一、地下水監(jiān)測現(xiàn)狀及意義
目前，我國的地下水監(jiān)測主要由水利部門和國土資源部門開展。根據(jù)《水法》、《水文條例》和國務(wù)院“三定”方案，水利和國土部門的地下水監(jiān)測工作在監(jiān)測的目的、功能、對象和指標(biāo)等方面有所不同，各有側(cè)重。
加強(qiáng)地下水監(jiān)測工作，充分利用先進(jìn)的水位、水質(zhì)在線監(jiān)測、通訊傳輸、軟件開發(fā)等技術(shù)，形成集地下水水質(zhì)信息采集、傳輸、處理、分析及信息服務(wù)為一體的信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)地區(qū)地下水水位、水質(zhì)實(shí)時連續(xù)長期監(jiān)測，可有效改善水資源管理和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治方面嚴(yán)重滯后的局面，大幅提高地下水監(jiān)測與信息服務(wù)能力，為地下水資源評價、地下水水源地保護(hù)預(yù)警提供有力的數(shù)據(jù)支持，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供可靠的技術(shù)支撐。
二、地下水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)參考標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
設(shè)備及服務(wù)參考以下標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范執(zhí)行：
《水位觀測標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138-2010）；
《紫外吸收（UV）水質(zhì)自動在線監(jiān)測儀技術(shù)要求》（HJ/T191-2005）；
《地下水監(jiān)測規(guī)范》（SL/T183-2005）；
《地下水監(jiān)測站建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（SL360-2006）；
《地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)通信報文規(guī)定》（DXS 01-2016）；
《地下水?dāng)?shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符》（DXS 02-2016）。
三、地下水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測參數(shù)的選擇
根據(jù)當(dāng)前儀器設(shè)備的發(fā)展趨勢，選擇以下參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對地下水的監(jiān)測。
|
序號
|
參數(shù)
|
原理
|
|
1
|
水溫
|
熱電阻
|
|
2
|
濁度
|
90°散射光
|
|
3
|
苯BTX
|
全光譜
|
|
4
|
氯苯
|
全光譜
|
|
5
|
石油烴
|
全光譜
|
|
6
|
UV254有機(jī)類
|
全光譜
|
|
7
|
砷
|
比色法
|
|
8
|
鉛
|
比色法
|
|
9
|
六價鉻
|
二苯碳酰二肼比色法
|
|
10
|
鎘
|
比色法
|
|
11
|
銅
|
BCO 分光光度法
|
|
12
|
汞
|
比色法
|
|
13
|
鋅
|
雙硫腙比色法
|
|
14
|
錳
|
甲醛肟比色法
|
|
15
|
氟
|
氟試劑比色法
|
化工廠地下水污染要求監(jiān)測的參數(shù)：苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷（氣體無法測量）、氯苯、石油烴等有機(jī)類，砷、鉛、鉻、鎘、銅、汞、鋅、錳、氟化物等
四、監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成
4.1系統(tǒng)簡介
面對地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)中的問題，我公司從地下水資源環(huán)境的實(shí)際情況出發(fā)，提供了一套可靠、實(shí)用、方便的整體系統(tǒng)解決方案。地下水水位、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)方案依托中國通信網(wǎng)絡(luò)，集計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、無線通信技術(shù)、測控技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)地下水水位、水質(zhì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測。
4.2系統(tǒng)組成
地下水水位、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)方案由四部分組成：監(jiān)測數(shù)據(jù)管理中心、通信網(wǎng)絡(luò)、微功耗測控終端、現(xiàn)場儀表。
l 監(jiān)測數(shù)據(jù)管理中心：包括服務(wù)器（數(shù)據(jù)接收計算機(jī)、數(shù)據(jù)接收軟件、 數(shù)據(jù)查詢分析軟件）、打印機(jī)，GPRS數(shù)據(jù)接收模塊。整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)測每個監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)生成各種報表和曲線。
