地下水监测技术方案.doc

咸潮监测预警技术方案2013年7月目 录1. 概述22. 技术方案32.1系统组成32.2方案特点32。3产品功能特点介绍42。3.1 OTT Ecolog800 温盐深监测记录仪42。4 供电模式82.5 数据通讯92。6 系统安装92.7 监控中心软件103。 产品主要应用情况111. 概述地下水作为人类生存空间的重要组成部分，为人类提供了优质的淡水资源。但是，随着我国环境污染的日趋严重，人类活动导致地下水污染已从点状扩展到面状污染。除地下水自身受污染外，又成为土地污染的重要媒介。 含水层对污染源的敏感性、纳污的脆弱性及其与土地污染的相关性已引起行业专家的普遍关注。而且，土壤和含水层一旦受到污染，清除、治理、修复十分困难,不仅经济投入很大，技术上也有难度，时间周期也很长。 我国的淡水资源严重不足，人均占有量只及世界人均量的四分之一，目前，国内七大地表水系均遭到不同程度的污染，地下水污染也面临十分严峻的局面,这对我国本不充裕的水资源来说无疑更让人忧虑。随着人口密度加大和工农业生产的发展，水资源供需矛盾日益突出，地下水降落漏斗逐步扩大，地表水体的严重污染也使地下水逐步遭到污染，而浅层地下水的无法使用迫使许多地区大量开发深层地下水，又带来了地面沉降，海水入侵等缓变地质灾害。据环保部门统计，1996年全国废水排放总量约1356亿吨，江、河、湖污染严重,并呈加重趋势，50%的浅层地下水遭到不同程度的污染，其中40已不适宜饮用。 国家发展改革委、水利部、建设部、卫生部、国家环保总局编制的全国城市饮用水安全保障规划（20062020)日前印发。按照规划目标,到2020年,将建立起比较完善的饮用水安全保障体系，满足2020年全面实现小康社会目标对饮用水安全的要求。“十一五”期间,重点解决205个设市城市及350个问题突出的县级城镇饮用水安全问题。目前来看，全国各地，尤其是北方地区广泛采用地下水作为饮用水源.为保障供水安全，有必要对地下水的水文和水质参数进行监测，以便实时掌握地下水的储量变化，水质指标等情况，选择合适优质的地下水源,保障饮用水源的安全,合理有效的利用地下水，在近海地区,更可以根据实时监测指标对可能出现的海水倒灌实现预警等目的。本方案由美国哈希公司编制。哈希公司总部位于美国科罗拉多州拉夫兰市,隶属于全球500强的丹纳赫集团，是全球最大的水文水质仪器供应商，旗下拥有20几个水文水质的仪器品牌，为水文水质监测领域提供多种多样的分析设备，并与各国政府、环境监测部门以及高校研究领域都有十分密切的合作。哈希公司目前在中国有超过20个办事处和联络处，在北京、上海、广州、重庆和系西安设有维修服务中心，在全国各地有超过100名本地服务工程师为客户提供优质的服务.本方案主体采用哈希旗下品牌OTT公司产品，为咸潮监测和预警提供最专业的解决方案。2。 技术方案2.1系统组成方案主体采用OTT Ecolog500地下水监测记录仪,它可以同时监测水位、水温数据，并内置数采仪实现内部模数转换，数据不受外界干扰。传输方面采用该仪器一体化实现无线数据传输，并结合OTT Hydras 3数据平台实现数据的接收和显示、生成报表、数据报警及远程管理等功能。全套设备整体由德国原装进口，生产工艺和组装工艺均为世界领先水平，系统功能完善,整体性好,单一品牌无兼容性问题,安装简单方便,性能长期稳定可靠.2.2方案特点OTT地下水监测技术方案具有以下特点：整体性方案中所有软、硬件均由OTT公司研发、生产并集成,仪器的硬件接口、通讯协议及数据平台均经统一规划设计，不存在任何兼容性问题,产品性能稳定，质量可靠。