用于水系的污染通量监测系统技术方案

本发明专利技术公开了用于水系的污染通量监测系统，包括入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统以及监测平台，入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统分别用于实时检测各个入流口的污染通量和地表水系的污染通量及其来源方向，入流口污染通量检测子系统包括设置在各个入流口的第一检测器，第一检测器设置在入流口侧边，包括设置在河流上部的雷达流速探测计和雷达水位探测计，第一检测器还包括第一水质检测器，用于对水流进行采集并检测。本发明专利技术通过建立入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统，能够实现对河流入口以及地表径流的污染通量的实时监测，对水体污染进行实时监测和预警判断。预警判断。预警判断。

【技术实现步骤摘要】
用于水系的污染通量监测系统


[0001]本专利技术涉及水污染通量监测系统
，具体为用于水系的污染通量监测系统。

技术介绍

[0002]目前，我国已逐步加大环境污染治理力度，实施最严格的环境保护制度。在水环境管理中，针对河流的水质目标管理一方面是要确定水污染的方向来源，另一方面是要确定其在固定一端时间的水污染通量。基于河流水质目标进行总量控制，可根据流域或区域环境自净力，来确定合适的污染物负荷总量，超过负荷总量就需要采取相应的措施，在水环境管理中，目前流域的水体污染检测并没有划分独立说的检测单元，无法明确确定水污染的来源，并且在河流水环境管理中，常常忽略没有明确路径的矿山排水、生活废水、农田排水等地表水系的径流产生的水污染，所以就要求在实际的水污染通量监测环节要确保各个污染源的监测相对独立，以便明确水系污染的主要来源。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供了用于水系的污染通量监测系统，通过建立入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统，能够实现对河流入口以及地表径流的污染通量的实时监测，对水体污染进行实时监测和预警判断。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：用于水系的污染通量监测系统，包括入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统以及监测平台，所述入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统分别用于实时检测各个入流口的污染通量和地表水系的污染通量及其来源方向，所述入流口污染通量检测子系统包括设置在各个入流口的第一检测器，所述第一检测器设置在入流口侧边，包括设置在河流上部的雷达流速探测计和雷达水位探测计，所述第一检测器还包括第一水质检测器，用于对水流进行采集并检测；
[0005]所述地表水系污染通量检测子系统包括间隔设置在水体周边的第二检测器，所述第二检测器包括用于检测地表水流量的多普勒超声流量计和用于检测地表水水质的第二水质检测器，若干所述第一检测器和所述第二检测器均与监测平台电连接且均设有相应的位置编码，用于将相应位置的水流检测信号传送至监测平台。
[0006]优选的，所述第一检测器包括固定底座和探测臂，固定底座安装在入流口侧边，探测臂安装在固定底座上方且一端水平延伸至河流上方，所述雷达流速探测计相对于水流方向倾斜设置，所述雷达流速探测计的接收方向与水流流向成第一夹角，且所述第一夹角大于30度小于80度，所述雷达水位探测计与水流方向垂直设置。
[0007]优选的，所述第一水质检测器包括安装在探测臂上的延伸臂，所述延伸臂包括电动伸缩结构，所述电动伸缩结构的一端连接有取水器，所述取水器包括用于储水的容置室，所述容置室内设有多个水体检测探头。
[0008]优选的，所述第二水质检测器包括朝向水流方向倾斜一定角度设置的取水管，所述取水管的另一端连接测试箱，所述测试箱内也设有多个水体检测探头。
[0009]优选的，所述测试箱包括底部为锥状结构的测试室和用于支撑所述测试室的支撑架，所述测试室的锥状底部设有电动阀门。
[0010]优选的，所述测试箱和所述容置室内的水体检测探头的结构相同，所述水体检测探头至少包括PH计探头、电导率探头和电化学法重金属检测电极。
[0011]优选的，所述探测臂上还设有一摄像装置，所述摄像装置包括倾斜设置的遮光板和摄像头，所述摄像头设置在所述遮光板的背面，所述遮光板的迎光面设有一光伏板，所述光伏板的输出端连接储能器，所述储能器用于向所述摄像头提供电能。
[0012]优选的，所述探测臂上还设有第一控制器，所述第一控制器与所述监测平台通讯连接，所述摄像头用于采集水面图像，所述摄像头与第一控制器和光敏感应电路电连接，光敏感应电路与第一控制器电连接，摄像头用于将采集的水面图像传输至第一控制器，所述摄像头配置有拍摄策略，所述拍摄策略设置为当光敏电路检测值大于第一亮度值时摄像头间隔第一时间连续进行拍照。
[0013]优选的，所述第一控制器配置有污水识别策略，所述污水识别策略包括对获取的水面图像进行灰度处理，剔除图像中的反射高亮光点，然后进行灰度梯度计算，如果水面图像内各处的灰度梯度差值小于第一差值，则随机选取图像中的一处灰度梯度值与标准检测水样的图像信息的灰度梯度值进行进一步对比判断，如果差值小于第二差值，则判定无明显污水，如果与标准检测水样的图像信息差值大于等于第二差值或者水面图像内各处的灰度梯度差值大于等于第一差值，则判定有污水疑似区域；；所述第一控制器配置有附加检测策略，所述附加检测策略包括当第一控制器判定摄像头拍摄的水面图像存在污水区域时，第一控制器控制伸缩结构带动取水器进行取水并进行水质检测。
