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浅谈大型输水工程中的水质监测智慧化与精细化管理

发表时间：2021/7/2 来源：《城市建设》2021年7月作者：陈颖

[导读] 大型输水工程在运行过程中的水质状态及变化情况是关乎到整个输水工程项目成败的关键。本文主要针对大型输水工程的水质监测智能化和水质变化的精细化管理进行了分析，充分发挥大数据技术和物联网技术的优势对在线水质自动监测和数据的智能化分析，为相关管理部门和决策者提供科学准确的数据支持。

北京市南水北调水质监测中心陈颖 100193

摘要：大型输水工程在运行过程中的水质状态及变化情况是关乎到整个输水工程项目成败的关键。本文主要针对大型输水工程的水质监测智能化和水质变化的精细化管理进行了分析，充分发挥大数据技术和物联网技术的优势对在线水质自动监测和数据的智能化分析，为相关管理部门和决策者提供科学准确的数据支持。同时还可以通过移动终端实现水质监测的动态化管理，利用智慧水务管控平台不断丰富水质监测的服务功能，实现水质监测的精细化管理，促进水质监测管理水平的不断提升。
关键词：大型输水工程，水质智慧监测，精细化管理
        引言
        随着我国水利工程的不断发展，以南水北调工程为首的多个大型输水工程已建成运行。在此类输水工程通水运行后，水质监测管理工作的重要性也逐渐凸显出来。通过水质监测可以对上述大型输水工程的主要水质指标进行实时掌握，了解水质的变化情况，为输水工程调度提供科学、准确的数据支持。为了有效提升水质监测管理的水平和质量，可以通过建立智慧化水质监测系统，实现水质监测数据的智能化分析，采用精细化管理方法不断提高水质监测管理的水平，促进我国输水工程高效平稳运行。
        一水质监测智慧化实施途径
       （1）构建全方位的前端在线监测网络
        传统水质监测需要大量人力、物力进行特定监测点的水质取样和检测分析，受取样时的天气、外部环境等影响较多。为避免上述传统人工监测的弊端，实现水质智慧化监测，就需要在输水工程的全过程布置监测硬件设备，从水源地出水、输水途中（明渠、暗渠等）、重要转输节点、调蓄设施、供水厂进厂前等，全方位布置水质在线监测和数据实时传输的监测网络体系。
       （2）水质多指标实时监测与异常预警
        基于前端布置的在线监测硬件设备，需要对不同水质指标进行实时监测，包括温度、PH、地表水水质常规指标、饮用水安全指标、重金属指标、叶绿素、藻类等指标。同时对照国家地表水水质标准、饮用水水质标准等规定的数值，设定水质指标监测阈值，当监测指标出现超过标准规定数值时系统会发布和推送水质异常报警、预警等。
        （3）水质监测智慧化管理
        1）统计查询水质监测情况。以水质指标为依据对监测到的水质情况进行查询，从化学，物理，生物三个方面对针对各个水质监测站点的监测数据进行详细查询。同时对各监测站点的监测项目按时段进行特征值统计，包括超标率，检出率、样品总数以及最大值出现日期、实测范围最大值，超标倍数等。统计水质类别，水质评价情况[1]。此外还可以统计监测超标情况，如单向超标站点、干线超标站点等。
        2）有效分析关键断面水质。对各断面水质污染指标进行分析，判断出主要水质污染物。对各污染物数据进行统计，并对其发展趋势进行预判分析，对相对稳定污染源，上升最快污染源，逐渐降低污染源进行直观展示。通过分析污染物报表，明确各污染物在各时段的污染程度。将不同的污染物以不同的颜色在断面图上进行标注，直观展示出断面的水质情况。
        3）水质预警预报。通过分析评价各时段的水质情况，对水质变化的速度趋势以及达到某一限度所用的时间进行展示，以此为基础实现危害程度和施工范围的预报，并针对存在的异常情况进行预报，同时根据水质恶化的趋势发送相关的警戒信息，给出相应解决策略和建议。
        4）综合分析多断面的水质情况。

