地下水监测技术方案.docx
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地下水监测技术方案.docx
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地下水监测技术方案
咸潮监测预警技术方案
2013年7月
1.概述0
2.技术方案1
2.1系统组成1
2.2方案特点2
2.3产品功能特点介绍3
2.3.1OTTEcolog500温盐深监测记录仪3
2.4供电模式7
2.5数据通讯7
2.6系统安装8
2.7监控中心软件8
3.产品主要应用情况10
1.概述
地下水作为人类生存空间的重要组成部分,为人类提供了优质的淡水资源。
但是,随着我国环境污染的日趋严重,人类活动导致地下水污染已从点状扩展到面状污染。
除地下水自身受污染外,又成为土地污染的重要媒介。
含水层对污染源的敏感性、纳污的脆弱性及其与土地污染的相关性已引起行业专家的普遍关注。
而且,土壤和含水层一旦受到污染,清除、治理、修复十分困难,不仅经济投入很大,技术上也有难度,时间周期也很长。
我国的淡水资源严重不足,人均占有量只及世界人均量的四分之一,目前,国内七大地表水系均遭到不同程度的污染,地下水污染也面临十分严峻的局面,这对我国本不充裕的水资源来说无疑更让人忧虑。
随着人口密度加大和工农业生产的发展,水资源供需矛盾日益突出,地下水降落漏斗逐步扩大,地表水体的严重污染也使地下水逐步遭到污染,而浅层地下水的无法使用迫使许多地区大量开发深层地下水,又带来了地面沉降,海水入侵等缓变地质灾害。
据环保部门统计,1996年全国废水排放总量约1356亿吨,江、河、湖污染严重,并呈加重趋势,50%的浅层地下水遭到不同程度的污染,其中40%已不适宜饮用。
国家发展改革委、水利部、建设部、卫生部、国家环保总局编制的《全国城市饮用水安全保障规划(2006—2020)》日前印发。
按照《规划》目标,到2020年,将建立起比较完善的饮用水安全保障体系,满足2020年全面实现小康社会目标对饮用水安全的要求。
“十一五”期间,重点解决205个设市城市及350个问题突出的县级城镇饮用水安全问题。
目前来看,全国各地,尤其是北方地区广泛采用地下水作为饮用水源。
为保障供水安全,有必要对地下水的水文和水质参数进行监测,以便实时掌握地下水的储量变化,水质指标等情况,选择合适优质的地下水源,保障饮用水源的安全,合理有效的利用地下水,在近海地区,更可以根据实时监测指标对可能出现的海水倒灌实现预警等目的。
本方案由美国哈希公司编制。
哈希公司总部位于美国科罗拉多州拉夫兰市,隶属于全球500强的丹纳赫集团,是全球最大的水文水质仪器供应商,旗下拥有20几个水文水质的仪器品牌,为水文水质监测领域提供多种多样的分析设备,并与各国政府、环境监测部门以及高校研究领域都有十分密切的合作。
哈希公司目前在中国有超过20个办事处和联络处,在北京、上海、广州、重庆和系西安设有维修服务中心,在全国各地有超过100名本地服务工程师为客户提供优质的服务。
本方案主体采用哈希旗下品牌OTT公司产品,为咸潮监测和预警提供最专业的解决方案。
2.技术方案
2.1系统组成
方案主体采用OTTEcolog500地下水监测记录仪,它可以同时监测水位、水温数据,并内置数采仪实现内部模数转换,数据不受外界干扰。
传输方面采用该仪器一体化实现无线数据传输,并结合OTTHydras3数据平台实现数据的接收和显示、生成报表、数据报警及远程管理等功能。
全套设备整体由德国原装进口,生产工艺和组装工艺均为世界领先水平,系统功能完善,整体性好,单一品牌无兼容性问题,安装简单方便,性能长期稳定可靠。
2.2方案特点
OTT地下水监测技术方案具有以下特点:
整体性
