一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法及系统技术方案

本申请提供了一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法及系统，通过设计结构简单、易于维护的浮标工作站获取了单个断面点位的信息后，可以将设备迁移至其他监测点位，扩大了调查范围，提高了设备的利用率和稳定性，能适应大多数室外多变环境，改善数据准确性；浮标污染通量监测具有时效性，避免了长时间的取样工作，提高工作效率，还能为后台提供长时间，高频率的采集数据；拥有远程通讯模块，可以在后端云监测平台对变化数据进行分析，降低了分析人员的工作量；引入通量的概念，在水质数据的基础上，配合流量数据，获取水流污染物通量，为后续治理提供更具参考意义的数据。后续治理提供更具参考意义的数据。后续治理提供更具参考意义的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法及系统


[0001]本申请属于水质监测
，更具体的，涉及一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法及系统。

技术介绍

[0002]我国的水资源水量总数多、人均少，随着经济飞速发展，污水排放量增大、污染影响范围广，水质情况趋于复杂。伴随污水的偷排漏排，常见的自然水体因此污染日益加剧。相较于对自然水体的直接治理，利用更加便利的监测技术，可以提高治理效果。
[0003]对污水来源的类别精选划分，可以分为工业废水、生活污水和农业污水。工业废水因产业的不同会有较大的区别，通常为某一类污染物浓度大，且不易被自然净化，常常带有颜色和异味，同时伴随热流出物排入水体，使水文升高。生活污水主要来自人口密度较高的城镇，包括家庭、学校、商业社区以及其他城市公共设施，污水来自包括厕所、厨房、浴室和其他排水设施，其主要排放方式以雨污混流、偷排漏排等排入自然水体。农业污水主要来自于农作物种植和牲畜饲养，此外还有农产品加工过程的污水排放，在影响环境的同时也对人体健康形成威胁。
[0004]常见的污染支流浓度随时间变化较为明显，其中排口有不定时排放的现象，所以需要对支流进行长时间、高密度的取样。传统的取样检测不具备时效性，且需要耗费大量人力。安装固定检测设备很大程度降低了人力，但是高昂的费用不利于大批量安装，同时受限于检测方法，检测频率较低，无法应对变化较快的水质状况，还会因为接电问题，受限于安装位置。另外，污水对于自然水体的污染，只考虑水质污染物的浓度，最终在计算污染物贡献率时会受水质通量的影响导致污染物贡献率偏差。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法及系统，采用一种更为便利且能自己供电的浮标式检测设备作为重要断面的监测手段，同时在具备污染监测时效性的基础上引入通量的概念，从而实现获取长时间和高频率的监测需求，提升水质污染物贡献率的准确性。
[0006]本申请的具体技术方案如下：
[0007]本申请提供一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法，包括如下步骤：
[0008]获取一定时期一定范围内水域的基本水质信息，筛选水质变化的水域范围；
[0009]获取水域范围下的水域状况信息，根据水域状况信息确定浮标站在各个支流的布置点位；
[0010]利用浮标站获取水域范围下的断面信息和水质信息，其中，断面信息包括横截面积、断面流量、水流流速、液位高度和水流方向；
[0011]接收断面信息和水质信息并利用积分方式生成污染物通量，根据污染物通量生成各个支流的污染物贡献结果发送至终端。
[0012]进一步的，所述浮标站包括本体，本体自上至下包括固定连接的圆锥台形浮力组件和空心圆柱形监测组件；
[0013]浮力组件设有太阳能电池板，通过两个蝴蝶铰链与浮力组件连接；
[0014]监测组件包括流量监测设备、水质监测设备、固定板和防水盒；
[0015]固定板为环形设计，与浮力组件的顶部固定连接、与防水盒和水质监测设备于环形内部固定连接、且与流量监测设备于环形外部固定连接；
[0016]防水盒内设有供电装置、控制装置、通讯装置和定位装置，供电装置与太阳能电池板和控制装置电连接，控制装置与流量监测设备、水质监测设备、通讯装置和定位装置电连接。
[0017]进一步的，利用浮标站获取水域范围下的断面信息具体为：
[0018]采用流量监测设备监测水域的断面信息，流量监测设备包括声学多普勒流速剖面仪，通过四芯电线与控制装置连接。
[0019]进一步的，利用浮标站获取水域范围下的水质信息具体为：
[0020]采用水质监测设备监测水域的水质信息，水质监测设备包含多参数传感器、COD传感器，氨氮传感器、总磷原水质分析仪和总氮原水质分析仪，其中多参数包含温度、pH、溶解氧、电导率、浊度、藻密度和叶绿素α。
