地表水水质自动监测系统建设与运行技术要求.docx
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地表水水质自动监测系统建设与运行技术要求
小型式站房及采排水技术要求
1、小型式站房基本要求:
小型式站房属于一体化站房,具有用地面积更小,安装方便等特点。
在用地面积不具备固定式站房同时也无法建立40㎡的简易站房时可考虑小型式站房。
小型式站房需满足水质自动监测系统所需主体建筑物和外部配套设施要求,外部配套设施是指引入清洁水、通电、通讯和通路,以及周边土地的平整、绿化等。
1.1、站房结构技术要求
(1)小型式站房由外箱体、内部金工件及附件装配组成。
(2)具有密闭性能、防水防冲击性能,整体防护等级达到IP54以上。
(3)具有耐腐蚀性能:
外表面喷塑或喷涂专用防锈漆。
(4)内部进行隔热保温处理。
夹层采用防火隔热的岩棉。
(5)预留给、排水口,方便监测水样和自来水供给及站房废水排放。
(6)外壳材料采用2mm热浸锌板或者不锈钢板。
(7)表面处理:
热浸锌板需要脱脂、除锈、防锈磷化(或镀锌)、喷塑。
(8)机柜承重不低于600Kg。
(9)阻燃:
符合现行国家标准《电工电子产品着火危险试验试验方法扩散型和
预混合型火焰试验方法》(GB/T5169.7)实验A要求。
(10)绝缘电阻:
接地装置与箱体金工件之间的绝缘电阻不小于2×104M/500V(直
流电)。
(11)耐电压:
接地装置与箱体金工件之间的耐电压小于3000V(直流电)/min。
(12)机械强度:
各表面承受垂直压力大于980N,门打开后最外端承受垂直压力
大于200N。
(13)具有前门及后门,前后均可维护,具备防盗功能。
(14)配置集成空调,自动调节内部温度,满足系统及仪表对温度的要求。
(15)站房的供电具有太阳能供电功能。
2、采水单元建设要求
2.1、采水通用要求
2.1.1、采水点位要求根据断面的功能确定其水质代表性,监测的结果能代表监测水体的水质状况和变化趋势。
监测断面一般选择在水质分布均匀,流速稳定的平直河段,距上游入河口或排污口的距离不少于1Km,选择在原有的常规监测断面上,以保证监测数据的连续性。
为了减少采水点位局限性对水质自动监测结果的影响,保证采水设施的安全和维护的方便,采水口位置应满足以下条件:
1)采水点水质与该断面平均水质的误差不得大于10%,在不影响航道运行的前提下采水点尽量靠近主航道。
2)取水口位置一般应设在河流凸岸(冲刷岸),不能设在河流(湖库)的漫滩处,避开湍流和容易造成淤积的部位,丰、枯水期离河岸的距离不得小于10m。
3)为了保证水力交换良好,河流取水口不能设在死水区、缓流区、回流区。
4)取水点与站房的距离一般不应超出100m。
5)枯水季节采水点水深不小于0.5m,采水点大流速应低于3m/s,有利于采水设施的建设和运行。
2.1.2、采水技术要求采水单元的功能是在任何情况下确保将采样点的水样引至至站房仪器间内,并满足配水单元和分析仪器的需要。
采水单元一般包括采水构筑物、采水泵、采水管道、清洗配套装置和保温配套装置。
采水单元应结合现场水文、地质条件确定合适的采水方式,符合《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91),保证运行的稳定性、水样的代表性、维护的方便性。
1)采水单元一般包括采水构筑物、采水泵、采水管道,清洗配套装置、防堵塞装置和保温配套装置。
2)采样装置的吸水口应设在水下0.5~1m范围内,并能够随水位变化适时调整位置,同时与水体底部保持足够的距离,防止底质淤泥对采样水质的影响。