[0014]优选的，所述伸缩结构与第一控制器电连接，所述第一控制器设有水样采集策略，所述水样采集策略包括依据第一采集周期控制伸缩结构进行伸缩运用带动取水器伸入水中进行取样，所述监测平台包括采样数据库，所述采样数据库内存储有历史水样采集信息，所述历史水样采集信息包括采集时间和相应的水质信息，所述水质信息至少包括PH值、电导率和重金属类型及其含量；
[0015]所述监测平台配置有预警策略，所述预警策略包括根据安装在各个入流口处的第一探测器测得的数据计算每个采样测量周期的污染通量，当单独一个测量周期的污染物通量大于第一阈值或第一时间内累计污染物通量大于第二阈值时生成预警信号，所述预警信号包括探测器的位置编码信息和相应的水质信息。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过建立入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统，能够实现对河流入口以及地表径流的污染通量的实时监测，对水体污染进行实时监测和预警判断。
[0017]入流口污染通量检测子系统包括设置在各个入流口侧边的第一检测器，第一检测器包括设置在河流上部的雷达流速探测计和雷达水位探测计以及第一水质检测器，雷达流速探测计利用多普勒原理得到表面流速，雷达水位探测计通过计算雷达发射后到探头所需要的时间计算得出雷达探头距离水面的距离，探头位置固定不变，可以转换成水位信息，由此结合水质检测器的检测结果可以计算出污染水在某一时间段内的通量。
[0018]地表水系污染通量检测子系统包括间隔设置在水体周边的第二检测器，包括用于检测地表水流量的多普勒超声流量计和用于检测地表水水质的第二水质检测器，第二检测器与监测平台电连接，第二检测器传送给监测平台的水体信息前缀均设有两bit的位置编码信息，监测平台通过对计算得出存在水体污染后再对位置编码信息进行识别即可得出地表水系污染的来向。
附图说明
[0019]图1为本专利技术用于水系的污染通量监测系统的流程框图；
[0020]图2为本专利技术用于水系的污染通量监测系统中第一检测器的第一种实施例的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术用于水系的污染通量监测系统中取水器的结构示意图；
[0022]图4为本专利技术用于水系的污染通量监测系统中多普勒超声流量计的结构示意图；
[0023]图5为本专利技术用于水系的污染通量监测系统中第二水质检测器的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于水系的污染通量监测系统，其特征在于，包括入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统以及监测平台，所述入流口污染通量检测子系统和地表水系污染通量检测子系统分别用于实时检测各个入流口的污染通量和地表水系的污染通量及其来源方向，所述入流口污染通量检测子系统包括设置在各个入流口的第一检测器(1)，所述第一检测器(1)设置在入流口侧边，包括设置在河流上部的雷达流速探测计(103)和雷达水位探测计(104)，所述第一检测器(1)还包括第一水质检测器(2)，用于对水流进行采集并检测；所述地表水系污染通量检测子系统包括间隔设置在水体周边的第二检测器，所述第二检测器包括用于检测地表水流量的多普勒超声流量计(3)和用于检测地表水水质的第二水质检测器(31)，若干所述第一检测器(1)和所述第二检测器均与监测平台电连接且均设有相应的位置编码，用于将相应位置的水流检测信号传送至监测平台。2.根据权利要求1所述的用于水系的污染通量监测系统，其特征在于，所述第一检测器(1)包括固定底座(101)和探测臂(102)，固定底座(101)安装在入流口侧边，探测臂(102)安装在固定底座(101)上方且一端水平延伸至河流上方，所述雷达流速探测计(103)相对于水流方向倾斜设置，所述雷达流速探测计(103)的接收方向与水流流向成第一夹角，且所述第一夹角大于30度小于80度，所述雷达水位探测计(104)与水流方向垂直设置。3.根据权利要求2所述的用于水系的污染通量监测系统，其特征在于，所述第一水质检测器(2)包括安装在探测臂(102)上的延伸臂(201)，所述延伸臂(201)包括电动伸缩结构(202)，所述电动伸缩结构(202)的一端连接有取水器(203)，所述取水器(203)包括用于储水的容置室(204)，所述容置室(204)内设有多个水体检测探头(205)。4.根据权利要求3所述的用于水系的污染通量监测系统，其特征在于，所述第二水质检测器(31)包括朝向水流方向倾斜一定角度设置的取水管(301)，所述取水管(301)的另一端连接测试箱(302)，所述测试箱(302)内也设有多个水体检测探头(205)。5.根据权利要求4所述的用于水系的污染通量监测系统，其特征在于，所述测试箱(302)包括底部为锥状结构的测试室(303)和用于支撑所述测试室(303)的支撑架(304)，所述测试室(303)的锥状底部设有电动阀门(305)。6.根据权利要求5所述的用于水系的污染通量监测系统，其特征在于，所述测试箱(302)和所述容置室(204)内的水体检测探头(205)的结构相同，所述水体检测探头(205)至少包括PH计探头、电导率探头...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振，张毅强，刘东方，齐伟，王建波，陆梅，王哲，罗莎，
申请(专利权)人：天津市水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：