浮船站建设方案.docx
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浮船站建设方案
1.1.1建站方式选择
根据地表水自动监测规技术范（试行XHJ915-2017）建设要求,xx区监测可采用水上固定平台站、水上浮标（船）站的方式建设。
本项目监测因子较多，设备安装占用面积较大，需水站具备较大可用面积。
水上固定平台站可满足设备安装所需要而积，但建站费用较高。
浮标站虽费用较少，但而积较小，无法提供足够的设备安装占地面积。
浮船站既能满足设备安装时占地面积、费用较少。
xx区己正常运行的xx区国家站也是浮船站，本项目建站方式也参考了XX区国家站的建站方式。
所以本次项目采用浮船站方式建站。
1.1.2系统概述
浮船式水质在线监测系统由浮体平台（船体、浮柱、防撞轮胎与防撞横梁装置）、采水单元、分析单元、控制单元、废液收集单元和辅助单元（太阳能供电单元、安防、视频监控单元）等组成。
3
系统结合现代通讯技术，将仪器的测量结果、系统/仪器的运行
状况、故障等信息自动传送到巴彦淖尔水系平台。
A
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・1浮船站系统结构图
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・2浮船式水站外观图
1.1.3新建浮船站选址
1.1.3.1选择原则
站址选择原则包括建站可行性、水质代表性、监测长期性、系统安全性和运行经济性。
为确保水质自动监测浮船站的长期稳定运行，所选取的站址应具备良好的交通（水路和陆路）、通讯、枯水期采水可行性和运行维护安全性等建站基础条件。
所选取站点的监测结果能代表监测水体的水质状况和变化趋势。
湖库断面要有较好的水力交换，所在位置能全而反映被监测区域湖库水质真实状况，避免设置在回水区、死水区以及容易造成淤积和水草生长处，最低水深不低于1米。
1.1.3.2浮船站选址
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・3新建浮船站选址图
4
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・4新建浮船站现场勘测图
1.1.4浮船站建设技术方案
1.1.4.1功能设计
浮船式在线监测系统是实现水质在线连续监测的，船体和监测设备与国家站xx心站的所有配置均保持一致，所有功能均保持一致。
设计包括如下功能：
1、 可调节式取样方式（连续或间歇），可根据监测频次取水（监测频次最高为0.5小时/次）。
2、 系统具有异常状况的自动诊断功能，并在出现故障时进行报警与记录。
3、 监测频次可根据现场情况智能设定，并支持远程设定。
4、 数据自动采集、处理、存储及传输。
5、 根据用户要求进行数据的有效性判别，同时测试数据及状态信息数据自动采集与远程传输。
6、 自动分析过程中有完整的质量控制手段及质控数据报告，对可疑数据实施相应的标记（数据标识）。
7、 具有系统日志功能，对系统和设备运行状况信息进行存储和传输并方便查询。
8、 系统具有停电保护及来电分级自动恢复功能。
9、 系统设置具有开放性，用户可根据需要灵活设置有关监测参数，系统具有良好的扩展性。
10、 充分节省务个模块的功耗，考虑当地气候，合理设计太阳能供电方案。
11、 为提高电源使用效率，所有用电设备直接采用蓄电池24V供电（避免增加逆变器等中间环节）,所有用电负载采用节能设计（用电负荷详见“2.3.491供电单元”章节）。
12、 太阳能电池板经过专业设计加工，提高电池充电效率。
13、 即使出现异常情况（如连续阴雨天超过设计天数10天），浮船具有220V充电接口，可以很方便地利用市电充电机进行紧急充电，保证电力供应正常。
电源采用岸边电源或便携式发电机进行应急充电（运维单位提供）。
1.1.4.2船体设计
1.1.4.2.1基本功能和设计特点
轻量化设计：
船体采用双层玻璃钢结构，内部填充隔热保温材料并采用镀锌板局部加强，在满足船体刚性结构要求的前提下，大幅降低船体重量，有利于提升浮船的装载质量和吊装、运输的便利性。
配合温控散热风扇（根据舱内温度自动启停），保证船舱内环境温度低于45°C；
抗风浪设计：
浮船两侧配装有抗风浪平衡浮筒，翼展宽度达4.1m,配合低矮船身（船舱）设计，极大提高了船体的抗风浪等级。
防风等级N8级；
试剂箱水冷设计：
船舷外挂水冷试剂箱，将易变质试剂置于水
7
温环境下，有利于炎热高温环境下延长试剂的保质期;
维护便利性设计：
浮船登船一侧设计镀锌钢登船踏板，拓展了维护人员的活动空间，提升了维护的安全性与便利性。
能够采集蓄电池组电量信息，具有低电量报警功能；具有非法接近报警、舱室漏水报警、温度异常报警和开仓报警功能（需巴彦淖尔水系平台支持）；电气仓安装于浮船内，便于外界设备装卸和维护，舱门镶嵌有密封条，具有良好的密封性。
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
-6浮船式水站侧向视图
8
避雷针
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・7浮船式水站前向视图
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・8浮船式水站左前视图
I
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・9浮船式水站右前视图
图错误!