其中Ecolog 500监测记录仪本身集监测和数采于一体，既节省了设备费用,同时也保证数据监测后即时转换为数字式存储，减少模拟量的中间传输过程，以防止由于模拟信号的远距离传输导致数据出现问题。同时,一体化的设计保证在数据传输过程中不存在任何匹配、兼容和外界干扰。集成化整个系统硬件只需OTT Ecolog500监测记录仪作为主要硬件组成部分，硬件结构少，系统功耗极低,安装调试简单方便。超低功耗在每小时监测及传输一次的前提下，系统只需采用1-2节标准碱性电池供电即可使用超过一年半，如果使用高性能锂电池，供电时间可长达年.无需外接供电,无需太阳能供电,节约成本并容易安装。高性能OTT Ecolog500温盐深监测记录仪内置导气管，具有自适应气压变化和自动温度补偿的功能,长期使用无需校正。外壳采用904L不锈钢,可保证在系统生命周期内的防腐性能。电缆材质采用专业防弹衣的凯尔拉夫材质，具有超高强度,长期使用也不变形,保证数据测量的准确性。灵活性系统组件体积小,仪器直径2cm，安装简单方便，安装成本低.多种通讯方式系统提供SMS短信、GPRS网络传输、卫星通讯等多种数据传输方式，可适用于各种数据传输要求.同时兼有超限群发短信报警、远程反控等实用功能。设备间接口采用红外连接,避免了在潮湿环境下接口可能受到腐蚀及生锈的问题。多功能数据平台系统采用OTT Hydras3 软件平台，实现多站点并行管理，地图显示，数据显示、分析、处理、统计等功能，并可输出各种图表和数据报告。2.3产品功能特点介绍2.3。1 OTT Ecolog500 温盐深监测记录仪OTT Ecolog500/800型地下水记录仪采用高度集成化设计,集传感器、数采仪、无线通讯模块于一体，整体由德国设计制造,可独立形成小型测站，用于各种地下水位水温及盐度（800型）的测量。仪器采用干式陶瓷电容传感器测量水下的压力,同时通过导气管连通外界大气自动测量外界气压，传感器直接测量水压与气压的差值换算成真实的水柱高度，再通过数采仪计算为实际水位高程或埋深。同时为保证气管不受外界温湿度干扰，在气管末端专门设计装有特氟龙分子筛,阻隔外界水分子进入气管，保证气压补偿的性能。陶瓷电容传感器具有长期稳定性好的特点,长期使用无漂移。同时经过高密度的压力校正,即使是微小的水位变化也可以测量并记录.OTT Ecolog500/800传感器外壳采用904L不锈钢，在防腐性能方面远远高于同类产品，即使高盐度条件下也可正常使用抗腐蚀能力和钛合金相当。仪器内置4M内存,可同时存储水位、水温、电池电压、通讯电压和通讯信号质量数据多达50万个，电池可采用锂电池、碱性电池或外置蓄电池供电，锂电池使用寿命10年以上。【技术特点】 水温、水位一体化监测 传感器、数采仪、控制器及通讯模块一体化设计，无任何兼容性问题 陶瓷电容传感器，坚固耐久无漂移 自动温度、气压及海拔补偿 独有特氟龙分子筛，气压补偿不受湿度影响 电池种类灵活选择，现场更换简单方便 锂电池使用寿命大于10年 高质量904L不锈钢外壳，超强防护及防腐能力 专业的凯尔拉夫材质电缆，长期使用不变形 内外全部密封，防止泄露. 红外接口，永不腐蚀及生锈 内置无线传输功能实现远程通讯 支持各种短信及GPRS远程传输 安装简单方便，适合各种井口 全中文操作软件 可测量盐度（Ecolog800型) 自动密度补偿(Ecolog800型)【仪器结构】OTT Ecolog 500/800结构小巧简单,非常容易安装，主要有传感器单元（包括数采仪)、连接电缆和供电及通讯单元组成。