[0021]进一步的，所述水质监测设备设有清洗模块，清洗模块包括固定部和清扫部，固定部与水质监测设备的顶部固定连接，清扫部为柔性球形设计，球形直径与固定板的内径相适配。
[0022]进一步的，所述浮力组件设有光感警示灯，光感警示灯为独立供电，与浮力组件的顶部磁力连接。
[0023]进一步的，所述浮力组件设有圆环形防撞结构，由金属材质制成，通过螺栓固定于浮力组件的外围。
[0024]进一步的，所述监测组件设有保护套筒，保护套筒为镂空形金属材料制成，与固定板通过螺栓固定连接。
[0025]进一步的，接收断面信息和水质信息并利用积分方式生成污染物通量具体为：
[0026]根据时段平均流量和流量时均距平值生成断面流量信息，根据时段平均浓度和浓度时均距平值生成污染物浓度信息；
[0027]根据断面流量信息和污染物浓度信息生成污染物通量信息。
[0028]本申请还提供一种基于浮标站的水质污染物通量监测系统，包括水域信息采集模块、通量信息采集模块、无线通讯模块和云服务器；
[0029]水域信息采集模块用于获取一定时期一定范围内水域的基本水质信息，筛选水质变化的水域范围；以及获取水域范围下的水域状况信息，根据水域状况信息确定浮标站在各个支流的布置点位；
[0030]通量信息采集模块用于利用浮标站获取水域范围下的断面信息和水质信息，其中，断面信息包括横截面积、断面流量、水流流速、液位高度和水流方向；
[0031]无线通讯模块用于将采集数据传输至云服务器；
[0032]云服务器用于接收断面信息和水质信息并利用积分方式生成污染物通量，根据污染物通量生成各个支流的污染物贡献结果发送至终端。
[0033]综上所述，本申请提供了一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法及系统。本申请通过设计结构简单、易于维护的浮标工作站获取了单个断面点位的信息后，可以将设备迁移至其他监测点位，扩大了调查范围，提高了设备的利用率和稳定性，能适应大多数室外多变环境，改善数据准确性；浮标污染通量监测具有时效性，避免了长时间的取样工作，提高工作效率，还能为后台提供长时间，高频率的采集数据；拥有远程通讯模块，可以在后端云监测平台对变化数据进行分析，降低了分析人员的工作量；引入通量的概念，在水质数据的基础上，配合流量数据，获取水流污染物通量，为后续治理提供更具参考意义的数据。本申请用于河道断面、湖泊进出水、支流等各污染物通量的数据采集，其工作原理结合前端设备和后端控制平台的计算方法得到相应的污染物通量数据，实施在线长效监测，最终可以获取监测支流污染物对主河道影响程度，为后续溯源工作以及应急方案提供数据支持。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0035]图1为本申请一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于浮标站的水质污染物通量监测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取一定时期一定范围内水域的基本水质信息，筛选水质变化的水域范围；获取水域范围下的水域状况信息，根据水域状况信息确定浮标站在各个支流的布置点位；利用浮标站获取水域范围下的断面信息和水质信息，其中，断面信息包括横截面积、断面流量、水流流速、液位高度和水流方向；接收断面信息和水质信息并利用积分方式生成污染物通量，根据污染物通量生成各个支流的污染物贡献结果发送至终端。2.根据权利要求1所述的基于浮标站的水质污染物通量监测方法，其特征在于，所述浮标站包括本体，本体自上至下包括固定连接的圆锥台形浮力组件和空心圆柱形监测组件；浮力组件设有太阳能电池板，通过两个蝴蝶铰链与浮力组件连接；监测组件包括流量监测设备、水质监测设备、固定板和防水盒；固定板为环形设计，与浮力组件的顶部固定连接、与防水盒和水质监测设备于环形内部固定连接、且与流量监测设备于环形外部固定连接；防水盒内设有供电装置、控制装置、通讯装置和定位装置，供电装置与太阳能电池板和控制装置电连接，控制装置与流量监测设备、水质监测设备、通讯装置和定位装置电连接。3.根据权利要求1所述的基于浮标站的水质污染物通量监测方法，其特征在于，利用浮标站获取水域范围下的断面信息具体为：采用流量监测设备监测水域的断面信息，流量监测设备包括声学多普勒流速剖面仪，通过四芯电线与控制装置连接。4.根据权利要求1所述的基于浮标站的水质污染物通量监测方法，其特征在于，利用浮标站获取水域范围下的水质信息具体为：采用水质监测设备监测水域的水质信息，水质监测设备包含多参数传感器、COD传感器，氨氮传感器、总磷原水质分析仪和总氮原水质分析仪，其中多参数包含温度、pH、溶解氧、电导率、浊度、藻密度和叶绿素α。5.根据权利要求1所述的基于浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，伍其辉，谭映宇，李永飞，李晨，
申请(专利权)人：杭州石炭纪环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：