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通过对不同断面监测到的水质指标进行分析，明确引起水质变化的原因；对同一污染源在多个断面的水质情况进行分析，并利用相关图形对其分布情况直观展示，及时发现断面当中出现的新污染。利用图形展示不同污染物在不同断面的分布情况，明确各污染物的变化情况。针对不同时刻、不同断面的水质情况进行历史查询，分析各水质指标的变化趋势，进而为输水工程的相关调度运行决策的制定提供有效的参考依据。
        二水质监测的精细化管理
        （1）搭建智慧管控平台，提供丰富的水质信息服务
        在开展水质监测管理的过程中建立相关的信息管控平台，为工作人员和相关用户提供更加便捷的信息统计和数据管理。例如开通即时通讯功能，利用微信公众平台为用户端实时推送水质监测信息；也可以针对不同用户关注的不同方面对有关信息进行分类推送。将主要汇总数据报送主管领导层，将工程运行情况推送在线操作用户，将区段水质情况推送用水户。同时还可以定制不同服务，定时推送用户所关注的有关数据[3]。不同用户也可以在平台上上传相关图片、视频和文字，实现用户之间的交流和互动，不断提高水质监测服务管理的效率和质量。
        （2）用好水质监测一张图
        水质监测一张图一方面具有地图的相关功能，另一方面还可以通过地理信息系统实现空间查询分析，同时还可以通过各类数据的统计有效体现出各类指标。
        1）有效展示自动监测站情况。将自动监测站的地理布设点，详细的名称、具体的数量等相关情况具体显示，并通过地图漫游对自动监测站的历史数据和实时数据进行有效查看，同时还能够对自动监测站的位置进行快速定位，实现地图与自动监测站之间的有效关联。
        2）有效展示移动监测站情况。对移动实验室的相关配置进行详细显示，并对监测到的数据进行分析。实现移动实验室的定位，对移动实验室的相关资源进行详细查询。
        3）有效展示固定实验室情况。将固定实验室的地图布设点，所配备的设备，详细的名称和数量直观反映，可以查询到固定实验室的相关数据，实现固定实验室的定位。
        （3）利用移动终端实现精细化管理
        各级管理人员在工作中可以通过移动终端对水质监测进行有效管理，随时随地的掌握水质变化情况，实现水质监测的动态化管理。通过移动终端提供的地图来查询监测站和闸泵站，对周围的相关信息进行具体查看；并通过系统展示的相关图表对工程概况、工程运行状态进行实时掌握，可以对最新统计情况和相关信息进行及时查看[2]。从而对工程运行管理工作进行实时监督，及时发现工程在运行中存在的问题，对于各个设备的运行时间、次数以及运行状态进行实时掌握。此外还可以通过移动终端对监测到的水质数据及水质级别进行查询，系统对异常指标进行提示告警。根据工作需求对各项水质指标进行选择，移动终端可以将水质指标的统计结果利用图表和地图的形式实时展示，供管理人员掌握水质监测的详细情况，有效实现水质监测的精细化管理。
        三结语
        综上所述，大型输水工程在水质监测管理中要实现水质监测的智慧化发展，需要建立相关的水质监测网络，发挥大数据技术和物联网技术的优势，对水质监测一张图进行有效应用，实现水质监测的智能化分析，利用移动终端实现精细化管理，建立相关的信息管控平台，提供便捷全面的水质信息服务，促进水质监测管理向精细化、智慧化方向发展。
参考文献：
[1]金思凡,初京刚,李昱,等. 南水北调中线工程水质监测站点布设研究[J]. 中国农村水利水电,2021(1):162-168.
[2]王冰,张永,田寒梅,等. 南水北调前后北京市市政水源水水质状况分析[J]. 现代预防医学,2021,48(3):550-553.
[3]葛秋. 辽宁省水质监测与管理分析[J]. 河南水利与南水北调,2021,50(1):45-46.