地下水監(jiān)測(cè)技術(shù)方案

1、咸潮監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)方案2013年7月目 錄1. 概述22. 技術(shù)方案32.1系統(tǒng)組成32.2方案特點(diǎn)32.3產(chǎn)品功能特點(diǎn)介紹42.3.1 OTT Ecolog800 溫鹽深監(jiān)測(cè)記錄儀42.4 供電模式82.5 數(shù)據(jù)通訊92.6 系統(tǒng)安裝92.7 監(jiān)控中心軟件103. 產(chǎn)品主要應(yīng)用情況111. 概述地下水作為人類生存空間的重要組成部分，為人類提供了優(yōu)質(zhì)的淡水資源。但是，隨著我國(guó)環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，人類活動(dòng)導(dǎo)致地下水污染已從點(diǎn)狀擴(kuò)展到面狀污染。除地下水自身受污染外，又成為土地污染的重要媒介。 含水層對(duì)污染源的敏感性、納污的脆弱性及其與土地污染的相關(guān)性已引起行業(yè)專家的普遍關(guān)注。而且，土壤和含水層一旦受

2、到污染，清除、治理、修復(fù)十分困難，不僅經(jīng)濟(jì)投入很大，技術(shù)上也有難度，時(shí)間周期也很長(zhǎng)。 我國(guó)的淡水資源嚴(yán)重不足，人均占有量只及世界人均量的四分之一，目前，國(guó)內(nèi)七大地表水系均遭到不同程度的污染，地下水污染也面臨十分嚴(yán)峻的局面，這對(duì)我國(guó)本不充裕的水資源來(lái)說(shuō)無(wú)疑更讓人憂慮。隨著人口密度加大和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出，地下水降落漏斗逐步擴(kuò)大，地表水體的嚴(yán)重污染也使地下水逐步遭到污染，而淺層地下水的無(wú)法使用迫使許多地區(qū)大量開(kāi)發(fā)深層地下水，又帶來(lái)了地面沉降，海水入侵等緩變地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)環(huán)保部門(mén)統(tǒng)計(jì)，1996年全國(guó)廢水排放總量約1356億噸，江、河、湖污染嚴(yán)重，并呈加重趨勢(shì)，50%的淺層地下水遭

3、到不同程度的污染，其中40%已不適宜飲用。  國(guó)家發(fā)展改革委、水利部、建設(shè)部、衛(wèi)生部、國(guó)家環(huán)?？偩志幹频娜珖?guó)城市飲用水安全保障規(guī)劃(20062020)日前印發(fā)。按照規(guī)劃目標(biāo)，到2020年，將建立起比較完善的飲用水安全保障體系，滿足2020年全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)目標(biāo)對(duì)飲用水安全的要求。“十一五”期間，重點(diǎn)解決205個(gè)設(shè)市城市及350個(gè)問(wèn)題突出的縣級(jí)城鎮(zhèn)飲用水安全問(wèn)題。目前來(lái)看，全國(guó)各地，尤其是北方地區(qū)廣泛采用地下水作為飲用水源。為保障供水安全，有必要對(duì)地下水的水文和水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便實(shí)時(shí)掌握地下水的儲(chǔ)量變化，水質(zhì)指標(biāo)等情況，選擇合適優(yōu)質(zhì)的地下水源，保障飲用水源的安全，合理有效的利用地下

4、水，在近海地區(qū)，更可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)可能出現(xiàn)的海水倒灌實(shí)現(xiàn)預(yù)警等目的。本方案由美國(guó)哈希公司編制。哈希公司總部位于美國(guó)科羅拉多州拉夫蘭市，隸屬于全球500強(qiáng)的丹納赫集團(tuán)，是全球最大的水文水質(zhì)儀器供應(yīng)商，旗下?lián)碛?0幾個(gè)水文水質(zhì)的儀器品牌，為水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域提供多種多樣的分析設(shè)備，并與各國(guó)政府、環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)以及高校研究領(lǐng)域都有十分密切的合作。哈希公司目前在中國(guó)有超過(guò)20個(gè)辦事處和聯(lián)絡(luò)處，在北京、上海、廣州、重慶和系西安設(shè)有維修服務(wù)中心，在全國(guó)各地有超過(guò)100名本地服務(wù)工程師為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。本方案主體采用哈希旗下品牌OTT公司產(chǎn)品，為咸潮監(jiān)測(cè)和預(yù)警提供最專業(yè)的解決方案。2. 技術(shù)方案2.1

