河流湖泊水质远程监测方案

一、概述

水是重要的自然资源，随着社会和国民经济的迅速发展、人口的增长、人民生活水平和城市化水平的提高，对水的需求愈来愈多，水资源短缺和水污染日益严重，在一些地区已成为社会经济发展的制约因素。加强水资源的保护工作是《中华人名共和国水法》第三十二条赋予各行政主管部门的重要职责，并要求各级相关行政部分各级水行政主管部门要建立健全水资源监测评价制度，加强对水（环境）功能区的监测。因此各个河流湖泊建立相应在在线水质监测站点是加强对各个区域水质监测管理的重要手段之一。

二、参照标准

1）地表水环境质量标准：GB 3838—2002

2）地表水和污水监测技术规范：HJ/T 91-2002

3）水环境监测规范：SL219—98

三、水质在线监测参数：

水质在线监测的参数包括：水位、水温、pＨ、溶解氧、浊度、电导率等

四、水质在线监测点布置

4.1水质在线监测站点布置原则

水质在线监测站点布置原则主要影响水质危害出发，突出重点，照顾一般。按照污染分布和水系流向布点，“入水处多布，出水处少布。重污染区域多布，轻污染区域少布”把监测重点放在对水质影响突出的地方，同时兼顾其他地方以监测新的污染源的产生。

4.2水质在线监测站点注意事项

监测点位置应建立在水流平稳、无急流湍流处。

监测站点应建立水体混匀处，避免由于水体急剧变化而搅动底部沉淀物，引起水质显著变化而失去代表性。

4.3水质在线监测站点布置

各个水源主要入口，也是污染物主要的入口。所以需要各个流入位置设置相应在线水质监测口，及时掌握进入水口的水质状况，及时了解进入河流湖泊的污染物的初始浓度，及时预警和作出相应防范措施。

五、系统组成设备简介

5.1 4G远程遥测终端BMY600介绍

佰马BMY600系列是一款功能强大的遥测终端RTU，产品集8大功能于一体，包括数据采集、本地存储、本地操作、本地显示、无线通信、远程查询、远程报警、远程控制等。协助客户实现视频/图片/数据等实时采集、2G/3G/4G无线传输、数据本地存储、数据定时上报、数据远程查询、设备远程控制、多种形式报警等综合功能。

产品广泛应用于智慧水利、智慧环保、工业物联网、智慧市政等远程测控领域，如：水文远程监控、水资源远程监测、水源井远程监控、山洪灾害监测、地质灾害监测、河道监测预警、气象监测、泵站远程监控、污染源远程监控等。

1.产品严格遵循水文自动测报系统规范、水资源监测设备规范；

2.采集和传输一体化设计，支持2G/3G/4G无线通信，实现数据的采集、存储、显示、控制、报警及传输等综合功能；

3.集成多种无线通信方式， GPRS/CDMA/3G/4G/全网通为主传输通道、短信为备份传输通道；可选北斗、PSTN、超短波、微波等通信方式；

4.内嵌标准TCP/IP协议栈，5个中心同步无线透明传输；

5.具有软件看门狗与硬件看门狗技术，支持PPP层心跳、ICMP探测、TCP Keepalive以及应用层心跳等多级链路检测机制，自动恢复网络故障，维持无线连接“永久在线”；

6.丰富的行业应用接口，集成2路翻斗式雨量计接口、1路12位格雷码接口、1路USB、 2路RS232、2路RS485、8路模拟量输入、8路开关量输入、2路开关量输出、8路继电器输出、4路计数器。方便前端连接各种接口采集设备、智能仪表、传感器等；

7.支持大容量存储，内置16MB的FLASH数据存储空间，可存储10年以上的采集数据、设定参数及历史数据。更可外扩TF卡，最大可支持扩展到32G；

8.设备超低功耗设计，最大限度降低功耗，支持电池电压等状态上报功能；

9.工业级设计与用料，为恶劣环境应用而生。产品采用高性能工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台；宽温宽压，高EMC电磁兼容，强电磁环境工作稳定;加厚金属外壳，坚固耐用；

