當前,我國主要江河、湖泊水體的水質總體上呈惡化趨勢,水質監測任務十分繁重。隨著我國對水資源管理的現代化和信息化的重視,在全國水文站網的基礎上,正逐步形成了比較完善的水質監測網絡體系。但面對新時期水利發展的形勢與要求,還存在著一些急待解決的問題。目前,我國水質監測主要依附于各級水環境檢測實驗室,水環境監督和管理部門的水質信息傳遞、處理過程比較慢,管理水平和工作效率較低,無法及時掌握突發性水污染事故以及洪水淹沒、河流斷流后的復流、污水閘壩調度與水庫調度等重要水利過程的水質突變情況。傳統的監測方法靠定時、定點的人工現場監測記錄水文數據,以人工現場采樣、實驗室儀器分析為主要手段進行環境水質監測。傳統方法存在監測頻次低、采樣誤差大、監測數據分散、不能及時反映水文、水質變化狀況等缺陷,難以滿足政府和企業進行有效水環境管理的需求。此外,人為因素常常造成對水情的延誤和錯誤的判斷,給測量和控制帶來了一定的麻煩和不便,無論從時間和資金上都將造成很大的浪費。
隨著電子信息技術的發展,環境參數傳感器(水溫傳感器、水位傳感器、氣溫傳感器等)和水質參數傳感器(如溶解氧傳感器、PH傳感器、鹽度傳感器等)在水環境監測中日益得到廣泛應用。使得監測數據更加快速、準確、可靠。對于常規的水環境要素監測,一般的自動監測儀多為手持式和固定式,長期在線監測方式多用于大型浮標和監測平臺。對于偏遠地區和小型湖泊、河流和水庫仍然需要人工到達現場進行監測,存在很多不便之處。
水文水質遠程監測系統,包括:水文傳感器;水質傳感器;數據采集器,與水文傳感器和水質傳感器連接,接收各傳感器的測量數據;太陽能供電系統,與數據采集器和水文傳感器、水質傳感器連接;天線,與數據采集器連接;第一無線通訊網絡,與天線連接;服務器,與第一無線通訊網絡連接,收到數據采集器采集的測量數據后,以郵件或短信的方式發送出去;第二無線通訊網絡,與服務器連接;終端設備,與第二無線通訊網絡連接,接收包含測量數據的郵件或短信,獲取水體當前的水文水質信息。本實用新型能用于水體環境要素的長期監測和測定參數的即時獲取,實現水文監測過程中對水質污染的重要參數進行現場綜合的自動、長期、連續的監測。
水文、水質監測是保證江河、湖泊及水庫環境安全的重要手段。水文監測的主要任務是測定江河湖庫降雨量、水位、流量等水文要素自然變化的情況,它是一項基礎和前期工作,是防汛抗旱的耳目和參謀,其質量和精度將直接影響水情信息的實時性和準確性,影響防汛抗旱決策的科學性。水質監測的常規參數為電導率、溫度、pH、溶解氧及營養鹽濃度等。水文、水質監測的重點在于對各參數的發生、發展及變化進行實時監測和分析,為開展防洪防旱防污工作提供信息依據。隨著社會經濟的快速發展,對水文、水質信息不斷提出新的要求,觀測項目和內容不斷增加,進而對觀測手段、方法及監測技術研發和應用提出越來越高的要求。現有的遠程自動監測系統,測量參數比較單一,水文參數與水質參數往往能兼具,參數間直接的相互關系難以綜合分析。數據采集多為單項控制,能隨時實現遠程控制采樣頻次和預報頻率。水文水質遠程監測系統,能夠用于湖泊、河流及水庫的環境要素的長期監測和測定參數的即時獲取,以實現水文監測過程中對水質污染的重要參數如溫度、pH值、溶解氧、鹽度、濁度、葉綠素及營養鹽濃度等進行現場綜合的自動、長期、連續的監測。水文水質遠程監測系統,能夠基于無線通訊技術通過數據采集器、無線通信網絡、終端設備及各種傳感器等可實時監測、查詢和設置。即使在遠離觀測現場的異地,也能方便地對水情要素如水位、水溫、流量等環境數據的采集讀取,實現遠程監測和數據共享。水文水質監測通過綜合測量江河、湖泊及水庫的水位、流速、降雨量等水文要素及水體溫度、pH值、溶氧、鹽度、濁度、葉綠素、營養鹽濃度等水質要素,以實現水文監測過程中對水質污染的重要參數進行現場綜合的自動、長期、連續的監測。
流量流速檢測模塊、水溫檢測模塊和水位檢測模塊中的一種或者多種,分別用于根據客戶的需要可選擇性的檢測監測站點的流量流速、水溫和水位等一種或幾種水文指標參數。而水質傳感器6可以包括pH值檢測模塊、溶氧檢測模塊、電導率檢測模塊、葉綠素檢測模塊和營養鹽檢測模塊中的一種或者多種,分別用于根據客戶的需要可選擇性的檢測監測站點的PH值、溶氧、電導率、葉綠素和營養鹽等一種或幾種水質指標參數。另外,氣象傳感器4也可以包括風向檢測模塊、風速檢測模塊、溫濕度檢測模塊和氣壓檢測模塊中的一種或者多種,同樣地,分別用于根據客戶的需要可選擇性的檢測監測站點的風向、風速、溫濕度和氣壓等一種或幾種氣象指標參數。數據采集器可以包括預警模塊,通過設定水情報警閾值,當水文、水質參數達到或超過一預設水情報警閾值時,監測系統就以郵件或者短信的方式向終端設備發送報警信息。通過綜合測量江河、湖泊及水庫的水位、流速、降雨量等水文要素及水體溫度、pH值、溶氧、鹽度、濁度、葉綠素、營養鹽濃度等水質要素,以實現水文監測過程中對水質污染的重要參數進行現場綜合的自動、長期、連續的監測。采用無線通訊和太陽能供電的工作方式,可以在野外無人值守的情況下長期、連續、在線監測水環境變化,不需要監測人員到現場去采樣分析,可以每天多次進行監測,避免了由于人力監測頻次不夠而導致的漏報現象發生,并且整個監測過程不受人工干擾,避免了由監測人員手工測量引起的誤差。可用于離岸較遠的水文水質監測站點,故其電源供應可采用多種供電形式,其中太陽能電池板和蓄電池組合,既節省能源又可保證全天候正常運行。