一种流域水体指标实时自动监测系统和方法与流程

本发明涉及水生态环境和水污染防治技术领域，具体涉及一种流域水体指标实时自动监测系统和方法。

背景技术：

随着社会科技发展，水环境问题日益成为社会关注的焦点。2015年4月2日，国务院发布关于印发水污染防治行动计划的通知，明确大力推进生态文明建设，以改善水环境质量为核心的总体要求，对江河湖海实施分流域、分区域、分阶段科学治理，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。截止2018年3月，全国已建成和已规划在建的国家地表水考核断面水质自动监测站共3200多个。

但目前对流域水体指标的监测主要针对大中流域，建设方式主要采用固定站房，配备相关仪器和人员采集数据，或者设置水质监测断面，采用人工现场取样分析的方式。这就产生了以下几个问题：

1、目前运行的监测站或监测断面监测频次低，监测能力和时效性不足，与加强水功能区动态监测和科学管理的要求不相称，(从采样、分析完毕到上传数据需要一个多小时，也就是说数据要滞后一个多小时，加密频次又需要耗费大量的人力物力，而且工作人员需要休息，不可能全天候24小时进行监测分析。

2、对全国各地的中小流域、中小型河湖等水体的指标监测不到位，而黑臭水体，污水偷排等现象往往发生在各地的中小流域水体，(在小型河湖投入大量人力物力建设大量监测站又不划算，不符合社会资源合理配置的发展思路；

3、已设置的监测站或监测断面区间跨度大，覆盖范围有限，不能有效监测区间内的水体指标变化情况，(有时两个监测站或者监测断面相距上百公里，区间内的水体指标变化情况无法有效监测)。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种流域水体指标实时自动监测系统和方法，用以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种流域水体指标实时自动监测系统，其特征在于，包括数据接收站和多个简易型自动监测装置；所述数据接收站和所述简易型自动监测装置通过无线网络连接；所述简易型自动监测装置用于监测水体指标，并将监测得的水体指标数据发送至所述数据接收站；所述数据接收站用于核查水体指标数据，并将核查后的水体指标数据发送至监测中心；所述简易型自动监测装置包括集成式监测仪；所述集成式监测仪包括以下部件：用于监测水体浊度的浊度仪；用于监测水体流速、流向、流量的声学多普勒流速剖面仪；用于监测水体水温、电导率、盐度、含氧量、含氮量的综合传感仪；用于监测水体ph的ph值传感器；用于监测水体中总磷的总磷分析仪。

在一种可能的实现方式中，所述简易型自动监测装置为浮体式监测点。

在一种可能的实现方式中，所述浮体式监测点通过锚定河床的方式固定，以使所述浮体式监测点停泊在水面上。

在一种可能的实现方式中，所述简易型自动监测装置为水下沉块式监测点。

在一种可能的实现方式中，所述水下沉块式监测点包括天线，所述天线的一端露出水面。

本发明第二方面提供了一种流域水体指标实时自动监测方法，应用于第一方面所述的流域水体指标实时自动监测系统；所述方法包括：简易型自动监测装置实时监测其所在水体的浊度、流速、流向、流量、水温、电导率、盐度、含氧量、含氮量、ph、总磷；简易型自动监测装置将监测到的水体指标数据通过无线网络发送至数据接收站；所述数据接收站核查监测到的水体指标数据，并将核查后的水体指标数据发送至监测中心。

在一种可能的实现方式中，所述简易型自动监测装置为浮体式监测点。

在一种可能的实现方式中，所述浮体式监测点通过锚定河床的方式固定，以使所述浮体式监测点停泊在水面上。

在一种可能的实现方式中，所述简易型自动监测装置为水下沉块式监测点。

在一种可能的实现方式中，所述水下沉块式监测点包括天线，所述天线的一端露出水面。

本发明具有如下优点：水体指标监测可以用仪器自动化实现，无需人工采样分析，无需建设有固定建筑的监测站或监测断面，只需要有搭载测量仪器的简易型自动监测装置，就可以投放到指定水体中形成一个监测点，大量监测点发送传输的数据，与软件系统等构建成监测系统，建设成本、维护成本、运行成本低，高效经济，可以大规模投放，在需要监测的地方大量布置，如工厂排污口等，或者在大中型流域中的监测断面间进行布置，可以对已经设置的监测站或监测断面间的空白区域形成有效补充，监测点与国家地表水考核断面水质自动监测站一起构成完整的水体指标实时自动监测系统，数据汇总到国家监测中心形成全国一张图的监测网，可以实现全国范围内大部分水域的水体指标实时监测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的流域水体指标实时自动监测系统的架构图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

结合图1对本发明提供的流域水体指标实时自动监测系统进行说明。包括数据接收站和多个简易型自动监测装置；所述数据接收站和所述简易型自动监测装置通过无线网络连接；所述简易型自动监测装置用于监测水体指标，并将监测得的水体指标数据发送至所述数据接收站；所述数据接收站用于核查水体指标数据，并将核查后的水体指标数据发送至监测中心；所述简易型自动监测装置包括集成式监测仪；所述集成式监测仪包括以下部件：用于监测水体浊度的浊度仪；用于监测水体流速、流向、流量的声学多普勒流速剖面仪；用于监测水体水温、电导率、盐度、含氧量、含氮量的综合传感仪；用于监测水体ph的ph值传感器；用于监测水体中总磷的总磷分析仪。