5、系統(tǒng)組成方案主體采用OTT Ecolog500地下水監(jiān)測(cè)記錄儀，它可以同時(shí)監(jiān)測(cè)水位、水溫?cái)?shù)據(jù)，并內(nèi)置數(shù)采儀實(shí)現(xiàn)內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)不受外界干擾。傳輸方面采用該儀器一體化實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，并結(jié)合OTT Hydras 3數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和顯示、生成報(bào)表、數(shù)據(jù)報(bào)警及遠(yuǎn)程管理等功能。全套設(shè)備整體由德國(guó)原裝進(jìn)口，生產(chǎn)工藝和組裝工藝均為世界領(lǐng)先水平，系統(tǒng)功能完善，整體性好，單一品牌無(wú)兼容性問(wèn)題，安裝簡(jiǎn)單方便，性能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。2.2方案特點(diǎn)OTT地下水監(jiān)測(cè)技術(shù)方案具有以下特點(diǎn)：整體性方案中所有軟、硬件均由OTT公司研發(fā)、生產(chǎn)并集成，儀器的硬件接口、通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)平臺(tái)均經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，不存在任何兼容性問(wèn)

6、題，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。其中Ecolog 500監(jiān)測(cè)記錄儀本身集監(jiān)測(cè)和數(shù)采于一體，既節(jié)省了設(shè)備費(fèi)用，同時(shí)也保證數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)后即時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字式存儲(chǔ)，減少模擬量的中間傳輸過(guò)程，以防止由于模擬信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)，一體化的設(shè)計(jì)保證在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中不存在任何匹配、兼容和外界干擾。集成化整個(gè)系統(tǒng)硬件只需OTT Ecolog500監(jiān)測(cè)記錄儀作為主要硬件組成部分，硬件結(jié)構(gòu)少，系統(tǒng)功耗極低，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單方便。超低功耗在每小時(shí)監(jiān)測(cè)及傳輸一次的前提下，系統(tǒng)只需采用1-2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)堿性電池供電即可使用超過(guò)一年半，如果使用高性能鋰電池，供電時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)年。無(wú)需外接供電，無(wú)需太陽(yáng)能供電，節(jié)約成本并容易安裝。

7、高性能OTT Ecolog500溫鹽深監(jiān)測(cè)記錄儀內(nèi)置導(dǎo)氣管，具有自適應(yīng)氣壓變化和自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?，長(zhǎng)期使用無(wú)需校正。外殼采用904L不銹鋼，可保證在系統(tǒng)生命周期內(nèi)的防腐性能。電纜材質(zhì)采用專業(yè)防彈衣的凱爾拉夫材質(zhì)，具有超高強(qiáng)度，長(zhǎng)期使用也不變形，保證數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。靈活性系統(tǒng)組件體積小，儀器直徑2cm，安裝簡(jiǎn)單方便，安裝成本低。多種通訊方式系統(tǒng)提供SMS短信、GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸、衛(wèi)星通訊等多種數(shù)據(jù)傳輸方式，可適用于各種數(shù)據(jù)傳輸要求。同時(shí)兼有超限群發(fā)短信報(bào)警、遠(yuǎn)程反控等實(shí)用功能。設(shè)備間接口采用紅外連接，避免了在潮濕環(huán)境下接口可能受到腐蝕及生銹的問(wèn)題。多功能數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)采用OTT Hydras3