l 通信網(wǎng)絡(luò)：中國移動GSM/GPRS通信網(wǎng)絡(luò)。
l 微功耗測控終端：采集現(xiàn)場水位計、水質(zhì)傳感器的數(shù)據(jù)并無線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，采用高能量電池供電。
l 水位計：測量監(jiān)測井水位、溫度、電導(dǎo)率等參數(shù)。
水質(zhì)傳感器：測量監(jiān)測井水質(zhì)參數(shù)
地下水水位、水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)示意圖
自動監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖
4.3微擾動采樣單元
G37系列地下水微擾動采樣監(jiān)測系統(tǒng)
G38系列地下水綜合的采樣系統(tǒng)
用途：G37列地下水微擾動采樣監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于氣動原理的微擾動采樣系統(tǒng)，用于地下水原位采樣。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于水利、 環(huán)保、檢測等行業(yè)，適用于污染場地、石化場地、 園區(qū)等采樣工作，尤其適用于揮發(fā)性有機(jī)物的采 樣檢測。
G38系列地下水綜合的采樣系統(tǒng)支持微擾動洗井、大流量洗井、微擾動采樣、大流量采樣多種組合模式；支持藍(lán)牙及4G/5G終端控制模式，更易于操控；
內(nèi)置洗井及采樣模式算法，配置多種模式選擇，使用更廣泛。
規(guī)范：《HJ1019-2019 地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物采樣技術(shù)導(dǎo)則》《HJ164-2020 地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》
《重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地調(diào)查樣品采集保存和流轉(zhuǎn)技術(shù)規(guī)定》
特點(diǎn)：支持微擾動洗井、大流量洗井、微擾動采樣、大流量采樣多種組合模式；
支持藍(lán)牙及4G/5G終端控制模式，更易于操控；內(nèi)置洗井及采樣模式算法，配置多種模式選擇，使用更廣泛。
應(yīng)用場景：
石化場地：石化類場地，園區(qū)及尾礦等區(qū)域地下水污染較為復(fù)雜， G37能夠采集代表性的原始水樣，適用于場地調(diào)查、 場地修復(fù)治理以及第三方實(shí)驗室樣品提取工作。
地勘行業(yè)：當(dāng)前，地勘系統(tǒng)地下水調(diào)查工作正在有序推進(jìn)。 G37能夠有效執(zhí)行相關(guān)地下水采樣工作， 采樣有效性能夠客觀的反應(yīng)地下水當(dāng)前情況。
水務(wù)行業(yè)：G37已經(jīng)逐步埋入水務(wù)領(lǐng)域，并成功幫助用戶完成了多次戶外采樣任務(wù)。 水務(wù)系統(tǒng)地下水井分布廣泛， G37的采樣有效性是不可忽視的優(yōu)勢。
監(jiān)測方式：抽水式地下水監(jiān)測已經(jīng)逐步進(jìn)入市場的需求層， 地下水**的概念正在以的速度增強(qiáng)，G38可親切的幫助客戶一站式解決采水難題。
安裝方式：高集成小型化的特點(diǎn)， 即便安裝空間再壓縮一下， 依然能夠傲視群雄，使得其同樣可以應(yīng)用于微型站監(jiān)測。多樣的安裝方式和友好的通訊模式， 讓它能夠暢行各種應(yīng)用， 無論是立體安裝， 還是集成化嵌入，都可迎刃而解。
4.4監(jiān)測傳感器設(shè)備選型
4.4.1全光譜水質(zhì)分析儀（con::cube+spectro::lyser）
con::cube全參數(shù)控制器：全新一代的s::can控制終端高性能、節(jié)能的工控機(jī)配有*新的英特爾Atom技術(shù)和4 GB內(nèi)存寬屏彩色顯示器（7“)并帶有觸摸屏功能，就像使用手機(jī)一樣，高度直觀、可觸；功能圖案可在不同位置進(jìn)行拖曳標(biāo)準(zhǔn)情況下，可連接和顯示4個s::can傳感器；可以選擇連接無數(shù)個傳感器支持兩個額外清洗設(shè)備低于3W的低耗電量（測量間隔為15分鐘），太陽能板應(yīng)用雙頻WCDMA和四頻EV-DO網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)提供的全球網(wǎng)絡(luò)連接所配置的WIFI插件，用于遠(yuǎn)程遙控和數(shù)據(jù)傳輸100 Mb/s高速以太網(wǎng)接口，將數(shù)據(jù)集成到大型網(wǎng)絡(luò)通過 U盤方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通過繼電器輸出、4-20mA、SDI-12、Modbus RTU/TCU以及Profibus DP與SCADA的接頭通過4-20 mA輸入, SDI-12和Modbus RTU/TCP集成第三方傳感器利用8個擴(kuò)展插槽可以方便擴(kuò)展其他的模擬和數(shù)字輸入輸出預(yù)先安裝了過程控制軟件moni::tool，可選其他的軟件工具（如：數(shù)據(jù)有效性甄別和事件甄別）顯示濃度值、歷史數(shù)值、光譜值以及所有的事件全套s::can監(jiān)測站和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置、校準(zhǔn)、管理都很便捷。
技術(shù)參數(shù)：
集成：1 x s::can 光譜探頭和3 x s::can 傳感器或 ISE(離子選擇性)探頭
顯示屏：VGA彩色顯示屏 7"TFT(可選）
功能顯示：4 x LED
操作方式：觸摸屏（可選）