如下图所示：传感器单元采用904L材质高标号不锈钢外壳，可用于各种恶劣环境。单元前段采用陶瓷电容传感器，保证长期稳定性，前方的中空缺口为盐度传感器，采用四电极法,性能稳定可靠.为保证传感器单元长期的水下稳定性，单元内部为完全密封，以防泄漏.供电及通讯单元则置于水面以上，采用红外接口通讯，并采用三节干电池或锂电池供电。干电池使用寿命2年以上，锂电池使用寿命则在10年以上。无需外接供电。【技术指标】水位测量：量程：04m; 010m; 020m； 040m; 0100m 分辨率:0。01 FS 精度：士0。05%FS压力探头：陶瓷电容温度补偿 过载能力：大于4倍量程 温度补偿范围:-545 温度测量：量程:2570 分辨率：0。01 精度：士0。1 电导测量： 量程:0.0012.000 mS/cm 0.10100。00 mS/cm 分辨率:0。001 mS/cm 0。01 mS/cm 精度：士0.5测量值 士1.5%测量值总体指标：电源： 2节1.5 V 二号碱性电池 或12节锂电池 3.6 V/13 Ah 电池使用寿命： 每小时测量一次，每周传输一次. 锂电池（DD）： 约 10 年 碱性电池(CC）：约 2 年调制解调器：GSM 标准 850/900 MHz/1800/1900 MHz, GSM ( 四频 ） ，GPRS天线：内置；耐候性，可选外置天线接口：红外 (IrDA）内存：4 MB,约500 000个测量值测量/存储周期：5 秒24 小时安装： 安装在等于或大于2的观测井中； 工作温度：-30 C + 85 C储存温度：-40 C + 85 C尺寸 L x ： 传感器单元：195 mm x 22 mm 通信单元：516 mm x 50 mm重量： 传感器：约 0。300 kg 通信装置：约 0.720 kg外壳材料： 传感器单元：904L不锈钢 通信单元：铝，PA-GF电缆：凯尔拉夫纤维防护类型： 传感器单元:IP 68 通信单元:IP 67 EMV标准符合EG 204/108/EG ETSI EN 301 486-1/7 EN 61326-1【安装方式】浸入式安装，将供电单元卡或吊在井口即可。2.4 供电模式系统采用干电池或锂电池供电，推荐采用锂电池。特点是使用时间长而使用成本极低。采用1-2节3.6V 13Ah锂电池,使用寿命长达5-10年。更换电池无需任何专业工具，并且无需破坏系统安装结构,也无需移动水下探头位置，现场即可简单更换。2。5 数据通讯系统可兼容多种有线/无线通信模式，方便用户选择。GSM SMS通讯系统可通过移动运营商的GMS网络,使用SMS短信进行数据通讯。具体通讯方式为：数采仪将指定传输的数据压缩，以SMS短信的形式,向指定的接收端发送.接收端接到短信后，在服务器上进行解码，并将解码后的数据汇入数据库。每条短信可以传输多个数据，可视情况每测量一次就发送一条短信,也可测量多次后再统一发送短信以节省费用.短信采用二进制加密方式传输，保证数据的安全性。GPRS网络通讯系统可通过GPRS 网络，利用因特网进行数据传输。具体传输方式为：系统通过GPRS拨号上网,将压缩的数据文件发送至指定的FTP/HTTP/SMTP服务器。服务器收到数据文件后进行解码并汇入数据库。每个文件可以传输单个或多个数据。费用低于SMS短信传输。文件采用加密方式传输，保证数据的安全性。短信报警在设定液位、盐度超限或低限报警的前提下，系统可直接发送报警短信到监控室或主管人员的手机上，实现紧急报警功能。CSD反控在移动运营商支持CSD的情况下，可通过远程控制软件直接拨号到系统实现系统的远程反控。