集成式监测仪的原理是将多种传感器集成在一起。浊度仪可以采用中国产的obs-3a浊度仪。

声学多普勒流速剖面仪可以采用美国rdinstruments公司生产的adcp。

综合传感仪可以采用北京劳累海洋公司进口的sbe37-sm型综合传感仪。

ph值传感器可以采用中国产的csics526ph值传感器

总磷分析仪可以采用美国哈希(hach)公司生产的npw-160总磷分析仪。

数据接收站可以包括智能终端，具体可以为手机、pad、笔记本电脑等。

数据接收站和简易型自动监测装置都具有数据传输模块，用于实现它们之间的无线网络连接。无线网络具体可以为gprs，也可以为cdma，也可以为3g，也可以为4g，也可以为5g，也可以为卫星信号。

简易型自动监测装置还包括存储器。数据采集完成后记录在内存中，内存中的数据会先存在固存(sd卡或者闪存卡等)中，然后通过数据传输模块打包(数据加密打包成数据包)，再通过无线传输信道(如gprs/cdma/3g/4g/5g/卫星信号等)，将数据包发送到岸上的数据接收站。数据接收站将数据解密后显示数据，核查无误后发送至监测中心。数据接收站可以通过互联网将核查后的数据发送至监测中心。

监测中心可以分为第一级监测中心、第二级监测中心、第三级监测中心。第一级监测中心具体可以地市级(市级/区县级)监测中心，第二级监测中心具体可以为省级监测中心，第三级监测中心具体可以为国家级中心。

数据接收站可以只将数据发送至第一级监测中心，然后由第一级监测中心发送至第二级监测中心、第二级监测中心发送至第三级监测中心；数据接收站也可以分别向第一级监测中心、第二级监测中心、第三级监测中心发送数据。

在一个示例，所述简易型自动监测装置为浮体式监测点。无需人员值守，无需人工采样进行分析。浮体式监测点具体可以通过锚定河床的方式固定，以使所述浮体式监测点停泊在水面上。

在一个示例，所述简易型自动监测装置为水下沉块式监测点。可以放置在需要监测水体指标的水下。为了减少水对无线通信的影响，所述水下沉块式监测点可以包括天线，所述天线的一端露出水面，信号可以通过天线发射出水面。

本发明实施例提供的流域水体指标实时自动监测系统具有以下优点：水体指标监测可以用仪器自动化实现，无需人工采样分析，无需建设有固定建筑的监测站或监测断面，只需要有搭载测量仪器的简易型自动监测装置，就可以投放到指定水体中形成一个监测点，大量监测点发送传输的数据，与软件系统等构建成监测系统，建设成本、维护成本、运行成本低，高效经济，可以大规模投放，在需要监测的地方大量布置，如工厂排污口等，或者在大中型流域中的监测断面间进行布置，可以对已经设置的监测站或监测断面间的空白区域形成有效补充，监测点与国家地表水考核断面水质自动监测站一起构成完整的水体指标实时自动监测系统，数据汇总到国家监测中心形成全国一张图的监测网，可以实现全国范围内大部分水域的水体指标实时监测。

实施例2

本实施例提供了一种流域水体指标实时自动监测方法，应用于实施例1所述的流域水体指标实时自动监测系统；所述方法包括：简易型自动监测装置实时监测其所在水体的浊度、流速、流向、流量、水温、电导率、盐度、含氧量、含氮量、ph、总磷；简易型自动监测装置将监测到的水体指标数据通过无线网络发送至数据接收站；所述数据接收站核查监测到的水体指标数据，并将核查后的水体指标数据发送至监测中心。

在一个示例中，所述简易型自动监测装置为浮体式监测点。

在一个示例中，所述浮体式监测点通过锚停泊在水面上。

在一个示例中，所述简易型自动监测装置为水下沉块式监测点。

在一个示例中，所述水下沉块式监测点包括天线，所述天线的一端露出水面。

本实施例提供的流域水体指标实时自动监测方法具有以下优点：水体指标监测可以用仪器自动化实现，无需人工采样分析，无需建设有固定建筑的监测站或监测断面，只需要有搭载测量仪器的简易型自动监测装置，就可以投放到指定水体中形成一个监测点，大量监测点发送传输的数据，与软件系统等构建成监测系统，建设成本、维护成本、运行成本低，高效经济，可以大规模投放，在需要监测的地方大量布置，如工厂排污口等，或者在大中型流域中的监测断面间进行布置，可以对已经设置的监测站或监测断面间的空白区域形成有效补充，监测点与国家地表水考核断面水质自动监测站一起构成完整的水体指标实时自动监测系统，数据汇总到国家监测中心形成全国一张图的监测网，可以实现全国范围内大部分水域的水体指标实时监测。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。