城市供水管網(wǎng)水質(zhì)水量在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用探析

梁燕杰

摘 要：對城市供水管網(wǎng)的綜合性和關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)測，能夠及時掌握管網(wǎng)水質(zhì)狀況外，已獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)成果還可以用來支持優(yōu)化調(diào)度和輔助實時調(diào)度決策。通過城市供水管網(wǎng)水質(zhì)水量在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠保障用戶對水量、水壓、水質(zhì)的要求和供水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：城市供水;水壓;水質(zhì);

城市供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，水質(zhì)情況也成為了人們廣泛關(guān)注的一個話題。隨著城市數(shù)字化水平的不斷提高，和其對各個領(lǐng)域的逐漸滲透，實時的供水水質(zhì)及水量監(jiān)測已經(jīng)成為可能。

1城市供水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的作用

1.1實現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)的自動化在線監(jiān)測

建立城市供水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控、采集和傳輸運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而取代傳統(tǒng)、煩瑣的人工水質(zhì)監(jiān)測，克服管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測報告滯后的問題，同時監(jiān)測數(shù)據(jù)成果可以應(yīng)用到供水企業(yè)的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行匯總分析與調(diào)用，最終實現(xiàn)整個供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，保證供水系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1.2優(yōu)化水處理工藝過程

通過對管網(wǎng)水質(zhì)的連續(xù)在線監(jiān)測，對影響水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)（如濁度、余氯、ph值、電導(dǎo)率等指標(biāo)）變化的有關(guān)因素進(jìn)行綜合分析，從中發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)用戶用水點(diǎn)的水質(zhì)變化情況，亦可用于指導(dǎo)供水生產(chǎn)，調(diào)整水廠各項內(nèi)控指標(biāo)，改善水處理工藝效果，從而使水廠運(yùn)行更為科學(xué)合理，水質(zhì)控制管理得到進(jìn)一步強(qiáng)化，同時也提高了企業(yè)管理工作水平。

1.3保證管網(wǎng)高效長期穩(wěn)定運(yùn)行

城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)中鋼管、鑄鐵管、鍍鋅鋼管、玻璃鋼管以及PVC管等多種管材混雜使用，因管網(wǎng)陳舊老化、管材質(zhì)量不一，通過對管網(wǎng)水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問題，為水廠水處理工藝的升級改造和配水管網(wǎng)改造工作提供有效依據(jù)，進(jìn)而強(qiáng)化管網(wǎng)管理工作措施，使管網(wǎng)水質(zhì)得到不斷提高，保證管網(wǎng)高效長期穩(wěn)定運(yùn)行，兌現(xiàn)供水企業(yè)向社會提出的供水服務(wù)承諾。

1.4應(yīng)對突發(fā)應(yīng)急事件

城市輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)在實際運(yùn)行中有可能發(fā)生各種各樣的事故，供水企業(yè)應(yīng)強(qiáng)化應(yīng)急管理措施，通過管網(wǎng)測壓、水質(zhì)監(jiān)測等技術(shù)手段及時發(fā)現(xiàn)和處置管網(wǎng)異常情況。用戶和居民也應(yīng)給予積極配合，一旦發(fā)現(xiàn)供水異常情況，市民可以通過供水服務(wù)電話通知供水單位，以便使供水企業(yè)能夠得到及時響應(yīng)并迅速妥善處置，優(yōu)化供水企業(yè)的社會服務(wù)功能。

1.5解決配水管網(wǎng)預(yù)留接口和消火栓

“死水”問題在以往的工作中為便于用戶接水，在設(shè)計與建設(shè)配水管網(wǎng)時，每隔一定距離和主要路口處都設(shè)置了管道預(yù)留口。但配水管網(wǎng)上有過多的預(yù)留口會帶來諸多問題。管網(wǎng)預(yù)留口的閑置不但是管道建設(shè)的一種浪費(fèi)，而且預(yù)留口管道內(nèi)滯留水的水質(zhì)腐敗也會影響管網(wǎng)水質(zhì)。目前隨著不停水開口技術(shù)的日趨完善，在配水管網(wǎng)中可以取消預(yù)留口，需要開口連接管道時采用不停水開口技術(shù)解決用水接口問題。管網(wǎng)不停水開口技術(shù)是應(yīng)用施工新技術(shù)保障管網(wǎng)水質(zhì)的一項重要舉措。一方面可以避免因停水導(dǎo)致用戶斷水和管道泄水造成的浪費(fèi)，另一方面可以避免因停水使管網(wǎng)水質(zhì)劣化導(dǎo)致的二次污染問題。同樣，定期排放消火栓管道內(nèi)的積水也是保障管網(wǎng)水質(zhì)的一項措施。從配水主管到消火栓一般都有一定長度的管道，而該段管道內(nèi)的水會成為“死水”，從而影響管網(wǎng)水質(zhì)。為了解決這個問題就必須定期排放消火栓內(nèi)的積水，以避免管道內(nèi)因為“死水”時間過長水質(zhì)變壞而影響管網(wǎng)水質(zhì)。

2.1監(jiān)測儀器

監(jiān)測儀器的性能直接影響自動監(jiān)測站系統(tǒng)的整體性能，如果監(jiān)測儀器性能穩(wěn)定可靠，則自動監(jiān)測站就能夠長期穩(wěn)定地運(yùn)行，如果監(jiān)測儀器性能較差，不但會造成自動監(jiān)測站維護(hù)工作量的增大，而且還會影響自動監(jiān)測站的連續(xù)運(yùn)行。因此在選擇滿足測量精度等技術(shù)要求方面的產(chǎn)品后，應(yīng)著重考慮的則是儀器的性能穩(wěn)定、維護(hù)工作量、試劑消耗等問題。