文档中没有指定样式的文字o-10浮船式水站舱内布局图
图错误!
文档中没有指定样式的文字。
・11登船踏板
1.1.4.2.2锚定方案
1、 船体可根据现场水深、水文条件选择合适的单八字锚或双八字锚等锚定方式；
2、 锚系材料防腐、抗磨损，锚链断裂强度大于15千牛顿，且便于浮船的拖曳和维护；
3、 采用铁制锚链，锚链长度不低于1.5倍最大水深。
1.142.3船体技术参数
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文档中没有指定样式的文字。
・1船体技术参数
参数名称
参数要求
防护等级
IP66
船体尺寸（L*W*H）
5.3mx4.1mxl.7m
排水量
2吨
防风等级
N8级
船舱温度
<45°C
供电方式
太阳能
系统工作电压
DC24V
峰值功率
400W
蓄电池容量
800AH
供电时间
N10天（无日照连续运行时间）044
定位系统误差
<15m（95%概率）
船体使用寿命
25年
蓄电池寿命
N2年
太阳能使用寿命
25年
作业载荷要求
支持2人（200kg）同时登船作业
1.1.4.3采水单元
采水单元主要负责将待测水体中的水样采集到浮船式水质自动监测系统中，满足所有分析仪器的需要。
采水单元采用两级滤筒直接从船侧底部取水，根据国家地表水水样采集标准,在水面下0.5-1.0米深度采水，保证水样代表性。
图错误!
文档中没有指定样式的文字o-12采单元两级滤筒
1.1.4.4控制单元
控制单元是浮船运行的核心单元，属于浮船的“大脑”。
其作用为对分析单元、船体、供电组件、视频单元、安防装置等进行控制,并实现数据采集与传输功能，保证系统连续、可靠和安全运行。
数据采集传输仪负责承载控制单元程序的运行与控制命令的下发与数据采集。
控制单元起到承上启下的作用。
其向上承接巴彦淖尔水系平台下发的各类管理命令（需巴彦淖尔水系平台支持），向下转发上级管理命令、控制各类仪器单元及辅助单元正常运行、数据信息上报等工作任务。
图错误!
文档中没有指定样式的文字o-13控制单元组成结构图
具有断电保护功能，能够在断电时保存系统参数和历史数据,在来电时自动恢复系统;
具备自动采集数据功能，包括自动采集水质自动分析仪数据、供电、安防、视频等数据，采集的数据自动添加数据标识，异常监
1
测数据能自动识别，并主动上传至巴彦淖尔水系平台；
具备对自动分析仪器的启停控制功能；
具备参数设置功能，能够对小数位、单位、仪器测定上下限、报警（超标）上下限等参数进行设置；
具备务仪器监测结果、状态参数、运行流程、报警信息等显示的功能；
具有监测数据查询、导出、自动备份功能，可分类查询水质周期数据、质控数据（空白测试数据、标样核查数据）及其对应的仪器、系统日志流程信息；
具有监测数据查询、导出、自动备份功能，可分类查询水质周期数据、质控数据（空白测试数据、标样核查数据）及其对应的仪器、系统日志流程信息；
具备对通信链路的自动诊断功能，具备超时补发功能。
1.145分析单元
本项目所选仪器设备所用分析方法符合国标要求，并且在国内都有成熟的应用，符合国内水质的实际情况需要，同时经过市场的检验，具备了良好的性价比，通过环保产品认证。
3
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文档中没有指定样式的文字。
・2浮船站分析方法
序号
项目
分析方法或检测原理
参照标准
1
溶解氧
探头法
《溶解氧（DO）水质自动分析仪技术要求》HJ/T99-2003
2
电导率
电极法
《电导率水质自动分析仪技术要求》HJ/T97-2003
3
浊度
光散射法
《浊度水质自动分析仪技术要求》HJ/T98-2003
4
PH
玻璃电极法
《PH水质自动分析仪技术要求》HJ/T96-2003
5
水温
温度传感器法
《水质水温的测定温度计或颠倒温度计测定法》
GB13195-91
6
氨氮
水杨酸法
《氨氮水质自动分析仪技术要求》
HJ/T101-2003
7
总磷
磷钥蓝分光光度法
《总磷水质自动分析仪技术要求》
HJ/T103-2003
8
化学需氧量
重铭酸钾氧化分光光度法
《化学需氧量（CODcr）水质在线自动监测仪》
HJ/T377-2007
9
高锰酸盐指数
高锰酸盐滴定法
《高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求》
HJ/T100-2003
10
总氮
碱性过硫酸钾紫外消解分光光度法