方案中所有软、硬件均由OTT公司研发、生产并集成,仪器的硬件接口、通讯协议及数据平台均经统一规划设计,不存在任何兼容性问题,产品性能稳定,质量可靠。
其中Ecolog500监测记录仪本身集监测和数采于一体,既节省了设备费用,同时也保证数据监测后即时转换为数字式存储,减少模拟量的中间传输过程,以防止由于模拟信号的远距离传输导致数据出现问题。
同时,一体化的设计保证在数据传输过程中不存在任何匹配、兼容和外界干扰。
集成化
整个系统硬件只需OTTEcolog500监测记录仪作为主要硬件组成部分,硬件结构少,系统功耗极低,安装调试简单方便。
超低功耗
在每小时监测及传输一次的前提下,系统只需采用1-2节标准碱性电池供电即可使用超过一年半,如果使用高性能锂电池,供电时间可长达5-10年。
无需外接供电,无需太阳能供电,节约成本并容易安装。
高性能
OTTEcolog500温盐深监测记录仪内置导气管,具有自适应气压变化和自动温度补偿的功能,长期使用无需校正。
外壳采用904L不锈钢,可保证在系统生命周期内的防腐性能。
电缆材质采用专业防弹衣的凯尔拉夫材质,具有超高强度,长期使用也不变形,保证数据测量的准确性。
灵活性
系统组件体积小,仪器直径2cm,安装简单方便,安装成本低。
多种通讯方式
系统提供SMS短信、GPRS网络传输、卫星通讯等多种数据传输方式,可适用于各种数据传输要求。
同时兼有超限群发短信报警、远程反控等实用功能。
设备间接口采用红外连接,避免了在潮湿环境下接口可能受到腐蚀及生锈的问题。
多功能数据平台
系统采用OTTHydras3软件平台,实现多站点并行管理,地图显示,数据显示、分析、处理、统计等功能,并可输出各种图表和数据报告。
2.3产品功能特点介绍
2.3.1OTTEcolog500温盐深监测记录仪
OTTEcolog500/800型地下水记录仪采用高度集成化设计,集传感器、数采仪、无线通讯模块于一体,整体由德国设计制造,可独立形成小型测站,用于各种地下水位水温及盐度(800型)的测量。
仪器采用干式陶瓷电容传感器测量水下的压力,同时通过导气管连通外界大气自动测量外界气压,传感器直接测量水压与气压的差值换算成真实的水柱高度,再通过数采仪计算为实际水位高程或埋深。
同时为保证气管不受外界温湿度干扰,在气管末端专门设计装有特氟龙分子筛,阻隔外界水分子进入气管,保证气压补偿的性能。
陶瓷电容传感器具有长期稳定性好的特点,长期使用无漂移。
同时经过高密度的压力校正,即使是微小的水位变化也可以测量并记录。
OTTEcolog500/800传感器外壳采用904L不锈钢,在防腐性能方面远远高于同类产品,即使高盐度条件下也可正常使用抗腐蚀能力和钛合金相当。
仪器内置4M内存,可同时存储水位、水温、电池电压、通讯电压和通讯信号质量数据多达50万个,电池可采用锂电池、碱性电池或外置蓄电池供电,锂电池使用寿命10年以上。
【技术特点】
✓水温、水位一体化监测
✓传感器、数采仪、控制器及通讯模块一体化设计,无任何兼容性问题
✓陶瓷电容传感器,坚固耐久无漂移
✓自动温度、气压及海拔补偿
✓独有特氟龙分子筛,气压补偿不受湿度影响
✓电池种类灵活选择,现场更换简单方便
✓锂电池使用寿命大于10年
✓高质量904L不锈钢外壳,超强防护及防腐能力
✓专业的凯尔拉夫材质电缆,长期使用不变形
✓内外全部密封,防止泄露。
✓红外接口,永不腐蚀及生锈
✓内置无线传输功能实现远程通讯
✓支持各种短信及GPRS远程传输
✓安装简单方便,适合各种井口
✓全中文操作软件
✓可测量盐度(Ecolog800型)
✓自动密度补偿(Ecolog800型)
【仪器结构】
OTTEcolog500/800结构小巧简单,非常容易安装,主要有传感器单元(包括数采仪)、连接电缆和供电及通讯单元组成。
如下图所示:
