智慧水務(wù)

智慧水務(wù)是通過新一代信息技術(shù)與水務(wù)技術(shù)的深度融合，充分發(fā)掘數(shù)據(jù)價值和邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)水務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制智能化、數(shù)據(jù)資源化、管理精確化、決策智慧化，保障水務(wù)設(shè)施安全運(yùn)行，使水務(wù)業(yè)務(wù)運(yùn)營更高效、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(yīng)用：

1. 水質(zhì)監(jiān)測：通過在線監(jiān)測系統(tǒng)對水樣進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，包括pH值、電導(dǎo)率、濁度、溶解氧、氨氮、總有機(jī)碳等指標(biāo)，以及重金屬離子等有害物質(zhì)的含量。

2. 水處理過程控制：通過自動化控制系統(tǒng)和設(shè)備，對水處理過程進(jìn)行精確控制，包括加藥、曝氣、過濾、消毒等環(huán)節(jié)，確保水處理效果穩(wěn)定可靠。

3. 水源地保護(hù)：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器設(shè)備，對水源地進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，及時發(fā)現(xiàn)污染源并采取相應(yīng)措施，保護(hù)水源地的生態(tài)環(huán)境。

4. 供排水管網(wǎng)管理：通過供排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，對供排水管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，及時發(fā)現(xiàn)漏損和故障，減少水資源浪費(fèi)和安全事故。

5. 水務(wù)數(shù)據(jù)分析：通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和水處理過程數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，為水務(wù)管理和決策提供科學(xué)依據(jù)和支持。

智慧水務(wù)系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：

1. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：通過傳感器和監(jiān)測設(shè)備對水質(zhì)、水量、水位等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和傳輸。

2. 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心進(jìn)行存儲和分析。

3. 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和挖掘，為水務(wù)管理和決策提供支持。

4. 自動化控制系統(tǒng)：通過自動化設(shè)備和控制系統(tǒng)對水處理過程進(jìn)行精確控制，確保水處理效果穩(wěn)定可靠。

5. 智能預(yù)測系統(tǒng)：通過人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對未來水質(zhì)、水量等指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測和評估，為水務(wù)管理和決策提供參考。

6. 報警管理系統(tǒng)：對異常數(shù)據(jù)和故障進(jìn)行及時報警和處理，確保供水的安全性和穩(wěn)定性。

1 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)需集成采配水單元、供電單元、預(yù)處理系統(tǒng)，整套裝置內(nèi)需配備監(jiān)測設(shè)備、數(shù)據(jù)管理及控制單元、輔助系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制單元等，需滿足儀器設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行要求。箱體采用不銹鋼材質(zhì)，外部采用圍欄防護(hù)。整個系統(tǒng)占地面積小于1平方米。

2 供電系統(tǒng)

采用市電或太陽能供電系統(tǒng)。

3. 采配水系統(tǒng)

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分析儀表分析，并保證水樣在傳輸?shù)墓苈分胁话l(fā)生物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。另因每個站點(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(jié)構(gòu)部分。采水單元向系統(tǒng)提供可靠、有效的樣品水，能夠自動連續(xù)地與整個系統(tǒng)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，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，必要時采用可拆洗式設(shè)計，配備足夠的活動接頭，方便管路清洗維護(hù)；

采水泵和管路內(nèi)徑配合，使水樣在管路中保持穩(wěn)流狀態(tài)，減少對水中溶解氧參數(shù)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(shè)有壓力或流量監(jiān)控裝置，保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行；同時生成報警信息；

采水系統(tǒng)可通過手動或遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)連續(xù)或間歇方式工作，能夠根據(jù)監(jiān)測要求現(xiàn)場或遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)測頻次；

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

系統(tǒng)留有比對試驗用取水口，方便水樣比對實(shí)驗的采水。

3.1 管線設(shè)計

1）采水泵組

采樣泵采用潛水泵或自吸泵。揚(yáng)程>20米，系統(tǒng)設(shè)計流速：0.8～1.2米/秒，取水量滿足現(xiàn)有儀表及將來擴(kuò)展的需要。

2）輸水管路

管道設(shè)計為單路，安裝時增加一條備用管路；輸水管在經(jīng)過水泥地面時應(yīng)在地面上開挖一條深20厘米、寬20厘米的溝便于鋪設(shè)管路；采樣點(diǎn)至岸邊段采用增強(qiáng)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(wěn)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(tǒng)能自動控制清洗泵和自吸泵處于工作和待機(jī)狀態(tài)，并定時啟動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(tǒng)采樣穩(wěn)定可靠；采樣管路鋪設(shè)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(shè)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度。

4. 預(yù)處理系統(tǒng)

水樣預(yù)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足分析儀表對水樣的要求。預(yù)處理裝置具有自動清洗及排空功能，預(yù)處理系統(tǒng)的自動運(yùn)行及定時清洗由自動控制系統(tǒng)控制。

5．?dāng)?shù)據(jù)管理及控制單元

能夠自動采集分析儀器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并分類保存；能夠采集分析儀器和集成系統(tǒng)各單元的工作狀態(tài)量，并以運(yùn)行日志的形式記錄保存；斷電后能自動保存歷史數(shù)據(jù)和參數(shù)設(shè)置。

采用無線、有線的通訊方式滿足數(shù)據(jù)傳輸要求。具備對通訊鏈路的自動診斷功能，具備超時補(bǔ)發(fā)功能，可采用 4G 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。

控制單元實(shí)現(xiàn)對管路、電路的控制及數(shù)據(jù)的采集、傳輸工作，主要由工控機(jī)、PLC 電器控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制、各類閥門管路傳感器等部件組成?？刂茊卧凑疹A(yù)先設(shè)定的程序負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的采水配水控制，啟動各儀器測試等一系列的動作。

6．監(jiān)測設(shè)備

在線檢測的具有高性價比、多參數(shù)、穩(wěn)定可靠自動監(jiān)測預(yù)警的裝置，監(jiān)測傳感器采用免試劑檢測方法，配合連續(xù)監(jiān)測清洗裝置測量，實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)測量免維護(hù)。對超標(biāo)水體，系統(tǒng)將自動記錄超標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)報警設(shè)置進(jìn)行現(xiàn)場報警。大大提高了監(jiān)測效率，避免人工采樣的頻繁及降低日常監(jiān)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)，無需試劑，維護(hù)工作量小。

2）水樣預(yù)處理裝置采用免維護(hù)設(shè)計，自動去除水樣中大顆粒懸浮物，定期自動排污。管路采用耐腐蝕 UPVC管材閥門。

3）在線監(jiān)測方式多樣化，可實(shí)現(xiàn)人工隨時測量、自動定時測量、自動周期性測量等測定方式。

4）監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲容量10年以上，智能化數(shù)據(jù)處理，可自動剔除由于儀器故障引起的異常突變值，使測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

5）數(shù)據(jù)傳輸具有TCP/IP\RS485\MQTT等多種信號輸出，直觀顯示含氯離子濃度mg/L值

6）無需藥劑及消耗品，無污染，真正環(huán)保。

7）超標(biāo)自動報警。

8）本地數(shù)據(jù)觸摸屏顯示與瀏覽器web、微信小程序顯示。

（2）技術(shù)要求