CN104406819A - 一种微洗井式地下水自动采样系统 - Google Patents

一种微洗井式地下水自动采样系统 Download PDF

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CN104406819A
CN104406819A CN201410597684.8A CN201410597684A CN104406819A CN 104406819 A CN104406819 A CN 104406819A CN 201410597684 A CN201410597684 A CN 201410597684A CN 104406819 A CN104406819 A CN 104406819A
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侯德义
侯景昆
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侯德义
侯景昆
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Abstract

本发明公开了一种微洗井式地下水自动采样系统,通过微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略抽取地下水,并通过实时采集并分析所抽取的地下水的水质指标来自动化、智能化地判断微洗井的进程以及优化地下水的抽取速度,以便在最短的时间获取稳定的水质指标以及在最合理的时间开始采集水样以获取含水层的代表水样,从而解决了采用人工方式调整地下水的抽取速度及判断水质指标稳定的时间点所造成的浪费人力、减慢采样速度及无法获取代表性水样等问题,且,还可避免由于手工记录出现错误,使得后期数据处理出现较大误差导致数据处理不准确的问题。另外,由于可实时采集并分析所抽取的地下水的水质指标,从而还可实现相应的水质监测及预测等功能。

Description

一种微洗井式地下水自动采样系统
技术领域
[0001] 本发明涉及环境监测技术领域,尤其涉及一种微洗井式地下水自动采样系统。
背景技术
[0002] 地下水污染主要是指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使地下水质量下降的现象。地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,至少需十几年、甚至几十年才能使水质复原,这是因为,地下水污染必须进行专门的监测才能确定污染物的种类、污染物的浓度等,而这种监测往往会持续几年到几十年的时间。
[0003] 具体地,目前,地下水污染的监测主要是采用构建监测井,然后采样分析的方法。并且,为了解决监测井中存在滞留水所导致的采样不准确的问题,目前常采用以下两种改进的方法。
[0004] 第一种方法是,将监测井以及四周的水大量抽提,以将由于和大气相通而变化了水质的那部分井水(即滞留水)抽走,周围含水层的水会因此而流入监测井,之后工作人员再从这些新鲜的含水层里的水进行采样来做分析。采用该方法的缺点是需要大量抽取污染水(即滞留水),不仅耗费时间和人力,而且也会增加成本。
[0005] 第二种方法是,微洗井(low flow purge)采样的方法。使用这种采样方法时,地下水会被缓慢地从井里抽出,抽取的过程中井水不会产生上下搅动,而地下水含水层的新鲜水会慢慢流入采样口。采取“微洗井采样”的过程中,必须持续地监测温度、盐度、溶解氧等水质指标,在这些指标稳定之后,就可以确定这时取得的水样已经是含水层流过来的新鲜水样,而不是监测井里的滞留水。
[0006] 但是,由于目前在“微洗井采样”中常用的水质监测仪器通常是老式的野外测量时使用的单点测量仪器,使用这种仪器时一般需要人工测量井水位置、流速和记录水质指标,也需要人工来判断水质指标稳定的时间点和采样时间,从而会存在以下问题:一方面会浪费人力(每次采样至少需要两个人),也会减慢采样速度(人工的判断一般会滞后于实际的水质稳定点);另一方面由于采样人员无法即时准确地调整地下水的抽取速度,会经常造成监测井内水位下降过多,导致无法获取代表性的水样、降低数据处理的准确性。此外,由于手工记录的方法偶尔会导致记录错误,这种错误有可能会在后期数据处理阶段被发现,但是要纠正的话已经为时太晚,因而还会进一步降低数据处理的准确性。
[0007] 因此,亟需提供一种新的地下水采样方案,以解决上述各问题。
发明内容
[0008] 本发明实施例提供了一种微洗井式地下水自动采样系统,用以解决现有技术中存在的采用人工方式确定地下水抽取速度、水质指标稳定的时间点所造成的浪费人力、减慢采样速度、以及降低数据处理的准确性等问题。
[0009] 本发明实施例提供了一种微洗井式地下水自动采样系统,包括抽水设备、传感器设备以及检测主机,其中:
[0010] 所述抽水设备,用于采用微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略从监测井中抽取地下水,以及,根据所述检测主机下发的速度调整指令,调整相应的地下水抽取速度;
[0011] 所述传感器设备,用于实时采集所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标,并将实时采集到的水质指标发送给所述检测主机;