传感器单元采用904L材质高标号不锈钢外壳,可用于各种恶劣环境。
单元前段采用陶瓷电容传感器,保证长期稳定性,前方的中空缺口为盐度传感器,采用四电极法,性能稳定可靠。
为保证传感器单元长期的水下稳定性,单元内部为完全密封,以防泄漏。
供电及通讯单元则置于水面以上,采用红外接口通讯,并采用三节干电池或锂电池供电。
干电池使用寿命2年以上,锂电池使用寿命则在10年以上。
无需外接供电。
【技术指标】
水位测量:
量程:
0~4m;0~10m;0~20m;0~40m;0~100m
分辨率:
0.01%FS
精度:
士0.05%FS
压力探头:
陶瓷电容温度补偿
过载能力:
大于4倍量程
温度补偿范围:
-5~45℃
温度测量:
量程:
-25~70℃
分辨率:
0.01℃
精度:
士0.1℃
电导测量:
量程:
0.001~2.000mS/cm0.10~100.00mS/cm
分辨率:
0.001mS/cm0.01mS/cm
精度:
士0.5%测量值士1.5%测量值
总体指标:
电源:
2节1.5V二号碱性电池
或1-2节锂电池3.6V/13Ah
电池使用寿命:
每小时测量一次,每周传输一次。
锂电池(DD):
约10年
碱性电池(CC):
约2年
调制解调器:
GSM标准850/900MHz/1800/1900MHz,
GSM(四频),GPRS
天线:
内置;耐候性,可选外置天线
接口:
红外(IrDA)
内存:
4MB,约500000个测量值
测量/存储周期:
5秒…24小时
安装:
安装在等于或大于2"的观测井中;
工作温度:
-30°C-+85°C
储存温度:
-40°C-+85°C
尺寸LxØ:
传感器单元:
195mmx22mm
通信单元:
516mmx50mm
重量:
传感器:
约0.300kg
通信装置:
约0.720kg
外壳材料:
传感器单元:
904L不锈钢
通信单元:
铝,PA-GF
电缆:
凯尔拉夫纤维
防护类型:
传感器单元:
IP68
通信单元:
IP67
EMV标准
符合EG204/108/EG
ETSIEN301486-1/-7
EN61326-1
【安装方式】
浸入式安装,将供电单元卡或吊在井口即可。
2.4供电模式
系统采用干电池或锂电池供电,推荐采用锂电池。
特点是使用时间长而使用成本极低。
采用1-2节3.6V13Ah锂电池,使用寿命长达5-10年。
更换电池无需任何专业工具,并且无需破坏系统安装结构,也无需移动水下探头位置,现场即可简单更换。
2.5数据通讯
系统可兼容多种有线/无线通信模式,方便用户选择。
GSMSMS通讯
系统可通过移动运营商的GMS网络,使用SMS短信进行数据通讯。
具体通讯方式为:
数采仪将指定传输的数据压缩,以SMS短信的形式,向指定的接收端发送。
接收端接到短信后,在服务器上进行解码,并将解码后的数据汇入数据库。
每条短信可以传输多个数据,可视情况每测量一次就发送一条短信,也可测量多次后再统一发送短信以节省费用。
短信采用二进制加密方式传输,保证数据的安全性。
GPRS网络通讯
系统可通过GPRS网络,利用因特网进行数据传输。
具体传输方式为:
系统通过GPRS拨号上网,将压缩的数据文件发送至指定的FTP/HTTP/SMTP服务器。
服务器收到数据文件后进行解码并汇入数据库。
每个文件可以传输单个或多个数据。
费用低于SMS短信传输。
文件采用加密方式传输,保证数据的安全性。
短信报警
在设定液位、盐度超限或低限报警的前提下,系统可直接发送报警短信到监控室或主管人员的手机上,实现紧急报警功能。
CSD反控
在移动运营商支持CSD的情况下,可通过远程控制软件直接拨号到系统实现系统的远程反控。
在此模式下,可以对系统设置进行任何更改及下载数据。
2.6系统安装
系统安装十分简单。