做到既能保证采集到具有代表性的水样,又能保证采样单元能连续正常运行。
3)采水系统应具备双泵/双管路轮换功能,配置双泵/双管路采水,一备一用;可进行自动或手动切换,满足实时不间断监测的要求。
4)采水管道应具备防冻与保温功能,采水管道配置防冻保温装置,以减少坏境温度等因素对水样造成的影响。
5)采水管道材质应有足够的强度,可以承受内压,且使用年限长、性能可靠、具有极好的化学稳定性,不与水样中被测物产生物理和化学反应,避免污染水样。
6)采水管道应具有防意外堵塞和方便泥沙沉积后的清洗功能,其管路采用可拆卸式,并装有活接头,易于拆卸和清洗。
7)采水管道应有除藻和反清洗设备,可以通入清洗水进行自动反冲洗。
通过自动阀门切换可以将清洗水和高压振荡空气送至采样头,以消除采样头单向输水运行形成的淤积,以防藻类生长、聚集和泥沙沉积。
8)采水单元不能明显影响样品监测项目的测试结果。
排水点须设在样品水的采水点下游20m以上的位置。
2.1.3、采水设备要求
采水泵
1)水泵选择的基本原则一般选用清水潜水泵;当检测水体浊度过大时,应选择污水潜水泵。
当取水头位置与站房的高差小于8m或平面距离小于80m一般选用离心泵或自吸泵,否者选用潜水泵。
应综合考虑采水单元采水泵的选择,需满足水质监测系统运行所需水量、水压,根据现场采水距离、水位落差配置相应功率的采水泵。
2)采水泵功能要求输水压力要求:
压力设计要充分考虑现场的采水距离和扬程落差,应保障水样顺利输送到站房内,还要留有一定的余量,同时采样管的水压不低于0.5Mpa
输水量要求:
根据系统正常上水的要求,泵的供水量宜为1~4t/h。
性能特点:
选用的材质应适应使用环境需要,应具备防腐、防漏等性能。
采水管道
采水管道材质应有足够的强度,可以承受内压和外载荷,具有极好的化学稳定性、重量轻、耐磨耗和耐油性强。
1)采水管路设计采水单元采用双泵双管路配置设计(潜水泵或离心泵),一用一备,满足实时不间断监测要求,并在控制单元中设置自动诊断泵故障及自动切换泵工作功能。
采水管路配有管道清洗、防堵塞、反冲洗等设施,并在取水管道设有压力监控装置,控制单元通过该装置实时监控采水单元的运行状态。
2)采水管路清洗设计采水管路清洗设计应具有管道反冲洗和自动排空管道功能,采水完成后系统自动排空管道并清洗,清洗过程不对环境造成污染。
除藻装置可以定期,自动或手动操作,配合清洗水和压缩空气,通过控制总管路及配水管路的电动阀门,可分别对外部采水管路和内部配水进行反冲洗,以防止管路堵塞,并达到对管路的除藻作用。
3))管路铺设为保证水管、线管等管路施工操作方便,开挖宽度不小于0.5m,深度一般不小于0.5m,冰冻地区开挖深度应满足当地防冻深度需求,管路预埋在开挖渠内靠站房并高于河涌一侧,且中间渠内无U字形地平。
采水管、线预埋件从站房布设至采水点岸边,采用两组镀锌钢管(管径DN100,厚度3.5mm及以上)作为保护套管,对部分深度不满足要求的,管路两头终端进出接头处采用防冻材料保护,同时管道上层做好防误挖保护(如砖块、预制块)。
管路铺设后应保证水路通畅无泄漏,电路接头安全可靠并做防水处理,采用细土缓慢回填至管路上方并轻度夯实;回填后对管路工辅设处做好工警示,防止其他工误挖,保证管路使用安全。
4)管路材质要求根据现场具体情况建设适应当地条件的采水管路使用三型聚丙烯或硬聚氯乙烯材质,耐用、耐热、耐压、环保。
保温、防冻、防压、防淤、防藻要求
1)保温要求可根据保温层材料、保护层材料及不同条件和要求,选择不同的隔热结构。
