[發明專利]一種水質安全預警決策系統

在審

• 申請號: 201410356823.8
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104460577A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 徐月江;丁敏;陳華;許莉;黃堅萍;張彥晶;吳佳;王輝
• 申請（專利權）人: 上海市城市排水有限公司;上海市城市排水有限公司排水設計研究分公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01N33/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及水環境與水安全領域，尤其涉及一種水質安全預警決策系統。

背景技術

城市排水系統承擔著城市污水和雨水的收集、輸送、處理和排放。城市污水包括排入城鎮排水管道的生活污水和工業廢水，主要是點源排放，加強收集、輸送和處理即可得到有效的處理。但是，對于降雨帶來的降雨徑流，以往所關注的焦點主要停留在保障城市水安全，體現在將暴雨城市徑流及時排除，防止城市內澇。然而，暴雨城市徑流，尤其是降雨初期時形成的徑流直接排入水體，會對水環境造成很大的污染。在點源污染得到較大程度的治理后，排水系統雨天溢流已經成為城市水體水質改善的主要制約因素之一。

隨著人們環境保護意識的提高，對城市水環境安全和水環境質量的關注也提到了同一個高度，城市排水的目標從城市防汛轉向于防汛與水質保護并重。為了削減排水系統暴雨溢流，增強現有排水系統污染減排能力，一些地區利用雨水調蓄池這一溢流污染控制措施，通過截留污染濃度最高的初期雨水，使得排入河道的為污染較輕的那部分降雨徑流，既符合污染削減又實現內澇防治。但是，通過對運行的數據進行統計，調蓄池尚無法真正做到“蓄濃放清”。因此，有必要建立一套結合防汛與減排的水質安全預警決策系統，為排水泵站調蓄池的運行調度提供決策支持。

為了建立水質安全預警決策系統，面臨兩個方面的技術關鍵：一是針對汛期“短歷時、強降雨”的降雨特征如何實時、快速獲取初期雨水水質數據；二是如何建立結合防汛與減排的水質安全預警機制。

自上個世紀90年代以來，以水質在線監測儀器為核心，集成自動控制技術、無線通訊技術的水質在線監測系統得到了發展，在全國主要城市和全國重點流域的水質在線監測、工業廢水水質監測、污水處理廠廠進出水水質監測、水質凈化廠進出水水質監測和飲用水處理過程控制等諸多領域均有較為廣泛的應用，但是在線監測初期雨水水質的應用尚未多見。利用目前普遍應用的在線監測儀器獲取初期雨水水質存在兩個方面的問題：其一，目前普遍應用的在線監測儀器多為吸取式，存由多岐化的流路系統構成，零部件多，涉及的溶液種類多、腐蝕性強，造成死角多，不易清洗，常發生堵塞和腐蝕。通常采用加溫或加壓的辦法提高消解速度，也增加了設備的復雜性。由于這些缺陷，儀器故障率高而復雜，維護維修工作量大，對維護人員技術要求高，有的維護難度大到非專業人員不能駕馭。其二，分析頻率達不到研究初期雨水水質變化規律的要求，其中尤以COD為突出，COD分析間隔最快在45min，而汛期暴雨歷時多數發生在30～60min，COD分析單元有可能只測得1個有效降雨水質數據，甚至是錯過降雨過程而未有降雨水質數據。

此外，現有大多水質預警機制，多采用固定的閾值報警模式，即當水質數據超過國家規定水質標準或自定義標準時，系統進行報警。采用這種單一的報警模式無法適應排水泵站調蓄池“蓄濃放清”的要求，也無法實現防汛與減排共贏的調度模式。

因此，目前普遍應用的在線監測系統與水質預警機制已難以滿足進行初期雨水水質數據快速監測和水質安全預警的需要。建立實時、快速、自動監測初期雨水水質以及結合信息處理技術與網絡技術、取代傳統單一的水質超標警報的水質安全預警決策系統，對實現排水泵站防汛與減排共贏的調度是具有深刻的意義的。

發明內容

本發明提供了一種水質安全預警決策系統，包括若干在線監測基站、服務器和水質安全預警平臺，其中，

所述若干在線監測基站設置在各排水泵站處，所述在線監測基站抽取所述排水泵站內集水池中的初期雨水徑流水樣進行在線監測獲得水質數據，并將水質數據傳輸給所述服務器；

所述服務器接收所述在線監測基站的數據并存儲起來，并為水質安全預警平臺提供數據分析和數據挖掘支持；

所述水質安全預警平臺與所述服務器相連，接收所述服務器中存儲的水質數據并進行分類管理，所述水質安全預警平臺根據所述在線監測基站獲得的水質數據的動態變化，結合所述排水泵站歷史調度信息，歷史降雨信息，利用建立的知識庫進行推理，針對當前進行水質進行安全預警，判斷所述集水池中的初期雨水徑流是直接排出還是排入所述排水泵站的調蓄池進行貯存后排出。

較佳地，所述在線監測基站包括進水單元、水質在線監測單元、泵站運行監測單元、自動控制單元和遠程傳輸單元；

所述進水單元為所述水質在線監測單元提供實時水樣并充當測量載體；

所述水質在線監測單元對所述進水單元中抽取的初期雨水徑流水樣進行在線監測，所述泵站運行監測單元對泵站降雨、泵機開停、調蓄池進水閥門啟閉、調蓄池水位信息等進行監測；