在基站及終端產(chǎn)品中,對提高系統(tǒng)靈活性、降低成本具有至關(guān)重要的作用。現(xiàn)場水質(zhì)信息終端儀表通過3G無線信道傳輸,解決了儀表安放位置和布線的限制問題,能夠?qū)⒋罅康默F(xiàn)場信息高速傳輸?shù)缴衔粰z測中心,具有高度的先進(jìn)性和環(huán)境適應(yīng)性。
上位監(jiān)測中心
通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸上來的現(xiàn)場水質(zhì)信息數(shù)據(jù),按照時間以傳感器儀表的編號名稱依次存儲到SQL數(shù)據(jù)庫里。系統(tǒng)結(jié)合GPS定位,以GIS地理信息技術(shù)為主體,對船只的實時狀態(tài)和跟蹤狀態(tài)進(jìn)行顯示。通過歷史路徑查詢可以將船只所走的路線按天的形式在GIS圖上顯示,雙擊即可獲得該移動點處水質(zhì)信息的情況,對不同移動點的數(shù)據(jù)信息以折線圖的形式比較顯示。除了實時狀態(tài)查詢和歷史數(shù)據(jù)查詢外,系統(tǒng)還能實現(xiàn)水體的富營養(yǎng)化評價和水華預(yù)測,對太湖水華進(jìn)行及時預(yù)警。
3.項目運(yùn)行界面展示
系統(tǒng)實時監(jiān)控界面
水華預(yù)測界面
4.應(yīng)用效果
該系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確的完成太湖水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸,使檢測人員能夠?qū)崟r查看船體行駛航線以及相應(yīng)航路上的水質(zhì)信息,還能夠查詢歷史數(shù)據(jù),進(jìn)行后期的處理。提供美觀友好的監(jiān)控畫面,方便有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)檢查和監(jiān)視;對水體進(jìn)行富營養(yǎng)化評價,預(yù)測發(fā)現(xiàn)異常即自動報警。該系統(tǒng)集流動監(jiān)測、水上預(yù)測和快速預(yù)警等功能于一體,擴(kuò)寬了太湖水域水質(zhì)監(jiān)測的范圍,能夠在船只巡邏的過程中實現(xiàn)水質(zhì)的監(jiān)控,觀測水體富營養(yǎng)化的變化狀態(tài),具有相當(dāng)完善的水華監(jiān)控預(yù)警體系,自動化程度達(dá)到國內(nèi)一流水平。
提交
污水處理中溶解氧濃度(DO)的自適應(yīng)模糊控制研究
北京市懷柔污水處理廠自動控制系統(tǒng)改造方案
生物濾池(BAF)自控系統(tǒng)設(shè)計方案
北京市玉淵潭水質(zhì)監(jiān)測與水華預(yù)測系統(tǒng)
北海水質(zhì)監(jiān)測、評價與水華預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)