保温结构具有足够的机械强度以防止压力损坏,结构简单、施工方便、易于维修、拥有良好的防水性能等特点。
2)防冻要求采水管路布设分为地面段和埋地段。
地面段管路通过外层敷设伴热带和保温棉实现保温和防冻功能;埋地段管路通过将管路敷设于当地冻土层以下,对管路起到防冻作用;也可采用深埋和排空方式。
在采水管道经过水面冰冻层的一段,应安装电加热保温层,并有良好的防水性能。
3)防压要求过路段管路应将管路敷设于预留的管线地沟内,上部设置水泥
盖板防止人为踩踏;埋地管路置于镀锌钢管内。
4)防淤、防藻要求确保采水管道铺设平滑并具有一定坡度,尽可能减少弯
头数量,避免管道内部存水。
在系统设计时,设置反冲洗装置,以防止淤泥沉积和藻类聚集。
2.1.4、安全措施
在航道上建设采水构建筑物应能长期稳定安全运行,可通过在采水构筑物周围设置红色浮球防护圈。
并设置航标灯以实现安全保护功能。
浮球及取水部件既要减少影响航运。
又能保护自身安全,特别是采水单元,应设置防撞和防盗措施,具体可在浮球顶端设置标准航标灯,并安装视频监控装置,实时监视取水口状态。
2.2、采水单元设施的基本类型和特点
在采水单元设施建设中,应因地制宜采取不同的采水方式。
根据不同采水方式的结构特点可分为栈桥式采水、浮筒/船/浮标式采水、悬臂式采水、浮桥式采水、拉索式采水等。
2.2.1、栈桥式采水
栈桥式采水装置尽可能设置在与河堤平齐位置,由采水导杆、采水浮筒、采水管线、升降电机、钢索和水泵组合成采水装置,采水装置铺设河道位置既不能影响航道又能保障采水正常,示意图如下所示:
图2.2.1栈桥式采水参考示意图
1)栈桥为钢结构或混泥土结构,栈桥建设尤其是基础建设需要牢固可靠,支撑立柱间距不超过5m,保证能防止50年一遇的洪水;
2)护栏高度不低于1.2m,护栏为DN50钢管;
3)栈桥宽度1m以上,桥面采用防滑钢板或做防滑处理;
4)栈桥在堤岸的一端若距地面较高,应设计为台阶并加装扶手与护栏连接,方便工作人员上下;
5)护栏临堤岸一端设计安装向护栏内方向开启的活动门,并加锁防止外人擅自进入;
6)栈桥前端加装警示灯,在栈桥醒目位置设有“注意安全”和“非工作人员不得入内”等警示标志。
2.2.2
、浮筒式采水浮筒式采水装置尽可能设置在与站房平齐位置,由采水浮筒、采水管线、船锚、钢索和水泵组合成采水装置。
浮筒上方安装有警示标志,采水装置铺设河道位置既不能影响航道又能保障采水正常,示意图如下所示:
图2.2.2浮筒式采水参考示意图
浮筒采用不锈钢骨架,玻璃钢表面材质制造,浮筒上有2个根据潜水泵直径和深度设计的圆柱空间,水泵维护时可以打开防盗锁轻易地将水泵取出,而不必移动浮筒,采水安装平台两边各设圆柱导轨,插入水中,采水浮筒可沿导轨上下浮动,无论水位如何变化,采水浮筒均保证采水深度始终保持在水面以下0.5~1.0m,保
证在汛期和枯水期能正常工作而不会损坏,设有必要的保温防冻防腐防淤,防撞及防盗措施。
并对采水设备及设施进行必要的固定。
2.2.3、悬臂式采水悬臂式采水装置由采水浮标、采水导杆、采水管线水泥墩子、钢索和水泵组合而成,采水浮筒和采水导杆通过钢索连接保证采水装置不会因水流速而被冲走,示意图如下所示:
采水导杆采用镀锌钢管,一端连接河岸浇筑混凝土墩子,连接方式采用万向连接器连接,保证悬臂能随水位变化而转动,左右采用钢索牵引,另一端连接采水浮标,潜水泵在浮标下随水位上下浮动,保持取水在水下0.5~1m的位置。
浮标上方安装有警示标志,采水装置铺设河道位置既不能影响航道又能保障采水正常。
2.2.4、浮桥式采水
浮桥式采水装置由基础柱、钢索、浮桥、采水浮筒采水管线和采水泵进行组合而成。