以太網(wǎng)-瀏覽器或 VNC
WIFI-瀏覽器或VNC
USB (鍵盤，鼠標(biāo))
3G modem (可選)
操作系統(tǒng)：嵌入版 XP
主存儲器：1 GB RAM
內(nèi)置存儲器：4 GB
與 s::can 光譜探頭的接口連接：1 x MIL,IP 68,RS485,12 VDC
與 s::can 傳感器的接口連接：3 x 系統(tǒng)插頭,IP 68,RS485,12 VDC
與第三方傳感器的接口：RS485 Modbus, SDI-12, *多可有16個 4-20mA輸入
網(wǎng)絡(luò)連接：802.11n a/b/g WIFI 300Mb/s
Ethernet LAN
與 SCADA (數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))的接口：Modbus RTU 或TCP, Profibus DP (可選)，SDI-12
數(shù)據(jù)傳輸：通過 PC 或 USB 閃盤
遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸：通過以太網(wǎng)/XML協(xié)議
GSM 調(diào)制解調(diào)器：全球多模式連接
850/190 Mhz GSM/GPRS/EDGE
850/900/1800/1900 MHz HSDPA/HSUPA/UMTS
850/900/1900/2100 MHz
電源：D-315-230: 100 ... 240 VAC
D-315-024: 10 ... 30 VDC
接地：<0.5 歐姆,至過程介質(zhì)
功耗(典型)： 10 W (沒有顯示, 沒有模擬端口)
30 W (全配置)
功耗(*大) ：20 W (沒有顯示，沒有模擬端口)
60 W （全配置）
模擬輸出：*多8 x 2 x 4-20mA
模擬輸入：*多8 x 2 x 4-20mA
用于自動清洗的輸出：2個
數(shù)字輸入：*多7 x 2 x 24 VDC
繼電器輸出：4 x 2A (250 VAC)
系統(tǒng)誤差繼電器：1 x 2A (250 VAC)
尺寸(寬 x 高 x 深) ：280 x 209 x 85 mm
外殼材料：鋁合金，粉末涂層
重量(*小值)： 2 kg (無顯示)
3 kg (包含顯示)
工作溫度：-20 ... 50 °C
儲存溫度：-20 ... 60 °C
儲存濕度：5 ... 90 %
防護(hù)等級：IP65
符合電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)：EN 61326:2006
符合**性標(biāo)準(zhǔn)：EN 61010-1:2011
UL 61010-1:2004 R10.08
CAN/CSA-C22.2 NO. 61010-1-04+GI1(R2009)
4.4.2全光譜傳感器
根據(jù)應(yīng)用情況,可監(jiān)測CODmn、TOC、DOC、NO2-N、NO3-N、BTX、BOD、UV254、氯苯、石油烴等有機(jī)物。
即插即測
測量原理：紫外可見光全光譜（220-720nm或220-390nm)
多參數(shù)探頭
適用于地表水、地下水、飲用水和污水
長期穩(wěn)定且免維護(hù)的運(yùn)行
出廠前預(yù)校準(zhǔn)
內(nèi)置壓縮空氣的自動清洗管路
直接在水中安裝測量（浸沒式）或通過流通管道安裝（監(jiān)測站）
通過s::can控制終端和s::can軟件進(jìn)行操作
可以在100mm、35mm、15mm、5mm、2mm、1mm或0.5mm之間選擇**耐用的光程口徑插件
易于安裝，無堵塞
技術(shù)參數(shù)：
測量原理：紫外-可見光譜測量范圍 220 - 720nm
紫外光譜測量范圍 220 - 390 nm
詳細(xì)的測量原理：閃爍氙燈，256個光二極管
自動補(bǔ)償儀：雙光束測量，全光譜
交叉靈敏度自動補(bǔ)償：濁度/固體顆粒/有機(jī)物質(zhì)
出廠前進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)：所有參數(shù)
內(nèi)置存儲器：656 KB
集成溫度傳感器：-10 ... 50 °C
溫度傳感器分辨率：0.1 °C
集成壓力傳感器(可選)：0 ... 1,2/2/11 bar
壓力傳感器分辨率測量范圍的：1：1000
集成方式：con::nect & con::cube
電源：11 ... 15 VDC
功耗(典型)： 4.2 W
功耗(*大)： 20 W
與 s::can 控制終端的接口連接：MIL 連接器,IP 68,RS485,12 VDC
與第三方控制終端的接口：電腦/壓縮空氣鏈接終端包含網(wǎng)關(guān) modbus RTU
電纜長度：7.5 m固定電纜 (-075) 或1 m 固定電纜 (-010)
電纜類型：TNPU夾套
外殼材料：不銹鋼 1.4404
重量(*小值)： 3.4 kg（包含電纜）
尺寸(直徑 x 長) ：44 x 612 mm / 698 mm
工作溫度：0 ... 45 °C
儲存溫度：-10 ... 50 °C
工作壓力：0 ... 3 bar
高壓技術(shù)規(guī)格：10 bar
防爆技術(shù)規(guī)格(可選)：符合 EN60079-0、-1的產(chǎn)品認(rèn)證及ATEX的防爆認(rèn)證
安裝/固定：浸沒或在旁通(流通管道)中
流速：3m/s(*大值)
機(jī)械穩(wěn)定性：30 Nm
防護(hù)等級：IP68
自動清洗：介質(zhì)-壓縮空氣
允許壓力-3 ... 6 bar
空氣體積-7 ... 20 升(每次清洗)
清洗時間-1 ... 5 秒(每次清洗)
清洗時間間隔-每到第 1 至第 10 個
測量間隔-取決于應(yīng)用
延時-10 ... 30 s
符合電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)：EN 61326:97/A1:98/A2:01
符合**性標(biāo)準(zhǔn)：EN 61010-1:2002