《总氮水质自动分析仪技术要求》
HJ/T102-2003
11
叶绿素a
荧光法
参照XX心区国家站监测方法
12
藻密度
荧光法
1.1-4.5.1五参数水质自动分析仪
1、水温水质自动分析仪技术参数
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・3技术参数
项目
技术指标
测定原理
热电阻
量程
0°C〜60°C,可调
准确度
±0.5°C
平均无故障连续运行时间
>1440h/次
2、pH水质自动分析仪技术参数
t
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文档中没有指定样式的文字。
・4技术参数
项目
技术指标
测定原理
玻璃电极法
量程
pH0〜14（0〜40°C）,可调
漂移（pH=4、7、9）
±0.1pH
重复性
±0.1pH
响应时间
<30s
温度补偿精度
±0.1pH
平均无故障连续运行时间
>1440h/次
实际水样比对试验
±0.1pH
防护等级
>IP65
3、溶解氧水质自动分析仪技术参数
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文档中没有指定样式的文字。
・5技术参数
项目
技术指标
测定原理
荧光法
量程
0〜20mg/L,可调
零点漂移
±0.3mg/L
量程漂移
±0.3mg/L
重复性
±0.3mg/L
响应时间（T90）
<60s
温度补偿精度
±0.3mg/L
平均无故障连续运行时间
>1440h/次
实际水样比对试验
±0.3mg/L
防护等级
>IP65
4、电导率水质自动分析仪技术参数
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文档中没有指定样式的文字。
・6技术参数
项目
技术指标
测定原理
电极法
最小检测范围
O-lOOOOOpS/cm（0〜40°C）,可调
重复性误差
±1%
1
零点漂移
±1%
量程漂移
±1%
响应时间（T90）
<30s
温度补偿精度
±1%
平均无故障连续运行时间
21440h/次
实际水样比对试验
±1%
防护等级
>IP65
5、浊度水质自动分析仪技术参数
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文档中没有指定样式的文字。
・7技术参数
项目
技术指标
测定原理
光散射法
量程
0〜1OOONTU,可调
重复性
<2%
零点漂移
±2%
量程漂移
±2%
线性误差
±5%
平均无故障连续运行时间
>144011/次
实际水样比对试验
±10%
防护等级
>IP65
1.1.4.5.2氨氮水质自动分析仪
1、 仪器原理
在亚硝基铁氤化钠存在下，铉与水杨酸盐和次氯酸离子反应生
成蓝色化合物，在655nm波长处测量吸光度。
2、 技术参数
£
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・8技术参数
项目
技术指标
测定原理
水杨酸分光光度法
量程
0〜20mg/L,可调
零点漂移
<0.02mg/L
量程漂移
<1.0%
示值误差
标液浓度为2.0mg/L时
±8.0%
标液浓度为5.0mg/L时
±5.0%
标液浓度为8.0mg/L时
±3.0%
重复性
<2.0%
记忆效应
标液浓度为2.0mg/L时
土0.2mg/L
标液浓度为8.0mg/L时
土0.2mg/L
检出限
<0.02mg/L
pH干扰试验
±6.0%
实际水样比对试验
水样浓度＜2.0mg/L
<0.2mg/L
水样浓度22.0mg/L
<10.0%
最小维护周期
>168h
1.1.4.5.3高锰酸盐指数水质自动分析仪
1、 仪器原理
一定体积的水样中加入一定量高锰酸钾和硫酸溶液，在97C的条件下加热回流反应数分钟后，剩余的高锰酸钾用过量的草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，采用光度法判断滴定终点，利用回滴的高锰酸钾体积计算出高锰酸盐指数值。
2、 技术参数
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・9技术参数
项目
技术指标
测定原理
高锰酸钾氧化法
1
量程
。
〜50mg/L,可调
零点漂移
±5%
量程漂移
±5%
葡萄糖试验
±5%（测量误差）
