智慧水務(wù)

智慧水務(wù)是通過(guò)新一代信息技術(shù)與水務(wù)技術(shù)的深度融合，充分發(fā)掘數據價(jià)值和邏輯關(guān)系，實(shí)現水務(wù)業(yè)務(wù)系統的控制智能化、數據資源化、管理精確化、決策智慧化，保障水務(wù)設施安全運行，使水務(wù)業(yè)務(wù)運營(yíng)更高效、管理更科學(xué)和服務(wù)更優(yōu)質(zhì)。

智慧水務(wù)通常有以下應用：

1. 水質(zhì)監測：通過(guò)在線(xiàn)監測系統對水樣進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，包括pH值、電導率、濁度、溶解氧、氨氮、總有機碳等指標，以及重金屬離子等有害物質(zhì)的含量。

2. 水處理過(guò)程控制：通過(guò)自動(dòng)化控制系統和設備，對水處理過(guò)程進(jìn)行精確控制，包括加藥、曝氣、過(guò)濾、消毒等環(huán)節，確保水處理效果穩定可靠。

3. 水源地保護：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器設備，對水源地進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和數據采集，及時(shí)發(fā)現污染源并采取相應措施，保護水源地的生態(tài)環(huán)境。

4. 供排水管網(wǎng)管理：通過(guò)供排水管網(wǎng)監測系統，對供排水管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和數據采集，及時(shí)發(fā)現漏損和故障，減少水資源浪費和安全事故。

5. 水務(wù)數據分析：通過(guò)大數據分析和人工智能技術(shù)，對水質(zhì)監測數據和水處理過(guò)程數據進(jìn)行挖掘和分析，為水務(wù)管理和決策提供科學(xué)依據和支持。

智慧水務(wù)系統由以下幾部分構成：

1. 數據采集系統：通過(guò)傳感器和監測設備對水質(zhì)、水量、水位等數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和傳輸。

2. 數據傳輸系統：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，將采集到的數據傳輸到數據處理中心進(jìn)行存儲和分析。

3. 數據處理系統：對采集到的數據進(jìn)行處理、分析和挖掘，為水務(wù)管理和決策提供支持。

4. 自動(dòng)化控制系統：通過(guò)自動(dòng)化設備和控制系統對水處理過(guò)程進(jìn)行精確控制，確保水處理效果穩定可靠。

5. 智能預測系統：通過(guò)人工智能技術(shù)和大數據分析技術(shù)，對未來(lái)水質(zhì)、水量等指標進(jìn)行預測和評估，為水務(wù)管理和決策提供參考。

6. 報警管理系統：對異常數據和故障進(jìn)行及時(shí)報警和處理，確保供水的安全性和穩定性。

1 水質(zhì)監測系統架構

系統需集成采配水單元、供電單元、預處理系統，整套裝置內需配備監測設備、數據管理及控制單元、輔助系統、數據采集和控制單元等，需滿(mǎn)足儀器設備長(cháng)期穩定運行要求。箱體采用不銹鋼材質(zhì)，外部采用圍欄防護。整個(gè)系統占地面積小于1平方米。

2 供電系統

采用市電或太陽(yáng)能供電系統。

3. 采配水系統

采樣單元的主要目的是采集具有一定代表性的水樣供在線(xiàn)分析儀表分析，并保證水樣在傳輸的管路中不發(fā)生物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。另因每個(gè)站點(diǎn)具體水文和地質(zhì)情況有差異。

采水單元包括水泵、管路、供電及安裝結構部分。采水單元向系統提供可靠、有效的樣品水，能夠自動(dòng)連續地與整個(gè)系統同步工作。采水管路的安裝保證安全可靠；

采樣頭在水面下0.5~1.0米浮動(dòng)，并與水體底部有足夠的距離（枯水期＞1米），以保證不受水體底部泥沙的影響，具有防止進(jìn)水口堵塞的措施；

采水泵和管路選用合適材質(zhì)以避免對水樣產(chǎn)生污染，必要時(shí)采用可拆洗式設計，配備足夠的活動(dòng)接頭，方便管路清洗維護；

采水泵和管路內徑配合，使水樣在管路中保持穩流狀態(tài)，減少對水中溶解氧參數的影響；采水管路安裝保溫材料，減少環(huán)境溫度對水樣溫度的影響；

在取水管道設有壓力或流量監控裝置，保證整個(gè)系統的正常運行；同時(shí)生成報警信息；

采水系統可通過(guò)手動(dòng)或遠程調節連續或間歇方式工作，能夠根據監測要求現場(chǎng)或遠程設置監測頻次；

采水系統在建設時(shí)采用zui大化原則設計建設，水壓水量滿(mǎn)足分析單元的需要，保障在汛期或枯水期能正常工作，并且考慮將來(lái)增加分析項目的可能，采水量上留出足夠冗余；