8、軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)并行管理，地圖顯示，數(shù)據(jù)顯示、分析、處理、統(tǒng)計(jì)等功能，并可輸出各種圖表和數(shù)據(jù)報(bào)告。2.3產(chǎn)品功能特點(diǎn)介紹2.3.1 OTT Ecolog500 溫鹽深監(jiān)測(cè)記錄儀OTT Ecolog500/800型地下水記錄儀采用高度集成化設(shè)計(jì)，集傳感器、數(shù)采儀、無(wú)線通訊模塊于一體，整體由德國(guó)設(shè)計(jì)制造，可獨(dú)立形成小型測(cè)站，用于各種地下水位水溫及鹽度（800型）的測(cè)量。儀器采用干式陶瓷電容傳感器測(cè)量水下的壓力，同時(shí)通過(guò)導(dǎo)氣管連通外界大氣自動(dòng)測(cè)量外界氣壓，傳感器直接測(cè)量水壓與氣壓的差值換算成真實(shí)的水柱高度，再通過(guò)數(shù)采儀計(jì)算為實(shí)際水位高程或埋深。同時(shí)為保證氣管不受外界溫濕度干擾，在氣管末端專門(mén)設(shè)計(jì)

9、裝有特氟龍分子篩，阻隔外界水分子進(jìn)入氣管，保證氣壓補(bǔ)償?shù)男阅?。陶瓷電容傳感器具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，長(zhǎng)期使用無(wú)漂移。同時(shí)經(jīng)過(guò)高密度的壓力校正，即使是微小的水位變化也可以測(cè)量并記錄。OTT Ecolog500/800傳感器外殼采用904L不銹鋼，在防腐性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品，即使高鹽度條件下也可正常使用抗腐蝕能力和鈦合金相當(dāng)。儀器內(nèi)置4M內(nèi)存，可同時(shí)存儲(chǔ)水位、水溫、電池電壓、通訊電壓和通訊信號(hào)質(zhì)量數(shù)據(jù)多達(dá)50萬(wàn)個(gè)，電池可采用鋰電池、堿性電池或外置蓄電池供電，鋰電池使用壽命10年以上。【技術(shù)特點(diǎn)】ü 水溫、水位一體化監(jiān)測(cè)ü 傳感器、數(shù)采儀、控制器及通訊模塊一體化設(shè)計(jì)，無(wú)任何兼

10、容性問(wèn)題ü 陶瓷電容傳感器，堅(jiān)固耐久無(wú)漂移 ü 自動(dòng)溫度、氣壓及海拔補(bǔ)償ü 獨(dú)有特氟龍分子篩，氣壓補(bǔ)償不受濕度影響ü 電池種類靈活選擇，現(xiàn)場(chǎng)更換簡(jiǎn)單方便ü 鋰電池使用壽命大于10年ü 高質(zhì)量904L不銹鋼外殼，超強(qiáng)防護(hù)及防腐能力ü 專業(yè)的凱爾拉夫材質(zhì)電纜，長(zhǎng)期使用不變形 ü 內(nèi)外全部密封，防止泄露。ü 紅外接口，永不腐蝕及生銹ü 內(nèi)置無(wú)線傳輸功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊 ü 支持各種短信及GPRS遠(yuǎn)程傳輸ü 安裝簡(jiǎn)單方便，適合各種井口ü 全中文操作軟件ü 可測(cè)量鹽度（

11、Ecolog800型）ü 自動(dòng)密度補(bǔ)償（Ecolog800型）【儀器結(jié)構(gòu)】OTT Ecolog 500/800結(jié)構(gòu)小巧簡(jiǎn)單，非常容易安裝，主要有傳感器單元（包括數(shù)采儀）、連接電纜和供電及通訊單元組成。如下圖所示：傳感器單元采用904L材質(zhì)高標(biāo)號(hào)不銹鋼外殼，可用于各種惡劣環(huán)境。單元前段采用陶瓷電容傳感器，保證長(zhǎng)期穩(wěn)定性，前方的中空缺口為鹽度傳感器，采用四電極法，性能穩(wěn)定可靠。為保證傳感器單元長(zhǎng)期的水下穩(wěn)定性，單元內(nèi)部為完全密封，以防泄漏。供電及通訊單元?jiǎng)t置于水面以上，采用紅外接口通訊，并采用三節(jié)干電池或鋰電池供電。干電池使用壽命2年以上，鋰電池使用壽命則在10年以上。無(wú)需外接供電。【技

