7　水功能区(水源地)水质监测站

7.1　现场勘察要求

7.1.1　勘察条件

站址应按照SL 219中的要求进行选择,并应具备下列条件:

a)选择的监测站点能够代表监测水体真实水质。

b)站房面积应能保证水质监测设备的布置,应优先考虑利用现有水文站房设施。

c)由于监测站功耗大,应考虑选择具有市电接入方便的地点。

d)站点应交通方便,便于定期巡检与试剂更换。

e)应选择清洁水源便于接入的地点,以保证管路清洁保养的需要。

f)站址应具有较好的看护条件。

7.1.2　建设前勘察工作

水质监测站建设前,应进行下列现场勘察工作:

a)绘制现场设备及线缆敷设图,标注站房位置、RTU等设备安装位置,查看有无市电及清洁水源接入、废水排放池等。

b)按照现场勘察表(见表A.1、表A.6)项目,详细调查并逐项填写,并在备注栏内对现场取水方式、仪器安装位置等问题详细说明。

c)现场勘察拍摄照片记录,照片至少应包含户门、站点全景、RTU位置、传感器安装位置等,照片不低于400万像素。

7.2　监测站建设要求

7.2.1　监测站拓扑结构

水质自动监测站主要由取水单元、预处理单元、水质分析单元、系统控制单元、数据采集与传输单元以及运行环境支持单元等组成,水质自动监测站拓扑结构图见图11。

7.2.2　设备选型要求

设备选型应符合下列要求。

a)设备选型应符合SZY 203—2012的要求。

b)优先选用国内外技术成熟的产品。

c)选用的水质在线监测设备应通过计量检定。

d)根据监测水体,配置不同参数的水质传感器。

e)根据水质条件确定传感器的量程和分辨率。

7.2.3　监测站功能要求

水质自动监测站主要实现自动采集、数据传输、控制管理、现场服务等功能:

a)自动采集。24h连续在线自动监测流量,最短每2h监测一次水质信息;自动采集站采用定时自报或召测工作方式;每日监测次数和工作方式可本地设置也可远程设置。

b)数据传输。自动采集的水质信息和自动监测站的状态信息通过无线通信网络上传到信息采集分中心信息共享平台;自动监测站可以接收预警中心、采集分中心发出的数据采集指令,并将采集的信息上传到信息共享平台。

c)控制管理。能够定期对采集设备进行自动清洗和自动校正,支持现地和远程的参数配置等功能,可根据水质的自动监测要求,控制水质监测设备的工作流程。

d)现场服务。现场显示测量参数和设备的运行状态,当设备故障、异常、试剂液位超限、监测数据超限等情况发生时,进行自动报警,同时将报警信息发送到采集分中心。

7.2.4　单元建设要求

7.2.4.1　取水单元要求

取水单元负责完成水样的采集和输送,包括采水口、水泵、管路、压力流量控制阀、样品前置过滤系统等。取水单元对测定项目检测结果的影响应小于5%,对水温的影响应小于20%。

a)取水深度:在水面以下0.5m左右,取水口能随水位变化,可以在7级风浪中保持较小的位移。

b)取水量:每个工作过程取水总量不低于各仪表所需水量的200%。

c)取水口防护网:采用双层防护措施。在采水头外围设计防护隔栅,防止沙石、悬浮物堵塞,采水头具备防藻功能,易于日常维护。

d)取水泵:采用互为备份的双水泵,水泵扬程应满足采配水要求。

e)警示标志:设置警示灯和警示标志,提示过往船只注意,防止人为破坏。

f)取水管和配水管:采用硬质水管,管材应选用不影响水质的惰性材质制造,室外取水管路要求具有保温措施,全部管路良好密封,不漏气。在室内配水管路的关键部位设计一段透明管路,用于监测管路中的积藻状况,采配水单元设置除藻装置,可定期自动或手动操作,有效的去除输水管路中的藻类,抑制藻类在管路中滋生,并且易于拆卸和更换。

g)流速调节:配水管路应能调节各段管路的压力或流速,有压力或流速显示。

h)配水方式:分析仪管路之间采用并行配水,满足不同的在线分析仪分别进行水样预处理的要求。

i)输水管路:易于拆卸和清洗,能有效地解决冬季采样的防冻问题。采用排空设计,即将水样送入仪表和备用水箱后,将管路中水样自动排空等待下一次取水过程,并且配备手动排空装置。

