[發明專利]城市水體水華監測預警系統及預警方法

有效

• 申請號: 201210414299.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102928569A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 趙珊;白宇;李魁曉;高金華;念東;張勝海;柯真山;常江;甘一萍
• 申請（專利權）人: 北京城市排水集團有限責任公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水環境保護技術領域，特別涉及一種景觀水體水華監測、預警方法及裝置。

背景技術

城市水體，包括河流、湖泊、水庫、人工湖、人工水景、飲用水取水口等，是城市水系統的重要組成部分，也是城市生態系統的重要組成部分，為城市居民提供了水源、景觀、休閑娛樂的場所，也為水生植物、水生動物的繁殖和棲息提供了環境條件。但是，由于經濟的發展、城市生活污水、工業污水的影響，城市水體，特別是景觀水體的富營養化程度越來越高，而水量和流速卻越來越低，導致藻類大量生長繁殖，甚至形成水華，這會改變水體的溶解氧、pH值、毒素含量，散發臭味，危害了水體的使用功能和景觀效果，進而嚴重影響城市居民的居住和生活環境，以及城市水生動植物的生存環境。

為了改善城市水體環境，消除和抑制藻類的生長和水華的形成，保證水體的使用功能，人們做了很多研究。目前，采用的常規對策包括：從外圍和內部共同入手，降低水體中氮、磷等藻類必需的營養鹽的含量；在水體中栽種水生植物；在水體中放養食藻魚；在水體中投放化學殺藻藥劑或者生物制劑；利用外部設施將水體中藻類分離等。這些方法均有一定的效果，也均有局限和不足。

重要的是，人們在控制藻類生長和水華形成的研究活動中，逐漸形成了一種共識：水華抑制在于早期的預防，而非爆發后的應急和善后。也就是說為了抑制藻類的大規模生長，關鍵是提前采取預防措施，將有可能爆發水華的藻類及時殺死或除去。這樣不僅藻類的抑制效果好，而且相應投入的費用也較少。

為了有效的采取預防措施，首先需要了解藻類在水體中的生長規律。目前，人們已經對景觀水體中常見藻類的生長規律做了深入的研究，發現水體中藻數量(藻密度)的多少與水質、流速、氣候的變化有密切而相對穩定的關系。利用這種關系，可以通過檢測景觀水體的富營養化程度、水質、葉綠素等指標的變化了解藻類的生長繁殖狀況和水華的發生程度及變化趨勢，從而及時的采取預防措施，抑制水華的大規模爆發。因此，需要提出更好的監測水體水質變化，及時預報水體水華情況，及時報警的裝置和方法，以便適時采取防止水體水華發生的措施的。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提出一種城市水體水華監測預警的系統及預警方法，該系統結構設計新穎，操作簡便，運行成本低，自動化程度高、監測效果好、適應性強。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

城市水體水華監測預警系統，設有現場監測終端組，該終端組設有10個監測終端設備，其中包括：在線葉綠素a傳感器、高錳酸鹽指數在線自動監測儀器、在線總氮分析儀、在線總磷分析儀、在線溶解氧測定儀、在線酸堿度測定儀、在線水濁度測量儀、水溫傳感器、水流速傳感器、水位傳感器，上述終端監測設備與被監測的水體進行有效測量地連通，并且與設置的現場PLC控制器進行控制和信號聯接，該控制器設有信號接收電路模塊和數據計算電路模塊，并設有數據無線上傳電路模塊，該控制器與設置的上位計算機處理器通過無線網絡進行控制和信號連接，上位計算機處理器由接收數據的組態、關系型數據庫電路模塊和城市水體監測平臺計算機構成，并設有信號無線接收模塊、數據處理電路模塊、操作面板、顯示器、燈信號和音響信號報警器。

利用上述的城市水體水華監測預警系統的預警方法：其特征包括以下步驟：

1)在所述控制器上設置計算富營養狀態指數的各項監測數據的節點數及對應的賦分值En：

總磷：0.001-1.30；總氮：0.020-16.0；葉綠素a：0.0005-1.0；高錳酸鹽指數：0.15-60；透明度：10-0.12；評價賦分值：10-100；其中除透明度單位為米外，其他均為mg/L；以上所列為最小節點數和最大節點數及其對應的評價賦分值，中間節點數和對應的評價賦分值平均階梯分配，然后在測試中進行調整，也可以根據不同水體的情況進行調整；

2)在所述控制器上設置計算水華狀態指數的各項監測數據的節點數及對應的評價賦分值An：

pH：7.5-9.5；ΔpH：0.15-0.3；DO：7.8-18mg/L；ΔDO：2-8mg/L；溫度：20-32℃；總磷：0.02-0.5mg/L；葉綠素a：10-50mg/L；流速：0.7-0.2m/s；富營養化指數：20-100；賦分值An為10-40；以上所列為最小節點數和最大節點數及其對應的評價賦分值，中間節點數和對應的評價賦分值平均階梯分配，然后在測試中經試驗進行調整，也可以根據不同水體的情況進行調整；

3)在上位計算機處理器里設置水體水華狀態指數AI與預警級別的對應標準：