系統留有比對試驗用取水口，方便水樣比對實(shí)驗的采水。

3.1 管線(xiàn)設計

1）采水泵組

采樣泵采用潛水泵或自吸泵。揚程>20米，系統設計流速：0.8～1.2米/秒，取水量滿(mǎn)足現有儀表及將來(lái)擴展的需要。

2）輸水管路

管道設計為單路，安裝時(shí)增加一條備用管路；輸水管在經(jīng)過(guò)水泥地面時(shí)應在地面上開(kāi)挖一條深20厘米、寬20厘米的溝便于鋪設管路；采樣點(diǎn)至岸邊段采用增強型鋼絲軟管，其余部分用DN25，灰色UPVC管，UPVC管材質(zhì)化學(xué)及物理性能穩定對被測水樣不產(chǎn)生吸附、腐蝕、分解、氧化等任何物理化學(xué)作用。

系統能自動(dòng)控制清洗泵和自吸泵處于工作和待機狀態(tài)，并定時(shí)啟動(dòng)清洗泵對采樣管路進(jìn)行反向沖洗，防止管路淤積泥沙，保證系統采樣穩定可靠；采樣管路鋪設避免U型連接，使管道排空不受影響。

為了避免環(huán)境溫度對水樣的影響及延緩管路老化可采取如下措施：

a、管路可采取地溝鋪設方式；

b、管路外部增加防凍防曬保溫層；

c、盡量縮短室外采樣管路長(cháng)度。

4. 預處理系統

水樣預處理部分的主要作用是除去水樣中的泥沙等雜質(zhì)等，使處理后的水樣能夠滿(mǎn)足分析儀表對水樣的要求。預處理裝置具有自動(dòng)清洗及排空功能，預處理系統的自動(dòng)運行及定時(shí)清洗由自動(dòng)控制系統控制。

5．數據管理及控制單元

能夠自動(dòng)采集分析儀器的監測數據，并分類(lèi)保存；能夠采集分析儀器和集成系統各單元的工作狀態(tài)量，并以運行日志的形式記錄保存；斷電后能自動(dòng)保存歷史數據和參數設置。

采用無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)的通訊方式滿(mǎn)足數據傳輸要求。具備對通訊鏈路的自動(dòng)診斷功能，具備超時(shí)補發(fā)功能，可采用 4G 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸方式。

控制單元實(shí)現對管路、電路的控制及數據的采集、傳輸工作，主要由工控機、PLC 電器控制系統的現場(chǎng)控制、各類(lèi)閥門(mén)管路傳感器等部件組成?？刂茊卧凑疹A先設定的程序負責完成系統的采水配水控制，啟動(dòng)各儀器測試等一系列的動(dòng)作。

6．監測設備

在線(xiàn)檢測的具有高性?xún)r(jià)比、多參數、穩定可靠自動(dòng)監測預警的裝置，監測傳感器采用免試劑檢測方法，配合連續監測清洗裝置測量，實(shí)現快速、連續測量免維護。對超標水體，系統將自動(dòng)記錄超標數據，并根據報警設置進(jìn)行現場(chǎng)報警。大大提高了監測效率，避免人工采樣的頻繁及降低日常監測的工作量。

（1）性能及特點(diǎn)

1）先進(jìn)的電極傳感器測量技術(shù)，無(wú)需試劑，維護工作量小。

2）水樣預處理裝置采用免維護設計，自動(dòng)去除水樣中大顆粒懸浮物，定期自動(dòng)排污。管路采用耐腐蝕 UPVC管材閥門(mén)。

3）在線(xiàn)監測方式多樣化，可實(shí)現人工隨時(shí)測量、自動(dòng)定時(shí)測量、自動(dòng)周期性測量等測定方式。

4）監測數據存儲容量10年以上，智能化數據處理，可自動(dòng)剔除由于儀器故障引起的異常突變值，使測量數據更準確。

5）數據傳輸具有TCP/IP\RS485\MQTT等多種信號輸出，直觀(guān)顯示含氯離子濃度mg/L值

6）無(wú)需藥劑及消耗品，無(wú)污染，真正環(huán)保。

7）超標自動(dòng)報警。

8）本地數據觸摸屏顯示與瀏覽器web、微信小程序顯示。

（2）技術(shù)要求