12、術(shù)指標(biāo)】水位測(cè)量：量程：04m; 010m; 020m; 040m; 0100m 分辨率：0.01 %FS 精度：士0.05%FS壓力探頭：陶瓷電容溫度補(bǔ)償 過(guò)載能力：大于4倍量程 溫度補(bǔ)償范圍：-545 溫度測(cè)量：量程：-2570 分辨率：0.01 精度：士0.1 電導(dǎo)測(cè)量： 量程：0.0012.000 mS/cm 0.10100.00 mS/cm 分辨率：0.001 mS/cm 0.01 mS/cm 精度：士0.5%測(cè)量值 士1.5%測(cè)量值總體指標(biāo)：電源： 2節(jié)1.5 V 二號(hào)堿性電池 或1-2節(jié)鋰電池 3.6 V/13 Ah 電池使用壽命： 每小時(shí)測(cè)量一次，每周傳輸一次。 鋰電池（DD）

13、： 約 10 年 堿性電池（CC）：約 2 年調(diào)制解調(diào)器：GSM 標(biāo)準(zhǔn) 850/900 MHz/1800/1900 MHz， GSM ( 四頻 ) ，GPRS天線：內(nèi)置；耐候性，可選外置天線接口：紅外 (IrDA)內(nèi)存：4 MB，約500 000個(gè)測(cè)量值測(cè)量/存儲(chǔ)周期：5 秒24 小時(shí)安裝： 安裝在等于或大于2"的觀測(cè)井中； 工作溫度：-30 °C - + 85 °C儲(chǔ)存溫度：-40 °C - + 85 °C尺寸 L x Ø： 傳感器單元：195 mm x 22 mm 通信單元：516 mm x 50 mm重量： 傳感器：約 0.30

14、0 kg 通信裝置：約 0.720 kg外殼材料： 傳感器單元：904L不銹鋼 通信單元：鋁，PA-GF電纜：凱爾拉夫纖維防護(hù)類型： 傳感器單元：IP 68 通信單元：IP 67 EMV標(biāo)準(zhǔn)符合EG 204/108/EG ETSI EN 301 486-1/-7 EN 61326-1【安裝方式】浸入式安裝,將供電單元卡或吊在井口即可。2.4 供電模式系統(tǒng)采用干電池或鋰電池供電，推薦采用鋰電池。特點(diǎn)是使用時(shí)間長(zhǎng)而使用成本極低。采用1-2節(jié)3.6V 13Ah鋰電池，使用壽命長(zhǎng)達(dá)5-10年。更換電池?zé)o需任何專業(yè)工具，并且無(wú)需破壞系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，也無(wú)需移動(dòng)水下探頭位置，現(xiàn)場(chǎng)即可簡(jiǎn)單更換。2.5 數(shù)據(jù)通訊

15、系統(tǒng)可兼容多種有線/無(wú)線通信模式，方便用戶選擇。GSM SMS通訊系統(tǒng)可通過(guò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的GMS網(wǎng)絡(luò)，使用SMS短信進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。具體通訊方式為：數(shù)采儀將指定傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮，以SMS短信的形式，向指定的接收端發(fā)送。接收端接到短信后，在服務(wù)器上進(jìn)行解碼，并將解碼后的數(shù)據(jù)匯入數(shù)據(jù)庫(kù)。每條短信可以傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)，可視情況每測(cè)量一次就發(fā)送一條短信，也可測(cè)量多次后再統(tǒng)一發(fā)送短信以節(jié)省費(fèi)用。短信采用二進(jìn)制加密方式傳輸，保證數(shù)據(jù)的安全性。GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)可通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò)，利用因特網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。具體傳輸方式為：系統(tǒng)通過(guò)GPRS撥號(hào)上網(wǎng)，將壓縮的數(shù)據(jù)文件發(fā)送至指定的FTP/HTTP/SMTP服務(wù)器。服務(wù)器

