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文檔簡介
1、咸潮監(jiān)測預(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32.3產(chǎn)品功能特點介紹42.3.1 OTT Ecolog800 溫鹽深監(jiān)測記錄儀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,隨著我國環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重,人類活動導(dǎo)致地下水污染已從點狀擴(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,時間周期也很長。 我國的淡水資源嚴(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,這對我國本不充裕的水資源來說無疑更讓人憂慮。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,而淺層地下水的無法使用迫使許多地區(qū)大量開發(fā)深層地下水,又帶來了地面沉降,海水入侵等緩變地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)環(huán)保部門統(tǒng)計,1996年全國廢水排放總量約1356億噸,江、河、湖污染嚴(yán)重,并呈加重趨勢,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。 國家發(fā)展改革委、水利部、建設(shè)部、衛(wèi)生部、國家環(huán)??偩志幹频娜珖鞘酗嬘盟踩U弦?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年全面實現(xiàn)小康社會目標(biāo)對飲用水安全的要求?!笆晃濉逼陂g,重點解決205個設(shè)市城市及350個問題突出的縣級城鎮(zhèn)飲用水安全問題。目前來看,全國各地,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,有必要對地下水的水文和水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,以便實時掌握地下水的儲量變化,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)實時監(jiān)測指標(biāo)對可能出現(xiàn)的海水倒灌實現(xiàn)預(yù)警等目的。本方案由美國哈希公司編制。哈希公司總部位于美國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幾個水文水質(zhì)的儀器品牌,為水文水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域提供多種多樣的分析設(shè)備,并與各國政府、環(huán)境監(jiān)測部門以及高校研究領(lǐng)域都有十分密切的合作。哈希公司目前在中國有超過20個辦事處和聯(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,在全國各地有超過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)測記錄儀,它可以同時監(jiān)測水位、水溫數(shù)據(jù),并內(nèi)置數(shù)采儀實現(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現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸,并結(jié)合OTT Hydras 3數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和顯示、生成報表、數(shù)據(jù)報警及遠(yuǎn)程管理等功能。全套設(shè)備整體由德國原裝進(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,單一品牌無兼容性問題,安裝簡單方便,性能長期穩(wěn)定可靠。2.2方案特點OTT地下水監(jiān)測技術(shù)方案具有以下特點: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)平臺均經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計,不存在任何兼容性問
6、題,產(chǎn)品性能穩(wěn)定,質(zhì)量可靠。其中Ecolog 500監(jiān)測記錄儀本身集監(jiān)測和數(shù)采于一體,既節(jié)省了設(shè)備費用,同時也保證數(shù)據(jù)監(jiān)測后即時轉(zhuǎn)換為數(shù)字式存儲,減少模擬量的中間傳輸過程,以防止由于模擬信號的遠(yuǎn)距離傳輸導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題。同時,一體化的設(shè)計保證在數(shù)據(jù)傳輸過程中不存在任何匹配、兼容和外界干擾。集成化整個系統(tǒng)硬件只需OTT Ecolog500監(jiān)測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)試簡單方便。超低功耗在每小時監(jiān)測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一年半,如果使用高性能鋰電池,供電時間可長達(dá)年。無需外接供電,無需太陽能供電,節(jié)約成本并容易安裝。
7、高性能OTT Ecolog500溫鹽深監(jiān)測記錄儀內(nèi)置導(dǎo)氣管,具有自適應(yīng)氣壓變化和自動溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?,長期使用無需校正。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,長期使用也不變形,保證數(shù)據(jù)測量的準(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。同時兼有超限群發(fā)短信報警、遠(yuǎn)程反控等實用功能。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題。多功能數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)采用OTT Hydras3
8、軟件平臺,實現(xiàn)多站點并行管理,地圖顯示,數(shù)據(jù)顯示、分析、處理、統(tǒng)計等功能,并可輸出各種圖表和數(shù)據(jù)報告。2.3產(chǎn)品功能特點介紹2.3.1 OTT Ecolog500 溫鹽深監(jiān)測記錄儀OTT Ecolog500/800型地下水記錄儀采用高度集成化設(shè)計,集傳感器、數(shù)采儀、無線通訊模塊于一體,整體由德國設(shè)計制造,可獨立形成小型測站,用于各種地下水位水溫及鹽度(800型)的測量。儀器采用干式陶瓷電容傳感器測量水下的壓力,同時通過導(dǎo)氣管連通外界大氣自動測量外界氣壓,傳感器直接測量水壓與氣壓的差值換算成真實的水柱高度,再通過數(shù)采儀計算為實際水位高程或埋深。同時為保證氣管不受外界溫濕度干擾,在氣管末端專門設(shè)計