重复性
<5%
检出限
<0.5mg/L
平均无故障连续运行时间
>720h/次
实际水样比对试验
<±10%
1.1-4.5.4化学需氧量水质自动分析仪
1、 仪器原理
以重铭酸钾为氧化剂、硫酸银为催化剂、硫酸汞为氯离子掩蔽剂，在强酸性条件下，高温高压密闭消解样品，消解后的溶液在波长470nm处测定吸光度A,由A值查询标准工作曲线，计算化学需氧量的浓度。
2、 技术参数
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・10技术参数
项目
技术指标
测定原理
重铭酸钾氧化分光光度法
量程
。
〜500mg/L,可调
准确度
±10%
重复性
<5%
零点漂移
±5mg/L
量程漂移
±5%
检出限
<5mg/L
平均无故障连续运行时间
>72011/次
1
实际水样比对试验
<10%
电压稳定性
±5%
环境温度稳定性
±10%
1.1.4.5.5总磷水质自动分析仪
1、 仪器原理
总磷是指水体中溶解的、颗粒的有机和无机磷，以磷的mg/L来表示。
总磷反映水体受磷污染的程度。
水体中磷的含量增多会引起富营养化，严重影响水质。
因此总磷是表征水质污染的重要指标之一。
仪器的分析方法采用钳酸铉分光光度法，该方法符合国家标准《水质总磷的测定钥酸铉分光光度法》（GB/T11893-89）,属总磷监测的国家A类方法，确保了监测数据的准确性和有效性。
2、 技术参数
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技术参数
测试方法
钥酸铉分光光度法
检测范围
0〜10mg/L可调
示值误差
<±5%
零点漂移
<±5%
量程漂移
<±5%
直线性
<±5%
检出限
<0.01nig.zL
实际水样比对试验
尊10%
平均无故障连续运行时间
M720小时/次
1.1.4.5.6总氮水质自动分析仪
1、 仪器原理
仪器以非接触抽样方式，使样品通过多通道阀进入光电液位计量后打入一体化消解/检测池，添加氢氧化钠和过硫酸钾混合均匀后，在高温高压条件下，过硫酸钾分解出原子态氧，使水样中的含氮化合物全部转化为硝酸盐氮，再添加盐酸溶液除去水中的无机碳干扰后。
计算220nm和275nm处吸光度，根据A=A220nm-2A275nm得出水样中总氮的吸光度，并根据吸光度标准曲线计算出样品的水样中总氮的浓度。
2、 技术参数
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文档中没有指定样式的文字。
・12技术参数
项目
技术指标
测定原理
过硫酸钾消解-紫外分光光度法
量程
。
〜50nig/L,可调
零点漂移
±5%
量程漂移
±5%
直线性
±10%
重复性
<5%
检出限
<0.05mg/L
平均无故障连续运行时间
Z720h/次
实际水样比对试验
<10%
可扩展
可扩展硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、六价铭、铁、信、镣、铜等参数
1.1.4.5.7叶绿素a水质自动分析仪
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・13技术参数
项目
技术指标
测定原理
荧光法
量程
0〜500pg/L
准确度
±10%
重复性
<3%
检出限
<0.05（.ig;，L
平均无故障连续运行时间
>144011/次
1.1-4.5.8藻密度水质自动分析仪
1、技术参数
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文档中没有指定样式的文字。
・14技术参数
项目
技术指标
测定原理
荧光法
量程
0〜200,000cells/mL
准确度
±3%
重复性
<2%
检出限
<200cells/mL
平均无故障连续运行时间
>1440h/次
1.1.4.6数据采集与传输
控制单元具备数据采集和传输功能，具备数字量、模拟量、开关量接口。
远程的通信采用Internet方式，支持GPRS/CDMA/3G/4G等多种无线方式。
用来完成现场数据的采集与网络通信等功能。
针对浮船系统输出的相关状态参量（如通讯状态、故障、报警
2
等信息等）,数据采集传输仪每分钟采集现场仪器设备运行状态信息并对异常情况进行跟踪记录。
如在某一测试周期内出现了异常情况则对该周期内的监测数据进行标识并上传（需巴彦淖尔市水系平台支持，标识的符号可由平台传输协议定义），以保证中心平台通过数据标识直观明了的判别数据的有效性。
