遼河流域水污染物總量自動(dòng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究

【摘要】水污染物總量自動(dòng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)計(jì)算機(jī)及無(wú)線傳輸?shù)燃夹g(shù)手段，將流域監(jiān)測(cè)體系中的點(diǎn)源、面源及監(jiān)測(cè)斷面有機(jī)結(jié)合，并對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析及反饋的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)監(jiān)測(cè)；控制中心；遠(yuǎn)程傳輸；污染預(yù)警；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

1、前言

總量監(jiān)控依賴于建設(shè)水污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)過(guò)自動(dòng)化、信息化等技術(shù)手段可以更加科學(xué)、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地掌握重點(diǎn)污染源的主要污染物排放數(shù)據(jù)、污染治理設(shè)施運(yùn)行情況等與污染物排放相關(guān)的各類信息，為及時(shí)掌握污染源動(dòng)態(tài)排污狀況及其對(duì)環(huán)境可能造成的影響提供依據(jù)。

我國(guó)的水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)形成以國(guó)控網(wǎng)站為骨干的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系[1]。然而，相比于自上世紀(jì)50年代開始發(fā)展的發(fā)達(dá)國(guó)家水污染物總量監(jiān)測(cè)技術(shù)，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建尚處于起步階段[2]。我國(guó)依舊采用手動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，自動(dòng)監(jiān)測(cè)為輔的工作方式，不利于收集數(shù)據(jù)，對(duì)各流域河段水質(zhì)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。人工監(jiān)測(cè)并不能實(shí)時(shí)的反應(yīng)污染企業(yè)排污情況，偷排漏排現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。實(shí)時(shí)取得水環(huán)境安全信息是流域水環(huán)境管理和維護(hù)河流健康的基礎(chǔ)[3]。

采結(jié)合遼河流域自身特點(diǎn)進(jìn)行水污染物總量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，可以有效的改善以上問(wèn)題。

2、網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)成

水污染物總量自動(dòng)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系是指在總量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系構(gòu)建完成之后，通過(guò)計(jì)算機(jī)及無(wú)線傳輸?shù)燃夹g(shù)手段，將點(diǎn)源、面源及監(jiān)測(cè)斷面有機(jī)結(jié)合，并對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析及反饋的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[4]。

遼河流域水污染源總量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由污染源現(xiàn)場(chǎng)端、監(jiān)測(cè)斷面現(xiàn)場(chǎng)端、面源污染估算系統(tǒng)與中心智能管理平臺(tái)四大主要模塊組成，對(duì)遼河流域的點(diǎn)源和監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可運(yùn)用多種算法對(duì)流域內(nèi)的非點(diǎn)源污染濃度進(jìn)行估算，從而全面的掌握遼河流域內(nèi)污染源情況，必要時(shí)中心智能管理平臺(tái)可根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)情況對(duì)相應(yīng)的污染源進(jìn)行簡(jiǎn)單的反控，比如定時(shí)反沖洗控制。

現(xiàn)場(chǎng)端指點(diǎn)源與監(jiān)測(cè)斷面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站房及其周圍環(huán)境條件?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站主要設(shè)備包括：IPC工控機(jī)、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、COD、氨氮自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)分析儀等設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)端的數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)采集到CPU內(nèi)，通過(guò)有線或無(wú)線的方式傳輸?shù)街行闹悄芄芾砥脚_(tái)[5]。

中心智能管理平臺(tái)接收到數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、累積數(shù)據(jù)，在上位機(jī)軟件里形成各種報(bào)表；當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題數(shù)據(jù)時(shí)，中心智能管理平臺(tái)能區(qū)分出問(wèn)題是由于污染導(dǎo)致還是儀器故障導(dǎo)致，并根據(jù)診斷結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理?，F(xiàn)場(chǎng)端實(shí)時(shí)的向監(jiān)控中心傳輸水質(zhì)數(shù)據(jù)，控制中心將接收到的數(shù)據(jù)按地區(qū)、污染源名稱、監(jiān)測(cè)儀器型號(hào)分類顯示在主頻幕上，并能將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，以便相關(guān)部門查閱、提取以及公示。當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可將問(wèn)題污染源的相關(guān)數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到相關(guān)監(jiān)管部門及問(wèn)題污染源，同時(shí)對(duì)問(wèn)題污染源進(jìn)行應(yīng)急控制，防止污染事件的擴(kuò)大。

2.1網(wǎng)絡(luò)體系的功能

流域水污染物總量監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有以下幾方面基本功能需求：水質(zhì)信息功能包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多種方式顯示、污染與故障報(bào)警，以及水質(zhì)數(shù)據(jù)分析、評(píng)價(jià)及報(bào)表生成等多項(xiàng)子功能；視頻信息功能包括對(duì)視頻信息的實(shí)時(shí)控制顯示及回放等功能；地圖服務(wù)功能主要提供監(jiān)控點(diǎn)水系地形瀏覽、點(diǎn)位管理、圖層控制及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化位置疊置顯示等；遠(yuǎn)程控制主要是對(duì)視頻及水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器的控制；信息發(fā)布主要提供對(duì)外發(fā)布監(jiān)控點(diǎn)水質(zhì)信息功能；系統(tǒng)設(shè)置提供對(duì)用戶的分組和權(quán)限管理。

通過(guò)以上功能的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題數(shù)據(jù)報(bào)警時(shí)，可以對(duì)污染事故進(jìn)行應(yīng)急。污染事故預(yù)警模塊運(yùn)行過(guò)程如下：1、污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)首先出現(xiàn)異常，確定為點(diǎn)源污染事故，采取相應(yīng)處理；2、污染源與監(jiān)測(cè)斷面同時(shí)出現(xiàn)異常，代表污染已擴(kuò)散，根據(jù)污染源與斷面數(shù)據(jù)之間的關(guān)系判斷污染物在水中的擴(kuò)散與遷移情況，確定污染范圍，作出相應(yīng)處理，防止污染事故擴(kuò)大；3、監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)異常，污染源數(shù)據(jù)無(wú)異常情況，根據(jù)面源模擬計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)判斷是否符合面源污染發(fā)生的特征，如果符合，確定污染事故為面源污染，采取相應(yīng)措施，如果不符合面源污染發(fā)生的特征，判斷污染事故為移動(dòng)點(diǎn)源污染，采取相應(yīng)措施處理。遼河流域水污染物總量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路見圖一。

3、結(jié)語(yǔ)

水污染物總量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以有效的促進(jìn)總量監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)的水污染物手動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)已相對(duì)成熟，然而自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)與總量監(jiān)控未來(lái)的發(fā)展方向，現(xiàn)階段我們可以采用以自動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，手動(dòng)監(jiān)測(cè)為輔的工作方式，逐步過(guò)度到全自動(dòng)的未來(lái)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目

水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)（2012ZX07212-001）

作者簡(jiǎn)介

傅金祥（1955- ），博士后，教授，主要從事給水處理理論與技術(shù)、污水處理與資源化技術(shù)、水環(huán)境生態(tài)與水資源安全。