10.支持本地或远程配置。本地管理：支持液晶显示屏/键盘配置方式和串口配置方式。 远程管理：支持平台配置和短信配置。配套管理软件，对大量分布在各地的无线RTU进行集中监测、配置、升级、诊断等。极大降低运营方、集成商、设备提供商等各方的维护成本，提高管理效率。

佰马BMY600遥测终端RTU规格参数
系统	处理器	32bit
Flash	512KB
SRAM	256KB
内存	16M
电源	标准电源	DC 12V/1.5A
供电范围	DC 5~35V
安全	内置电源反相保护和过压保护
指示灯	具有电源、系统、在线、错误指示灯
LCD屏	128*64点阵液晶显示屏
按键	标准2*8键盘
天线	标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧
接地端子	M3螺丝接地保护端子
SIM/UIM卡	标准的抽屉式
支持1.8V/3V
内置15KV ESD保护
可靠性	平均无故障工作时间(MTBF)≥10000h
接口	串口	两路RS232、两路RS485接口 串口采用工业端子接口 速率：300~230400bps 数据位：5、6、7、8 停止位：1、1.5、2 校验位：无、偶、奇、SPACE及MARK校验
脉冲量	2个翻斗式雨量计接口（低电平有效） 2路脉冲接口（高电平有效）
格雷码	1组12位格雷码接口
SDI12	1个SDI12接口
模拟量	8路模拟量输入接口 （16位AD、支持4-20mA电流信号输入，可选0-5V电压信号输入）
开关量输入	8路开关量输入接口（光隔离） 5-30VDC为有效电压输入
开关量输出	2路开关量输入接口（光隔离，OC门输出） 额定驱动电流：50mA 额定驱动电压：35V
继电器	8路继电器输出接口 最大切换电压：30VDC/220VAC 最大切换电流：4A 最大切换功率：120W
电源输出	3路受控输出电源 （输出电压值与设备供电电压相同，默认12V。单路额定输出电流1A，3路额定输出电流总和2A，内置过流保护）
	USB	外接显示屏接口 可接 192*64点阵STN带键盘液晶显示屏
	SD卡接口	最大可支持16G扩展SD卡
功耗	待机状态	24mA@12VDC
通信状态	35～41mA@12VDC
定时关机	2mA@12VDC
无线	频段	GSM900/GSM1800MHz双频
理论带宽	85.6Kbps
发射功率	<33dBm
接收灵敏度	<-107dBm
环境	工作温度	-35℃—75℃
工作湿度	-40%—85%
相对湿度	95%(无凝结)
外观	材质	金属外壳  保护等级IP30
尺寸	154.2 mm × 127 mm × 46.6 mm

