地下水监测技术方案.docx

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地下水监测技术方案

咸潮监测预警技术方案

2013年7月

1.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（2006—2020）》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OTTEcolog500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OTTHydras3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Ecolog500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OTTEcolog500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５－１０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

OTTEcolog500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OTTHydras3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。

1OTTEcolog500温盐深监测记录仪

OTTEcolog500/800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.

OTTEcolog500/800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】

OTTEcolog500/800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：

0～4m;0~10m;0～20m;0~40m；0～100m

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：

-5～45℃

温度测量：

量程：

-25~70℃

分辨率：

0。

01℃

精度：

士0.1℃

电导测量:

量程：

0。

001~2。

000mS/cm0.10~100.00mS/cm

分辨率：

0.001mS/cm0.01mS/cm

精度:

士0。

5％测量值士1。

5％测量值

总体指标:

电源：

2节1.5V二号碱性电池

或1—2节锂电池3.6V/13Ah

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850/900MHz/1800/1900MHz，

GSM（四频），GPRS

天线：

内置；耐候性，可选外置天线

接口:

红外（IrDA）

内存：

4MB,约500000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LxØ：

传感器单元:

195mmx22mm

通信单元：

516mmx50mm

重量：

传感器：

约0。

300kg

通信装置：

约0.720kg

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:

IP68

通信单元：

IP67

EMV标准

符合EG204/108/EG

ETSIEN301486—1/-7

EN61326—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。

6V13Ah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。

GSMSMS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Hydras3系列软件,也可根据现场情况由系统商提供相应软件。

OTTHydras3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OTTHydras3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.Hydras3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;