数据上传频率与XX心国家站一致。
1、数据采集传输仪基本功能
（1） 能实时采集环境监测子站在线监测仪器及辅助设备的输出数据。
（2） 能对采集的数据进行处理、存储和显示，适合数字信号等多种信号输入方式，兼容多种环境在线监测仪器的通信协议。
（3） 能对所存储数据进行分析、统计和检索。
（4） 具有数据处理参数远程设置功能。
（5） 具有数据打包和远程通信功能。
（6） 低功耗和交直流两用。
（7） 具有自检、故障自动恢复和断电数据保护功能。
（8） 能够运行相应程序，控制在线监测仪器及辅助设备按预定要求进行工作。
（9） 实时监视在线监测仪器工作状况，当其出现故障时，重启该仪器，重启失败时即时报告故障信息。
2、数据采集传输仪技术参数
（1）网络接口
2
板载集成2个10/100Base-TRJ-45接口，可扩展。
（2） 通信协议
符合环境监测总站发布的HJ212协议和巴彦淖尔水系平台传输协议的有关规定。
（3） 数据存储
存储内容：
该数据的采集时间，测量值，同时存储该测量值的标识、标注信息（如电源故障、校准、设备维护、仪器故障、正常等），并向上位机传输上述数据；
存储容量：
当所有的数据输入端口全部使用时保存不少于24个月（按每分钟记录一组数据计算）的历史数据（包括监测数据和报警等信息）；
数据采集传输仪存储的数据可以在需要时方便地提取，并可以在通用的计算机中读取。
（4） 数字量输入
数字量输入通道数为8路，板载集成，光电隔离。
（5） 继电器输出
继电器输出通道数为8路，触点容量为AC250、lAo
（6） 通信串行接口
6路及以上RS-232,其中4路RS-485（与RS-232复用），板载集成。
（7）内部时钟
由独立电池供电，误差优于±0.5s/24ho
（8） 通信波特率
300/600/1200/2400/4800/9600/19200bps,可用软件调节设置。
（9） 人机界而
TFT液晶显示器，内置延时开关；
具有鼠标、触摸屏。
1.1.4.7仪器节能控制
各水质分析仪的电源由控制单元分别进行独立控制，仪器测试流程结束后，控制单元确认数据保存并即刻关闭仪器电源；待测试周期到，控制单元提前开启仪器进入预备状态，在保证仪器正常、
稳定测试的同时能够最大程度节省系统运行功耗。
太阳
能极
数据及信号
电源
开关投制
光电转换
充电
仪器控制开关
光伏挖
制器
电员信息
DC24V电源
放电
蓄电
池组
2
图错误!
文档中没有指定样式的文字o-14仪器节能控制原理图
1.1.4.8船舱温度控制
船舱内安装有环境温湿度计，控制单元实时监控温湿度计反馈的温度信号。
当舱内温度达到设定阀值（默认40°C）时，控制单元即刻自动开启散热风扇进行通风散热；当舱内温度下降至一定温度（默认38°C）时，散热风扇停止工作。
温度阀值可自行设置。
——>嗷据及伯号
温湿度计-岫为控制单元:
竺胃 —♦w
II 斤美控藉
太阳能板上些4光伏控制器 ►散热风扇
电I|日
蓄电池组
图错误!
文档中没有指定样式的文字o-15船舱温度控制原理图
1.1.4.9辅助单元
1.1.4.9.1供电单元
1、 供电单元基本功能
（1） 蓄电池具有交直流两用功能。
供电单元配备交流电
（220V）、太阳能等多种供电接口，满足24小时不间断供电；
（2） 供电单元采用太阳能供电方式时，支持更换蓄电池或接入交流电（220V）,保证电力供应正常。
2、 供电单元构成
2
供电单元有市电、太阳能二种供电方式，其中在太阳能供电方式下，确保系统无日照连续运行时间大于10天，当长时间连续阴雨致系统电量不足时，可采用发电机或外接市电给系统充电。
太阳能供电单元含6块270W太阳能板，12节2V800AH蓄电池组,太阳能控制器及逆变充电机等组件。
图错误!
文档中没有指定样式的文字o-16浮船太阳能供电
Z
3、太阳能控制器
控制器用于太阳能离网系统（独立系统）中，特别适用于光伏控制系统，自动调节充电和放电。
控制器内部有一个先进的跟踪算法，来获取太阳能电池组件的最大功率，给蓄电池进行充电；同时，其低压断开（LVD）功能，可以防止蓄电池过度放电而造成损坏。
控制器的蓄电池充电过程是经过优化的，能够延长蓄电池寿命，改善系统性能。
其全面的自测功能和电子保护功能可以避免由于
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