在此模式下，可以对系统设置进行任何更改及下载数据.2。6 系统安装系统安装十分简单。Ecolog500传感器单元可直接投放到水下，或者通过套管固定位置。供电部分简单吊装或卡在管口即可。2。7 监控中心软件采用OTT配套软件Hydras 3系列软件，也可根据现场情况由系统商提供相应软件.OTT Hydras 3是专门为水文遥测定制；可轻松读取来自任何传感器或监测站的数据.最多可完成99个工作站的数据的自动获取，每个工作站的数据相互独立,互不干扰。使用OTT Hydras3 同时可迅速建立所须站点或所在区域的数据分析，并绘制成直观的流域分析图。支持地图功能,每个监测站点通常用“小旗显示在地图上,“小旗边将显示该站点的所指定显示的数据.对于数据安全、危险及超标的数据，“小旗”会以不同的颜色显示在地图上，使用者可以对各个站点的数据情况一目了然Hydras3系列软件提供可接收来自各通讯方式的原始数据，包括SMS短信、网络传输的文件、邮件以及卫星传输的文件等，可以很方便的下载采集的数据，并对数据进行各种后处理如数据平均、数据统计、数据计算等功能。软件还可以对指定的数据生成图形报表，并可将多个站点、传感器的数据绘制在一张图表上进行比较分析和相关分析。数据导出功能可以以任意指定的方式导出数据，如单独传感器数据导出、单独站点数据导出以及多站点多传感器数据导出等，导出格式为常见的Excel、Txt或Xml等格式.Hydras 3软件还可以以指定的方式生成数据报告。Hydras3 软件界面【软件平台特点】界面十分轻松、友好；建站只需要“即拉即用”；数据自动连续读取;实时进行通讯;数据分析图形随要随显；可随时下载数据；数据后处理功能；数据表格导出，支持跨站点数据比对等复杂功能【软件功能】具有数据接收、存储和处理功能，具有反控功能,用以设定监测参数和监测频率。数据可通过短信、GPRS及卫星通讯等方式接入.能够开展数据自动采集、数据有效性分析、监测控制、有效数据入库、日常维护、数据管理、数据报表、信息发布、数据上报、统计分析、短信报警等功能有机的融合到一个软件中，界面美观，操作方便；软件可以自动导入SMS短信或从网络导入加密的传输文件，同时按日期备份原始数据.软件系统可导入外部地图，并在地图上实时显示监控各点位数据情况软件具有图形化功能，可以绘制相关参数的图形曲线，并可绘制不同站点或不同参数之间的比较曲线.软件具有数据展示和处理功能，可根据需要对数据进行平滑、平均、统计等各种处理和分析功能,并可以绘制年、月、周、日和自选时间段内的图形曲线。软件可将数据导出为文本或excel格式。如需接入第三方软件平台，可提供数据通讯协议；相关软件免费升级。3。 产品主要应用情况国外：德国、奥地利、法国、埃及、南非、巴西、美国等超过20000套国内：产品自2010年进入中国以来,与国家地质环境监测院展开密切合作，在地质环境监测院内部的综合评比实验中，位列进口品牌第一位。主要用户：中国地质环境监测院、沈阳地质环境监测站、长春地质环境监测站、宁夏地址环境监测站、北京、甘肃、广东、河北、江西等地地质部门.目前国内销量超过1000套.部分项目简介:项目说明现场照片吉林地下水监测项目：吉林地下水监测站，采用Ecolog500超过30套；设备自2010年底使用至今无故障。监测环境恶劣,低温可至零下30度。沧州地下水监测项目:沧州地质局，采用Ecolog 500超过10套。设备自2011年初使用至今无故障.部分井位埋深超过100米。中国地质环境监测院北京地下水监测项目,采用Ecolog500超过10套；甘肃