5.2超声波水位计

超声波物位计（测量物位，液位），是一种非接触式、高可靠性、高性价比、易安装维护的物位测量仪器。它不必接触介质就能满足大部分物位测量要求。

5.3 pH 及温度数字电极

1、电源及输出隔离设计，确保电气安全性

2、电源及通讯芯片内建保护电路，抗干扰能力强

3、采用周全的保护电路设计，无需额外增加隔离设备就能可靠工作

4、电路内建在电极内部，环境耐受性好，安装操作更为容易

5、RS-485传输接口，MODBUS-RTU通讯协议，双向通讯，可接收远程指令

6、通讯协议简单实用，使用极其方便

7、输出更多电极诊断信息，更为智能化

8、内部集成存储器，断电后仍可记忆存储的校准和设定信息

技术参数

测量范围：0.00 ~ 14.00 pH

分辨率： 0.01 pH

精度： 0.02 pH

温度补偿模式：自动或手动

温度补偿范围：-10.0 ~ 110.0℃

外形尺寸及电气特性

1、pH/ORP电极采用PPS壳体，耐腐蚀能力强

2、3/4英寸前后螺纹，便于现场安装

3、2根电源线，2根RS-485信号线

4、12V直流供电，电源波动范围±10%，2000V隔离

5.4溶氧数字电极

1、电源及输出隔离设计，确保电气安全性

2、电源及通讯芯片内建保护电路，抗干扰能力强

3、采用周全的保护电路设计，无需额外增加隔离设备就能可靠工作

4、电路内建在电极内部，环境耐受性好，安装操作更为容易

5、RS-485传输接口，MODBUS-RTU通讯协议，双向通讯，可接收远程指令

6、通讯协议简单实用，使用极其方便

7、输出更多电极诊断信息，更为智能化

8、内部集成存储器，断电后仍可记忆存储的校准和设定信息

技术参数

测量范围：0.00~20.00mg/L或0.0~200.0%

分辨率：0.01mg/L或0.1%

精度：±0.5mg/L或±5%

温度补偿模式：自动

温度测量范围：-10.0 ~ 110.0℃

温度补偿范围：0.0~60.0℃

盐度补偿：可设置补偿

大气压力补偿：可设置补偿

电极信号：80nA或400nA可选

外形尺寸及电气特性

1、溶氧电极采用不锈钢外壳，前端保护套采用POM工程塑料，膜头采用PE材质

2、3/4英寸前后螺纹，便于现场安装

3、2根电源线，2根RS-485信号线

4、12V直流供电，电源波动范围±10%，2000V隔离

5.5电导数字电极

1、电源及输出隔离设计，确保电气安全性

2、电源及通讯芯片内建保护电路，抗干扰能力强

3、采用周全的保护电路设计，无需额外增加隔离设备就能可靠工作

4、电路内建在电极内部，环境耐受性好，安装操作更为容易

5、RS-485传输接口，MODBUS-RTU通讯协议，双向通讯，可接收远程指令

6、通讯协议简单实用，使用极其方便

7、输出更多电极诊断信息，更为智能化

8、内部集成存储器，断电后仍可记忆存储的校准和设定信息

技术参数

总测量范围：0.20uS~200.0mS 可根据电极常数和需求选择不同量程段

分辨率：依据不同量程0.01uS \0.1uS\1uS\0.1mS

精度：±2%F.S.

温度补偿模式：自动

温度测量范围：-10.0 ~ 110.0℃

温度补偿系数：0.0~10.0%可设定

基准温度：15.0~35.0℃可设定

电导电极常数：0.01、0.1、1、10.0可设定

外形尺寸及电气特性

1、电极外壳为POM材质，前端不锈钢护套，极片采用铂金

2、3/4英寸前后螺纹，便于现场安装

3、2根电源线，2根RS-485信号线

4、12V直流供电，电源波动范围±10%，2000V隔离

5.6浊度及SS电极

六、水质远程监测平台架构

监控中心，对主要饮用水水源地水质自动监测信息进行报表统计和数据曲线分析，能判断水质类别、首要污染物和各指标的超标情况；能根据管理要求进行数据处理，可以进行不同时段的数据对比等。在计算机网络及其他基础设施支持下，对采集的水质参数信息、水质视频信息、水文信息进行分析处理。由相关的水质评价与预警以及其他应用软件组成。

水质在线监测系统软件平台是基于网络的全数字化的信息传输和管理系统。它结合了现代数据库技术、网络通讯技术、中间件技术、采用分层、模块化的软件设计理念，将个自动监测站实时监控、数据存储、查询分析等功能集于一体；以网络集中管理和网络传输为核心，完成实时数据采集、传输、监控、管理和储存的全过程，为在线水质监测平台、水力仿真建模平台及调度运行平台等提供有效的数据基础。

（1）设备接入层

在线水质监测系统软件平台通过水质、流量等在线监测设备及远程通讯系统实现对在线水质、流量等实时传输信号获取、显示、存储及监控等功能，为在线水质监测系统软件平台、水质水力仿真建模平台及调度运行平台等提供有效的数据基础。设备接入层将各种不同型号、不同厂家的监测设备统一管理，纳入到整个在线水质监测系统软件平台中来。

（2）业务应用层

在线水质监测系统软件平台业务应用层主要包括三个方面：水质在线监测、预警评价、水质水力仿真模拟。

（3）用户表示层

用户表示层属于客户端单元，是远程监控和维护管理的应用软件，实现站点管理、数据管理、告警管理、系统管理、用户管理、权限管理等功能。

（4）系统接口层

软件平台在系统接口层采用Web Service的接口，实现与现有的水质预警平台数据库、应用系统和网络无缝对接。

责任编辑：tzh