7.2.4.2　预处理单元要求

预处理单元负责完成在水样进入分析仪表前,按规范对水样进行沉沙、过滤等预处理,满足分析仪表对水样的要求,保证监测数据的准确性,延长仪表的使用寿命。

a)设置沉沙池,沉沙池有自动和手动排沙和清洗装置。水样在自然沉降30min后,再进入在线分析仪表。

b)设置单独水路,使水样在沉砂前完成温度、pH值、溶解氧等指标的测定工作,避免下一步流程对这些参数产生影响。

c)设高效低维护的过滤装置,并易于拆卸和清洗。水样进入在线分析仪表前应进行2级以上过滤,有效去除水样中的微小悬浮物和胶状物。

d)各在线分析仪表进水管路中设进口过滤分流器。

e)预处理单元配置自来水接口,由PLC控制进行自动清洗或手动清洗。

f)通过流量检测开关判断进水口是否有水样,当无水样时自动报警。

7.2.4.3　辅助分析单元要求

辅助分析单元负责完成水样分析的辅助功能。辅助分析单元运行流程有连续、间歇运行方式可选,采样水泵停机后,在每次分析间隙时对内部管路(采水管路、配水管路和仪器管路)进行冲洗,抑制藻类等在管路内滋生,可采用自动或者手动除藻。

a)自来水根据现场的情况,就近取用。

b)试验废水、分析仪的清洗水应集中废水处理,避免污染水体及自动监测站环境,管路的清洗水、冲洗水应排至监测水域保护栏外,防止因为风向和水流的改变扩散到取水口,导致水样异常。

c)保证系统反吹清洗的正常运行,配置的空压机应体积小,噪声小,工作稳定可靠,应能够屏蔽噪声。

d)通过加温或使用除藻剂,有效杀死管道中的藻类,减少管壁积藻现象。

e)预留超标水样自动收集装置接口。

7.2.4.4　水质分析单元要求

水质检测分析单元负责完成水样的检测分析工作。湖体水质自动监测站采用五参数分析仪(水温、pH值、电导率、溶解氧、浊度)、氨氮分析仪、COD分析仪、总磷分析仪、总氮分析仪。

河道水质自动监测站采用五参数分析仪(水温、pH值、电导率、溶解氧、浊度)、氨氮分析仪、COD分析仪。

根据水体实际水质情况,可扩充1～2项其他水质项目分析仪。

7.2.4.5　系统控制单元要求

系统控制单元主要控制水质自动监测站的数据采集、存储、处理与传输等工作。

水质监测控制主要由PLC(可编程控制器)、工控机等设备及相关软件组成。控制单元和控制部件集中部署在一个控制柜中,通过控制柜直接实现对水质在线监测的所有控制。控制柜内部各种元器件应布局合理、内部各类走线通过走线槽进行布线。对于所有输入、输出接线端子全部采用标准的机码标签,方便用户进行系统检修维护。大动力设备的控制输出端子应带保险丝,具有短路保护、过载保护功能。

7.2.4.6　运行环境支持单元要求

水质自动监测站的运行环境支持单元由防雷装置、安防保护、空调机和消防设施等组成。

7.2.4.7　气象监测单元要求

气象监测单元由风向风速仪、照度计等气象仪器组成,完成风力风向、气温、辐照强度等指标的监测。测量仪器符合中国气象局规定的技术指标,采集器和传感器的功耗应小于5W,最大误差不应大于2%,缺测率不应大于2%,可直接采用标准RS-232接口传输数据。

7.2.5　监测站配置要求

湖泊型水源地水质自动监测站监测的参数为常规5参数(水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度)和氨氮、COD、总磷、总氮。

河道型水源地水质自动监测站监测的参数为常规5参数(水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度)和氨氮、COD。

部分监测站根据实际需求可选择其他特殊水质监测参数。

管道流量监测站设备配置见表5。