16、收到數(shù)據(jù)文件后進(jìn)行解碼并匯入數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)文件可以傳輸單個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)。費(fèi)用低于SMS短信傳輸。文件采用加密方式傳輸，保證數(shù)據(jù)的安全性。短信報(bào)警在設(shè)定液位、鹽度超限或低限報(bào)警的前提下，系統(tǒng)可直接發(fā)送報(bào)警短信到監(jiān)控室或主管人員的手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)緊急報(bào)警功能。CSD反控在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商支持CSD的情況下，可通過(guò)遠(yuǎn)程控制軟件直接撥號(hào)到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程反控。在此模式下，可以對(duì)系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行任何更改及下載數(shù)據(jù)。2.6 系統(tǒng)安裝系統(tǒng)安裝十分簡(jiǎn)單。Ecolog500傳感器單元可直接投放到水下，或者通過(guò)套管固定位置。供電部分簡(jiǎn)單吊裝或卡在管口即可。2.7 監(jiān)控中心軟件采用OTT配套軟件Hydras 3系列軟件，也可根據(jù)現(xiàn)

17、場(chǎng)情況由系統(tǒng)商提供相應(yīng)軟件。OTT Hydras 3是專門(mén)為水文遙測(cè)定制；可輕松讀取來(lái)自任何傳感器或監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)。最多可完成99個(gè)工作站的數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取，每個(gè)工作站的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，互不干擾。使用OTT Hydras3 同時(shí)可迅速建立所須站點(diǎn)或所在區(qū)域的數(shù)據(jù)分析，并繪制成直觀的流域分析圖。支持地圖功能，每個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)通常用“小旗”顯示在地圖上，“小旗”邊將顯示該站點(diǎn)的所指定顯示的數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)安全、危險(xiǎn)及超標(biāo)的數(shù)據(jù)，“小旗”會(huì)以不同的顏色顯示在地圖上，使用者可以對(duì)各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)情況一目了然Hydras3系列軟件提供可接收來(lái)自各通訊方式的原始數(shù)據(jù)，包括SMS短信、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈募?、郵件以及衛(wèi)星傳輸?shù)奈?/p>

18、件等，可以很方便的下載采集的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種后處理如數(shù)據(jù)平均、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)計(jì)算等功能。軟件還可以對(duì)指定的數(shù)據(jù)生成圖形報(bào)表，并可將多個(gè)站點(diǎn)、傳感器的數(shù)據(jù)繪制在一張圖表上進(jìn)行比較分析和相關(guān)分析。數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能可以以任意指定的方式導(dǎo)出數(shù)據(jù)，如單獨(dú)傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)出、單獨(dú)站點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出以及多站點(diǎn)多傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)出等，導(dǎo)出格式為常見(jiàn)的Excel、Txt或Xml等格式。Hydras 3軟件還可以以指定的方式生成數(shù)據(jù)報(bào)告。Hydras3 軟件界面【軟件平臺(tái)特點(diǎn)】界面十分輕松、友好；建站只需要“即拉即用”；數(shù)據(jù)自動(dòng)連續(xù)讀取；實(shí)時(shí)進(jìn)行通訊；數(shù)據(jù)分析圖形隨要隨顯；可隨時(shí)下載數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)后處理功能；數(shù)據(jù)表格導(dǎo)出，支持跨站點(diǎn)數(shù)據(jù)比對(duì)等復(fù)雜功能【軟件功能】具有數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)和處理功能，具有反控功能，用以設(shè)定監(jiān)測(cè)參數(shù)和監(jiān)測(cè)頻率。數(shù)據(jù)可通過(guò)短信、GPRS及衛(wèi)星通訊等方式接入。能夠開(kāi)展數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)有效性分析、監(jiān)測(cè)控制、有效數(shù)據(jù)入庫(kù)、日常維護(hù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)報(bào)表、信息發(fā)布、數(shù)據(jù)上報(bào)、統(tǒng)計(jì)分析、短信報(bào)警等功能有機(jī)的融合到一個(gè)軟件中，界