水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用分析

曹霞

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化的進(jìn)一步增強(qiáng)，城市的人口越來越集中，對于水資源的需求變得更加緊張和重要。但伴隨著水環(huán)境的現(xiàn)狀是水資源的過度開發(fā)、浪費和污染，我國江河湖海的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境都存在嚴(yán)重的問題。因此，建立一種高效、快捷、穩(wěn)定的水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，是提升水資源保護(hù)和管理的重要保障。本文從水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展出發(fā)，分析水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的功能和技術(shù)，并提出針對環(huán)境保護(hù)的關(guān)注點，以便共同討論。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)生態(tài)環(huán)境水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng);高效、快捷、穩(wěn)定;城市化

1水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的系統(tǒng)發(fā)展概述

水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代化的傳感器技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專業(yè)分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合組成的一個綜合性的水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。通過針對某個位置、某個時段的水質(zhì)自動監(jiān)測，可以實現(xiàn)對水質(zhì)的實時、連續(xù)的監(jiān)測，并能實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程查詢等，以便能夠及時掌握到測量流域的重點斷面水體狀況，實現(xiàn)情況預(yù)警、重大污染事故提示。并且能夠解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)控整體水質(zhì)的情況，為水環(huán)境的保護(hù)、管理以及及時定位污染的廣度和寬度提供重要的監(jiān)測信息。

隨著我國地表水的自動監(jiān)測技術(shù)不斷完善，網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)技術(shù)的擴(kuò)大，物聯(lián)網(wǎng)的已經(jīng)呈現(xiàn)出了規(guī)范化、制度化的發(fā)展趨勢。自動檢測的工作已經(jīng)從無到有，從有到豐富的發(fā)展趨勢。根據(jù)現(xiàn)有資料，我國水利、環(huán)保部門已經(jīng)在各大重要河流、河干支流重要匯入口、匯出口、人海口、湖庫、湖體等將100多個水質(zhì)自動監(jiān)測站。監(jiān)控著我國重要的63條河流以及13座大型湖庫的水質(zhì)流入、流出情況。當(dāng)然，在各個水利工程、大型水運輸工程等，我國也逐步完善整個水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)。通過水質(zhì)的日常監(jiān)測（除了對水質(zhì)進(jìn)行常規(guī)五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳、氨氮含量之外，還針對一些常見的水污染液體、有毒水質(zhì)進(jìn)行定時的監(jiān)測。例如：磷、氮、葉綠素等）。

2自動監(jiān)測系統(tǒng)的特點

當(dāng)前主流的自動監(jiān)測系統(tǒng)有以下幾個方面的功能：自動取水系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、集成輔助系統(tǒng)等。這些輔助系統(tǒng)的功能分別如下：

2.1取水系統(tǒng)

取水系統(tǒng)的設(shè)計主要針對滿足水樣的代表性、可靠性和連續(xù)性來設(shè)計的，該系統(tǒng)的主要組成部分有：取水頭、取水泵、水樣輸送管道和流速流量調(diào)節(jié)幾個部分組成。按照取水方式的劃分主要分為直取式和浮筒式兩種，直取式主要針對水位變化小的環(huán)境使用，如污水廠、污染源、自來水涵管取水等，而浮筒式主要針對水位變化較大的環(huán)境使用，如地表水等。

2.2預(yù)處理系統(tǒng)

水樣預(yù)處理的設(shè)計主要是為了既要消除干擾儀表分析和影響儀表使用的因素，又不能失去水樣的代表性。預(yù)處理的手段通常有自然沉降、物理過濾及滲透等。通常是根據(jù)水樣的純度來決定預(yù)處理的級別。有些分析儀器在設(shè)計時已經(jīng)考慮了進(jìn)樣的預(yù)處理，需在系統(tǒng)集成時考慮與之配合使用。

2.3數(shù)據(jù)采集控制

數(shù)據(jù)采集控制裝置主要是通過PLC、現(xiàn)場的控制設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)控制、變送器等相互配合組成。其主要的功能有：

控制在線監(jiān)測系統(tǒng)的運行。通過寫入PLC之后，遠(yuǎn)程可以發(fā)出指令來控制整個監(jiān)測系統(tǒng)的運作。

存儲和采集、傳輸儀器等數(shù)據(jù)。是通過現(xiàn)場的控制設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸儀器等傳輸模塊協(xié)助完成。

2.4集成輔助系統(tǒng)

集成輔助系統(tǒng)的設(shè)計主要是可以通過保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的持續(xù)運行，其主要是通過針對設(shè)備的現(xiàn)狀進(jìn)行自動調(diào)整和分析，具體而言有以下幾個方面：

自動管路的清洗裝置。在自動水質(zhì)監(jiān)測過程中，管道中殘留的污垢很容易對藻類造成污染，因此對管理進(jìn)行定時、定量的清洗，并針對水質(zhì)的特點及時更換清洗物質(zhì)是必要的。

電力保障裝置。電力是整個儀器分析的關(guān)鍵，也是整個自動監(jiān)測技術(shù)的重要保障，因此通過接入穩(wěn)定的交流電網(wǎng)，來保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，并配備專用備用電源來保證在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠不間斷的運行。

預(yù)防雷擊裝置。在雷雨多發(fā)地區(qū)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，很容易導(dǎo)致雷擊的發(fā)生。雷擊時，電流首先會擊穿整個防雷器進(jìn)而保證儀表的重要部件不損壞。而且在發(fā)現(xiàn)雷擊裝置出現(xiàn)故障時，相關(guān)人員需要及時更換設(shè)備，防止設(shè)備的再次遭受雷擊導(dǎo)致?lián)p壞。

3水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)在社會當(dāng)中各個角落應(yīng)用起來，其不僅限于河流和湖泊，而且還在各地大型的市政水處理場、水電站、農(nóng)村自來水監(jiān)控、游泳池水運行管理、工業(yè)水源循環(huán)利用、工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域應(yīng)用起來。

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在我國開展并不長久，在水質(zhì)管理上還存在一定的不完善。因此在水質(zhì)監(jiān)測管理上還存在對數(shù)據(jù)分析不夠透徹，監(jiān)測結(jié)果不夠重視等情況的發(fā)生。因此在管理模式的實踐中，需要不斷探索符合我國具體的實情的管理現(xiàn)狀，并通過提升水質(zhì)的監(jiān)測儀器、分析方法、大數(shù)據(jù)管理等多種模式和措施，建立起嚴(yán)格水質(zhì)自動監(jiān)測管理的控制與制度才能真正保證水資源的良好。讓水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)可以更穩(wěn)定、可靠的運行，監(jiān)測數(shù)據(jù)更加有效。

4結(jié)束語

在當(dāng)前水質(zhì)自動檢測技術(shù)發(fā)展的過程中，已經(jīng)可以實現(xiàn)對水質(zhì)的連續(xù)檢測、遠(yuǎn)程控制、實施監(jiān)控畫面捕捉等操作方式，還可以針對一些主要的流域重點水面的斷面進(jìn)行自動化水質(zhì)的控制及甄別。在發(fā)現(xiàn)有水質(zhì)不合格、污染等情況下，水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)還可以實現(xiàn)污染報警、污染情況分析提醒等，這對于整個防治污染事件可起到重要的提示作用。同時水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以實現(xiàn)水質(zhì)信息的在線查詢和共享，可快速為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)依據(jù)。