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期穩(wěn)定性好的特點,長期使用無漂移。同時經(jīng)過高密度的壓力校正,即使是微小的水位變化也可以測量并記錄。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,可同時存儲水位、水溫、電池電壓、通訊電壓和通訊信號質(zhì)量數(shù)據(jù)多達(dá)50萬個,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?!炯夹g(shù)特點】ü 水溫、水位一體化監(jiān)測ü 傳感器、數(shù)采儀、控制器及通訊模塊一體化設(shè)計,無任何兼
10、容性問題ü 陶瓷電容傳感器,堅固耐久無漂移 ü 自動溫度、氣壓及海拔補(bǔ)償ü 獨有特氟龍分子篩,氣壓補(bǔ)償不受濕度影響ü 電池種類靈活選擇,現(xiàn)場更換簡單方便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)置無線傳輸功能實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊 ü 支持各種短信及GPRS遠(yuǎn)程傳輸ü 安裝簡單方便,適合各種井口ü 全中文操作軟件ü 可測量鹽度(
11、Ecolog800型)ü 自動密度補(bǔ)償(Ecolog800型)【儀器結(jié)構(gòu)】OTT Ecolog 500/800結(jié)構(gòu)小巧簡單,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。供電及通訊單元則置于水面以上,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。無需外接供電。【技
12、術(shù)指標(biāo)】水位測量: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 過載能力:大于4倍量程 溫度補(bǔ)償范圍:-545 溫度測量:量程:-2570 分辨率:0.01 精度:士0.1 電導(dǎo)測量: 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%測量值 士1.5%測量值總體指標(biāo):電源: 2節(jié)1.5 V 二號堿性電池 或1-2節(jié)鋰電池 3.6 V/13 Ah 電池使用壽命: 每小時測量一次,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個測量值測量/存儲周期:5 秒24 小時安裝: 安裝在等于或大于2"的觀測井中; 工作溫度:-30 °C - + 85 °C儲存溫度:-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。特點是使用時間長而使用成本極低。采用1-2節(jié)3.6V 13Ah鋰電池,使用壽命長達(dá)5-10年。更換電池?zé)o需任何專業(yè)工具,并且無需破壞系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu),也無需移動水下探頭位置,現(xiàn)場即可簡單更換。2.5 數(shù)據(jù)通訊
15、系統(tǒng)可兼容多種有線/無線通信模式,方便用戶選擇。GSM SMS通訊系統(tǒng)可通過移動運營商的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。每條短信可以傳輸多個數(shù)據(jù),可視情況每測量一次就發(fā)送一條短信,也可測量多次后再統(tǒng)一發(fā)送短信以節(jié)省費用。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GPRS撥號上網(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。每個文件可以傳輸單個或多個數(shù)據(jù)。費用低于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。短信報警在設(shè)定液位、鹽度超限或低限報警的前提下,系統(tǒng)可直接發(fā)送報警短信到監(jiān)控室或主管人員的手機(jī)上,實現(xiàn)緊急報警功能。CSD反控在移動運營商支持CSD的情況下,可通過遠(yuǎn)程控制軟件直接撥號到系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程反控。在此模式下,可以對系統(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)安裝十分簡單。Ecolog500傳感器單元可直接投放到水下,或者通過套管固定位置。供電部分簡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、場情況由系統(tǒng)商提供相應(yīng)軟件。OTT Hydras 3是專門為水文遙測定制;可輕松讀取來自任何傳感器或監(jiān)測站的數(shù)據(jù)。最多可完成99個工作站的數(shù)據(jù)的自動獲取,每個工作站的數(shù)據(jù)相互獨立,互不干擾。使用OTT Hydras3 同時可迅速建立所須站點或所在區(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,每個監(jiān)測站點通常用“小旗”顯示在地圖上,“小旗”邊將顯示該站點的所指定顯示的數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)安全、危險及超標(biāo)的數(shù)據(jù),“小旗”會以不同的顏色顯示在地圖上,使用者可以對各個站點的數(shù)據(jù)情況一目了然Hydras3系列軟件提供可接收來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、數(shù)據(jù)計算等功能。軟件還可以對指定的數(shù)據(jù)生成圖形報表,并可將多個站點、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),如單獨傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)出、單獨站點數(shù)據(jù)導(dǎo)出以及多站點多傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)出等,導(dǎo)出格式為常見的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)報告。Hydras3 軟件界面【軟件平臺特點】界面十分輕松、友好;建站只需要“即拉即用”;數(shù)據(jù)自動連續(xù)讀??;實時進(jìn)行通訊;數(shù)據(jù)分析圖形隨要隨顯;可隨時下載數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)后處理功能;數(shù)據(jù)表格導(dǎo)出,支持跨站點數(shù)據(jù)比對等復(fù)雜功能【軟件功能】具有數(shù)據(jù)接收、存儲和處理功能,具有反控功能,用以設(shè)定監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測頻率。數(shù)據(jù)可通過短信、GPRS及衛(wèi)星通訊等方式接入。能夠開展數(shù)據(jù)自動采集、數(shù)據(jù)有效性分析、監(jiān)測控制、有效數(shù)據(jù)入庫、日常維護(hù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)報表、信息發(fā)布、數(shù)據(jù)上報、統(tǒng)計分析、短信報警等功能有機(jī)的融合到一個軟件中,界
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