采水浮桥采用高分子量高密度聚乙烯材料制作的六边水上浮筒拼接而成,每平方米的100%负载浮力可达350kg以上,示意图如下所示:
图2.2.4浮桥式采水参考示意图
浮桥随水位变化上下自由浮动。
采水浮桥上安装警示标志,浮桥采水装置建设河道位置既不能影响航道又能保降采水正常。
2.2.5、拉索式采水此取水方式可用于取水点所在地河岸陡峭、水流较急的无通航断面,示意图如下所示:
图2.2.5拉索式采水参考示意图综合考虑了现场常规取水困难,水流湍急,水位常年变化较大、取水设施不易安装等特点,通过在河岸两岸浇筑基础立柱,两个立柱之间架设钢索,安装滑轮导索,滑轮导索一端连接牵引电机,另一端连接采水浮筒,潜水泵在浮筒内随水位上下浮动,保持取水在水下0.5~1m的位置,采水浮筒通过牵引电机,沿着钢索在采水断面的移动,能实现对整个断面任何采水点进行采样,保证了取水点的取水可能性。
这样的采水方式,有效隔离了杂草等干扰因素。
潜水泵配备过滤罩,避免了
被颗粒物和水中生物进入阻碍泵体叶片运转等问题;潜水泵同时中间进水的设计,也避免了於塞。
2.3、采水方式选择
多种类型采水方式的选择
类型
采水方式
适用场合
优缺点
1
栈桥式
适用场合技术指标:
水位变化小:
小于20m,
水深:
1~8m,水流速:
小于2.0m/s,河床宽度小于5m的监测断面
优点:
结构稳定可靠,方便维护缺点:
成本高,适用较窄的河床监测断面
2
浮筒/船/浮标式
适用环境:
可适用于水流急、浅滩长、水位有一定变化的湖库、河道支流等监测断面
优点:
成本低,灵活性强,能适用于水位急促变化的监测断面缺点:
维护不方便
3
悬臂式
地形比较复杂不便于使用固定式桥或者避免河道整治的而临时的取水方案,一般适用于河岸陡峭、水流较急、漂浮物多、水位有一定变化的河道监测断面
优点:
适用于河道岸边地形复杂、陡峭的场合缺点:
结构比较复杂,维护不方便且取水不稳定
4
浮桥式
湖库等水流缓慢的监测断面
优点:
成本低、易拆卸、维护方便缺点:
易受天气影响,不稳定
5
拉索式
需要对河道监测断面的多点位监测,且河道不
可太宽,航行船只要少
优点:
灵活性强,可实现监测断面上的多个采水点取水缺点:
不稳定,维护工作量大且复杂
3、排水技术要求
站房的总排水必须排入水站采水点的下游,排水点与采水点间的距离应大于20m。
各类试剂废水按照危险废物管理要求,单独收集、存放和储运,并统一处置。
站房内的采样回水汇入排水总管道,并经外排水管道排入相应排水点,排水总管径不小于DN150,以保证排水畅通,并注意配备防冻措施。
排水管出水口高于河水最高洪水水位的,设在采水点下游。
站房生活污水纳入城市污水管网送污水处理厂处理,或经污水处理设施处理达标后排放,排放点应设在采水点下游。
特殊区域因地理环境等因素不能直排的可建设防渗漏渗井。
地表水水质自动监测站站房采排水单元运行维护
1、站房运行维护
1.1、总体要求
地表水自动监测站站房运行维护包括例行维护、保养检修与维护记录等。
1.2、维护要求
1.2.1、例行维护
例行维护包括站房基础设施检查、配套设施检查。
运维维护主要是定期对水站站房及配套设施进行巡检检查,巡检检查频次不得低于每周一次,并记录巡检检查情况。
每次对水站巡检检查时进行以下工作:
检查站房基础设施,检查站房设施完整性及状况(周边环境、站房主体、门窗密闭、站房外观、供电线路、光纤线路、供水设施情况等)。
检查站房配套设施情况,主要包括:
安防设备、照明设施、消防系统、室内设备供电单元,室内温控单元、室内外监控单元、化验设施、生活设施等。
1.2.2、保养检修