2.2數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器的主要功能是實時采集監(jiān)測儀器獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所采集到的數(shù)據(jù)實時發(fā)送到中心監(jiān)測站，同時還應(yīng)具備觸發(fā)功能，待監(jiān)測到超標(biāo)數(shù)據(jù)時，

能夠觸發(fā)采樣儀留取超標(biāo)水樣。通訊系統(tǒng)一般要求可靠性能要好，不受外界因素干擾條件影響;運(yùn)行穩(wěn)定，具有斷電數(shù)據(jù)保護(hù)性能;兼容性好，能夠?qū)⒈O(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為不同的格式供不同的數(shù)據(jù)庫調(diào)用;適用性好，可以滿足不同安裝條件、安裝地點(diǎn)的影響等。根據(jù)監(jiān)測設(shè)備的具體要求，并考慮系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性，我們選用二次數(shù)據(jù)采集器。

2.3水質(zhì)采樣器

水質(zhì)采樣器自動監(jiān)測站不可或缺的重要組成部分，其主要功能是執(zhí)行數(shù)據(jù)采集器給出的超標(biāo)采樣命令，隨時采集超標(biāo)情況出現(xiàn)時的供水管網(wǎng)的水樣，超標(biāo)水樣通過采樣頭進(jìn)人采樣吸管內(nèi)，通過采樣儀控制器流人樣瓶，達(dá)到采樣量要求后，采樣儀停止采樣并把多余的水樣通過采樣管路吹回水體去。水質(zhì)采樣器同時還具有流量等比例采樣、時間等比例采樣、復(fù)合采樣等功能，符合國家有關(guān)水質(zhì)采樣的具體要求。

2.4數(shù)據(jù)通訊

整個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)采用中國移動的GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有覆蓋面廣、工作可靠、實時性強(qiáng)、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。同時網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、維護(hù)、升級都不需要用戶投人，用戶只是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，自行組成自己的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并由此實現(xiàn)辦公自動化、實現(xiàn)數(shù)據(jù)通道和短訊道通的同時使用，且永遠(yuǎn)在線，不存在通訊障礙。在實際應(yīng)用過程中，客戶可選擇包月或按通訊數(shù)據(jù)量等各種數(shù)據(jù)方式，是當(dāng)今公認(rèn)的運(yùn)行費(fèi)用較低的一種通訊方式。通過此通訊方式，可在供水廠中心監(jiān)測站、調(diào)度中心及相關(guān)的主管部門的任一臺計算機(jī)上，安裝一部GPRS接受機(jī)和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，就可以接收自動水質(zhì)監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)還可以注人15個普通的接收手機(jī)號碼，一旦水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)準(zhǔn)將自動報警到各領(lǐng)導(dǎo)和主管人員的手機(jī)上。操作人員和主管領(lǐng)導(dǎo)可以及時掌握超標(biāo)情況，即時采取應(yīng)急處理措施。

3系統(tǒng)主要功能

數(shù)據(jù)采集單元將各設(shè)備的測量數(shù)據(jù)通過終端GPRS（DTU）發(fā)回中心，中心接到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析、存儲、分析。遠(yuǎn)程控制設(shè)備采樣測量及參數(shù)設(shè)定，在本系統(tǒng)中，開發(fā)人員通過大量的努力，不僅實現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與接收，而且還實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制設(shè)備的操作，如：采樣、測量、清洗、參數(shù)設(shè)定等功能。開發(fā)人員克服了不同設(shè)備的通訊協(xié)議不同、無技術(shù)支持、無工程實例等技術(shù)難點(diǎn)，實現(xiàn)了以上控制功能，大大方便了使用及操作人員的方便，并可做到對各監(jiān)測點(diǎn)更直接、更有效的控制。

此外，系統(tǒng)還具有方便的查詢功能，用戶可查詢各重點(diǎn)用水戶水質(zhì)的歷史數(shù)據(jù)。組態(tài)畫面與數(shù)據(jù)顯示，采用組態(tài)王進(jìn)行工控畫面開發(fā)，畫面直觀、操作方便。

4城市供水管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)手段

城市供水企業(yè)有別于其他行業(yè)，供水是從水源、取水、凈水、輸配水直至用戶的一個連續(xù)性環(huán)節(jié)，其具有多樣性、廣域性、大容量和大時滯的特點(diǎn)。要使城市供水完全實現(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理、連續(xù)地進(jìn)行并非易事。隨著需水量的不斷增長，水源、供水規(guī)模及處理工藝的復(fù)雜性也隨之增大。為了確保城市供水產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量，保證供水水質(zhì)合格率、管網(wǎng)壓力合格率和供水能耗指標(biāo)符合相關(guān)考核標(biāo)準(zhǔn)，建立城市配水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，以期提升和優(yōu)化傳統(tǒng)、煩瑣的管網(wǎng)水質(zhì)人工監(jiān)測模式，克服人工監(jiān)測報告滯后的問題。通過人工定期采樣監(jiān)測和在線儀表實時監(jiān)測相結(jié)合的方式，及時有效地掌握水質(zhì)情況，有利于充分發(fā)揮供水設(shè)施的作用，切實保障供水水質(zhì)和水壓，最終能夠?qū)崿F(xiàn)整個供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

5結(jié)束語

城市供水企業(yè)要把管網(wǎng)水質(zhì)管理納入企業(yè)管理的范疇，通過實施有效的管網(wǎng)在線監(jiān)測、管理手段和運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，隨時掌握管網(wǎng)水質(zhì)狀況，了解水質(zhì)變化趨勢，為管網(wǎng)的優(yōu)化配置和水廠的工藝提升提供直接重要的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦渤.水質(zhì)在線監(jiān)測分析[J].低碳世界.2019（06）

[2]孫麗華，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析[J].凈水技術(shù).2018（S1）