Ecolog500传感器单元可直接投放到水下,或者通过套管固定位置。
供电部分简单吊装或卡在管口即可。
2.7监控中心软件
采用OTT配套软件Hydras3系列软件,也可根据现场情况由系统商提供相应软件。
OTTHydras3是专门为水文遥测定制;可轻松读取来自任何传感器或监测站的数据。
最多可完成99个工作站的数据的自动获取,每个工作站的数据相互独立,互不干扰。
使用OTTHydras3同时可迅速建立所须站点或所在区域的数据分析,并绘制成直观的流域分析图。
支持地图功能,每个监测站点通常用“小旗”显示在地图上,“小旗”边将显示该站点的所指定显示的数据。
对于数据安全、危险及超标的数据,“小旗”会以不同的颜色显示在地图上,使用者可以对各个站点的数据情况一目了然
Hydras3系列软件提供可接收来自各通讯方式的原始数据,包括SMS短信、网络传输的文件、邮件以及卫星传输的文件等,可以很方便的下载采集的数据,并对数据进行各种后处理如数据平均、数据统计、数据计算等功能。
软件还可以对指定的数据生成图形报表,并可将多个站点、传感器的数据绘制在一张图表上进行比较分析和相关分析。
数据导出功能可以以任意指定的方式导出数据,如单独传感器数据导出、单独站点数据导出以及多站点多传感器数据导出等,导出格式为常见的Excel、Txt或Xml等格式。
Hydras3软件还可以以指定的方式生成数据报告。
Hydras3软件界面
【软件平台特点】
界面十分轻松、友好;建站只需要“即拉即用”;
数据自动连续读取;
实时进行通讯;
数据分析图形随要随显;
可随时下载数据;
数据后处理功能;
数据表格导出,支持跨站点数据比对等复杂功能
【软件功能】
具有数据接收、存储和处理功能,具有反控功能,用以设定监测参数和监测频率。
数据可通过短信、GPRS及卫星通讯等方式接入。
能够开展数据自动采集、数据有效性分析、监测控制、有效数据入库、日常维护、数据管理、数据报表、信息发布、数据上报、统计分析、短信报警等功能有机的融合到一个软件中,界面美观,操作方便;
软件可以自动导入SMS短信或从网络导入加密的传输文件,同时按日期备份原始数据。
软件系统可导入外部地图,并在地图上实时显示监控各点位数据情况
软件具有图形化功能,可以绘制相关参数的图形曲线,并可绘制不同站点或不同参数之间的比较曲线。
软件具有数据展示和处理功能,可根据需要对数据进行平滑、平均、统计等各种处理和分析功能,并可以绘制年、月、周、日和自选时间段内的图形曲线。
软件可将数据导出为文本或excel格式。
如需接入第三方软件平台,可提供数据通讯协议;
相关软件免费升级。
3.产品主要应用情况
国外:
德国、奥地利、法国、埃及、南非、巴西、美国等超过20000套
国内:
产品自2010年进入中国以来,与国家地质环境监测院展开密切合作,在地质环境监测院内部的综合评比实验中,位列进口品牌第一位。
主要用户:
中国地质环境监测院、沈阳地质环境监测站、长春地质环境监测站、宁夏地址环境监测站、北京、甘肃、广东、河北、江西等地地质部门。
目前国内销量超过1000套。
部分项目简介:
项目说明
现场照片
吉林地下水监测项目:
吉林地下水监测站,采用Ecolog500超过30套;
设备自2010年底使用至今无故障。
监测环境恶劣,低温可至零下30度。
沧州地下水监测项目:
沧州地质局,采用Ecolog500超过10套。
设备自2011年初使用至今无故障。
部分井位埋深超过100米。
中国地质环境监测院
北京地下水监测项目,采用Ecolog500超过10套;
甘肃
不是每个人都能成为,自己想要的样子,但每个人,都可以努力,成为自己想要的样子。
相信自己,你能作茧自缚,就能破茧成蝶。
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