根据地表水水质自动站站房外部环境状况,在规定的时间对站房基础设施进行预防性的检查、维修。
站房保养检修工作不能够影响到水质自动站正常运行。
水质
自动站站房保养检修根据情况每年不低于一次进行检修。
主要工作如下:
1)检查站房避雷设施情况,避雷设施根据情况进行防锈处理。
每年进行一次防雷检测。
2)检查站房屋顶防水情况,根据实际情况进行防水修缮。
3)检查站房主体结构情况。
4)检查站房仪器间排水槽情况。
5)检查水塔工作运行情况,并对水泵进行养护或者更换。
6)做好保养检修工作记录,重要的工作内容拍照留档。
1.3、记录
在自动站监测系统运行中,例行维护、保养检修等进行记录,保证涉及更新工作内容的记录完整、全面、准确。
对出现的问题和处理描述需翔实、连续、有结论或有处理的结果。
2、采排水单元运行维护
2.1、总体要求
地表水水质自动监测系站采排水单元运行维护包括例行维护、保养检修、故障检修、
停机维护与维护记录等。
2.2、维护要求
2.2.1、例行维护例行维护包括采样环境检查、采样设备检查、采样设施检查、管路线路检查、排水系统检查、供电检查等工作。
定期对水站采排水单元进行例行巡检检查,其中例行巡检检查分为周、月、季进行,并填写相应维护记录。
周巡检每次对水站巡检检查时进行以下工作:
维护对象
检查维护内容
采样点
①检查周边环境,清除周边杂物
②检查采样点断面情况
③检查采样深度是否具有代表性
采样设备
①检查水泵工作状态
②检查泵体清洁、内部风叶运转情况
采样设置
①检查采样设施是否正常,主要检查采样浮船、采样浮筒、采样浮标、采样栈桥、采样装置(悬臂式、浮桥式、拉索式)工作情况
②检查采样设施铭牌、警示装置等设施的固定情况和完整情况
系统供电
检查系统控制柜水泵供电线路是否正常、接地线是否可靠
排水设施
①检查站房仪器间地槽排水情况
②检查站房外排水管路出水情况
月巡检每次对水站巡检检查时进行以下工作:
维护对象
检查维护内容
采样设备
①检查水泵电线路连接情况,检查水泵连接情况
②如水站采用单泵运行,则每月通过系统操作更换使用水泵
采样管线
①检查采样点水泵与管线连接处是否异常(管路打折、裸露、路裸露、破损等情况)
②检查采样点到站房之间采样管路与供电线路周边情况
水样误差
①根据断面水质情况,每月对采样点水质与预处理沉砂池水质进行误差值测试。
据记录在附件1表5《地表水水质自动站采样系统误差比对记录表》
②超出断面所要求的水质误差范围需对采样管路及采样设备进行维护。
误差值满足要求后,此次采水部分维护合格
关键参数检查
①根据采水技术要求,每月对采水单元的关键参数水压、水量进行测试,测试记录在附件1表5.2.1b《地表水水质自动
站采水单元关键参数测试记录表》
季巡检每次对水站巡检检查时进行以下工作:
维护对象
检查维护内容
采样装置
清洗采样浮船、采样浮桶、采样浮标、栈桥采样吊桶
采样管线
检查采样管路及备用管路情况,并对管路进行反冲洗
排水管路
检查站房到排水点之间管路情况
2.2.2、保养检修根据地表水水质自动站采排水设施及管线的环境状况,在规定的时间对采排水设施、管线、设备进行预防发生的检修。
站房应配备足够的备品备件,在保养检修期间不能影响地表水水质自动站监测设备的运行,水质自动站采排水单元设施每年至少进行4次保养检修。
1)维护采水设施外观,栈桥设施的加固;悬臂式、浮桥式、拉索式日常保养。
2)检修采样水泵工作状态,保养检修连接线路接口的防水工作、水泵与管路接口固定。
3)保养维护地埋采样管路、采样线路维修井。
保养维护架空采样实施固定部件。
4)做好保养检修工作记录,重要的工作内容拍照留档。
