供水管网在线监测系统

数字水质监测系统由供水SCADA系统集成实现在线水质监测。系统集工业计算机技术、无线/有线通信技术、地理信息技术、网络技术、数据库技术于一体，融合SCADA系统和优化决策支持系统及提供对Web信息发布的支持，是一套高可靠性的监控和信息分析系统。

系统通过在线远传终端与在线水质检测仪器的连接，由在线远传终端通过信息传输协议将在线仪器检测得到的数据信息通过无线传输方式传送到系统平台中，并接收系统平台发出的信息指令，从而使整个网络和系统正常、高效地运转。

系统采用现今技术比较成熟的无线GPRS公众网络作为通信主体，既为数据的实时性和历史追溯性提供可靠的数据通道，又能为完整采集和保存水质点、线、面的综合数据和信息提供安全保障。

在水质在线监测系统中，中心站通过有线和无线两种通信方式实现对各子站的实时监视及数据传输功能，子站是一个独立完整的水质在线监测系统，一般由6个子系统构成，包括采样系统，预处理系统，监测仪器系统，PLC控制系统，数据采集、处理与传输子系统，远程数据管理中心。

水质自动监测系统应同时具备4个要素，即高质量的系统设备、完备的系统设计、严格的施工管理、完善的运行管理。

在线数字水质监测点是实时掌握供水管网水质的重要手段。监测点在布置中既要考虑到全面的反应管网的实时运行状态为原则，也要充分考虑到城市供水的中长期发展需要。

2.5.1.1　管网监测点布置原则

（1）用户集中区域、重点部门单位、特殊用户输水干管上设置管网监测点，实时监测用户水质的状况。

（2）供水管网末梢及管网供水最不利点属于管网供水最不利与最敏感区域，设置在线水质监测点能较好地反映这些管网区域的供水水质状况。

（3）区域公司管网边界分界线，重要大口径输水管交叉处，这类区域水力条件复杂，所以这类区域也应是监测点布置的首选地区。

目前整个信息系统已建成一期，基本覆盖该市中心城区供水范围。共建成139个管网在线水质监测站，278个管网水质信息。数据类型包括常规水质信息，具体见表2-1。

表2-1　中心城区各区域管网水质在线监测点数量与监测指标

此外，世博园区设置了7个管网水质在线监测点，其中浦西片3个，浦东片4个。世博园区安装的是集成水质在线监测仪器，可同时监测余氯、电导率、温度、浊度、pH值以及压力等运行参数。集成水质在线监测仪的优点为安装方便、操作简单、使用可靠。各仪器设备集成安装在防锈水质柜内，如图2-1所示。

图2-1　水质柜内部现场照片

2.5.1.2　水质柜的安装条件

（1）水质柜需要约2m2的安装和使用空间。

（2）水质柜需要220V（空调制冷900W，制热1100W，年耗电3600kW·h）市电的接入。

（3）水质设备需要不间断排水，故需要在安装点附近有下水道。

在线水质监测仪可将现场采集到的数据通过GPRS网络，实时传递到控制中心SCADA系统，通信途径如图2-2所示。水质监测仪每分钟采集并发送一次数据，作为世博园区管网水质模型在线模拟和校核的基础数据。

图2-2　在线水质检测点GPRS通信示意图

2.5.1.3　水质在线监测仪的维护工作内容

（1）维护时携带设备为便携式浊度仪、便携式余氯仪。

（2）每周对在线水质设备（余氯仪、浊度仪）使用便携式仪表进行一次比对校准；同时更换浊度仪玻璃瓶，清洗干净以备下次更换。

（3）每月对余氯仪电极流通槽腔体进行清洗，防止杂质堵塞。

（4）每季度更换所有在线余氯仪所用的电解液，并进行校准工作。

世博园区还设立了13个直饮水在线水质监测点，其中浦西园区2个，浦东园区11个。卫生监督所对饮水点供水的浑浊度、pH值、电导率、消毒剂余量、水温等指标进行实时检测，每隔5min将检测结果通过GPRS自动传送到卫生监督保障指挥中心，进行24h监控分析。

该市中心城区用5年时间在中心城区管网系统中安装了146套水质在线浊度、余氯仪，基本实现了管网水质动态管理。这些在线数据实时传送至水务集团、上级管理部门和政府管理部门，实现全透明水质管理和动态管理，提高了管理水平，也为提高管网水质和水厂制水运行参数的选择提供科学依据。

城市供水管网GIS系统是融计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术。它将地理位置及其相关属性有机结合起来，满足供水调度、规划、设计、管网维护、应急抢修等各方面的要求。因此在规划水质监测点及对水质监测点的定位上有着极其重要的参考与校对作用。通过与GIS衔接，可实现水质分布图，从宏观上更全面地了解管网水质的分布状况。

此外，供水管网水力、水质模型是在管网分析软件平台上用数学方法建立起来的城市供水管网动态分析模型，是决策支持系统的重要组成部分。通过与数字水质监测系统的连接，可实现预测水质的变化情况，同时也可由数字水质监测系统来校对预测的准确性，保障上海饮用水的安全可靠。