2.2.3、故障检修故障检修是指对出现故障的采排水单元进行针对性检查和维修。
1)根据采排水单元实际情况,制定常见故障的判断和检修的作业指导书。
2)对于能够诊断明确,且可通过更换备件解决的问题(如水泵损坏、泵管破裂、管路堵塞、供电线路破损等问题),应及时更换及维修。
3)水质自动站应备有日常维修所使用的耗材和备件。
4)对要影响到水站监测数据的故障检修,应做好故障检修工作的汇报及维修计划。
5)做好故障检修的工作记录,重要的工作内容拍照留档。
2.2.4、停机维护短时间停机(停机时间小于24h),对采样水泵断电处理即可,再次运行时应
检查采样单元运行情况。
长时间停机(连续停机时间超过24h):
对系统控制柜内部采样水泵供电线路
进行断电拆除,并排空配水单元水样。
再次运行时应重新连接水泵供电线路,检查采样管路工作情况。
2.3、记录在自动站监测系统运行中,对采排水单元例行巡检、检修维护、故障维护、停机维护等进行记录,保证涉及更新工作内容的记录完整、全面、准确。
对出现的问题和处理描述需翔实、连续、有结论或有处理的结果。
附录一
表1水质自动站站房运营维护日常巡检记录
站点名称:
站点编号:
站房巡检内容、情况及处理情况说明
日常维护工作记录
(一)基础设施
站房外观
正常?
异常?
门窗密闭
正常?
异常?
周边环境
正常?
异常?
供电线路
正常?
异常?
光纤线路
正常?
异常?
站房主体
正常?
异常?
供水设施
正常?
异常?
(二)配套设施
照明设施
正常?
异常?
室内供电设施
正常?
异常?
办公家具
正常?
异常?
室内自来水
正常?
异常?
安防设备
正常?
异常?
消防设备
正常?
异常?
温控设备
正常?
异常?
化验设施
正常?
异常?
生活设施
正常?
异常?
卫生打扫
正常?
异常?
站房记录
正常?
异常?
(三)其他情况
异常情况处理记录
运维工
程师
日期
表2水质自动站站房运营检修维护记录
站点名称:
站点编号:
站房检修维护内容、情况及处理情况说明
日常维护工作记录
(一)避雷检查
屋顶避雷带
正常?
异常?
避雷连接
正常?
异常?
避雷周边环境
正常?
异常?
(二)配套设施
供电设施
正常?
异常?
站房屋顶防水
正常?
异常?
水塔检修
正常?
异常?
排水槽检修
正常?
异常?
(三)其他情况
异常情况处理记录
运维工
程师
日期
附录一
表3水质自动站采排水设施日常巡检记录
站点名称:
站点编号:
水质自动站采排水单元日常巡检记录
日常维护工作记录
巡检项
巡检内容
巡检情况
维护周期
(一)例行维护
采样环境检查
正常?
异常?
每周
采样设备检查
正常?
异常?
每周
采样设施检查
正常?
异常?
每周
供电检查
正常?
异常?
每周
带管线路检查
正常?
异常?
每月
排水系统检查
正常?
异常?
每月
水样对比
正常?
异常?
每月
关键参数设置
正常?
异常?
每月
(二)保养维护
采样装置保养
正常?
异常?
每季度
采样水泵保养
正常?
异常?
每季度
(三)故障检修
采样设施
正常?
异常?
采样管线
正常?
异常?
水泵更换
正常?
异常?
排水管路
正常?
异常?
(四)停机维护
异常情况处理记录
运维工程师
日期
表4水质自动站采样设施故障维修记录表站点名称:
站点编号:
故障设备名称
设备规格型号
故障发现时间
恢复正常时间
故障情况及处理方法
修复后相关
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- 关 键 词:
- 地表水 水质 自动 监测 系统 建设 运行 技术 要求