[0012] 所述检测主机,用于根据接收到的所述传感器设备所实时采集到的水质指标,判断所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标是否已满足预设的水质指标稳定条件,若是,则自动示警采样人员开始采集水样,或者,指示所述抽水设备自动向预设的采样容器中注入水样;以及,根据接收到的所述传感器设备所实时采集到的水质指标,实时调整所述抽水设备的地下水抽取速度,并通过向所述抽水设备下发速度调整指令的方式,指示所述抽水设备根据所述速度调整指令,调整相应的地下水抽取速度。
[0013] 可选地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述水质指标至少包括温度指标、电导指标、盐度指标、溶解氧指标、酸碱度指标、氧化还原电位指标或浊度指标中的任意一种或多种。
[0014] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述检测主机,具体用于将每一时刻所接收到的每一水质指标与相应前一时刻所接收到的相应水质指标进行比对,若确定不小于设定阈值的多个连续时刻中的每一时刻所接收到的每一水质指标与相应前一时刻所接收到的相应水质指标之间的水质变化指标均位于设定的稳定区间内,则确定所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标已满足预设的水质指标稳定条件。
[0015] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述系统还包括水位测量设备:
[0016] 所述水位测量设备,用于实时获取所述监测井内的地下水的水位指标,并将实时获取到的水位指标发送给所述检测主机;
[0017] 所述检测主机,具体用于根据接收到的所述水位测量设备所实时获取到的水位指标,以及接收到的所述传感器设备所实时采集到的水质指标,实时调整所述抽水设备的地下水抽取速度。
[0018] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述预设的地下水抽取策略是所述检测主机根据预设的机器学习算法,对设定时长内所采集到的不同流速下的水质指标以及水位指标进行预测分析所得到的,且,所述地下水抽取策略还能够由所述检测主机基于最新时段内所采集到的相应流速下的水质指标以及水位指标进行实时调整与优化。
[0019] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述传感器设备,具体用于在设定采集时刻到来时或接收到用于指示所述传感器设备开始进行水质指标采集的触发指令时,实时采集所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标。
[0020] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述传感器设备,还用于在实时采集所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标的过程中,按照预设的策略实时调整相应的水质指标采集频率。
[0021] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述传感器设备,具体用于针对同一监测井,获取所述抽水设备所抽取的所述监测井内的至少一个采集点处的地下水的水质指标,并对所述至少一个采集点处的地下水的水质指标进行统计分析,综合得出所述抽水设备所抽取的所述监测井内的地下水的水质指标。
[0022] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述系统还包括数据中转设备,所述数据中转设备采用有线或无线的方式与所述检测主机、所述传感器设备以及所述抽水设备通信相连,其中:
[0023] 所述数据中转设备,用于接收所述传感器设备发送的水质指标,并将接收到的所述水质指标转发给所述检测主机,以及,还用于接收所述检测主机发送的速度调整指令,并将所述速度调整指令转发给所述抽水设备;
[0024] 所述传感器设备,还用于将实时采集到的水质指标发送给所述数据中转设备,以由所述数据中转设备将所述水质指标转发给所述检测主机;
[0025] 所述检测主机,还用于将所述速度调整指令发送给所述数据中转设备,以由所述数据中转设备将所述速度调整指令转发给所述抽水设备。
[0026] 进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,所述检测主机,还用于对不同时刻采集到的水质指标进行统计分析,利用预设的机器学习算法,预测未来的水质状况,并绘制相应的水质趋势图;和/或,还用于在确定水质出现异常时,参考台风预警的方式,密集地实时发布水质状况信息,或者进行告警。
[0027] 本发明有益效果如下:
[0028] 本发明实施例提供了一种自动化、智能化的微洗井式地下水自动采样系统,通过微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略从监测井中抽取地下水,并通过实时采集并分析抽水设备所抽取的地下水的水质指标的方式,自动化、智能化地判断微洗井的进程,以及优化调整地下水的抽取速度,以便在最短的时间获取稳定的水质指标,以及在最合理的时间开始采集水样以获取地下含水层的代表水样,从而解决了现有技术中存在的采用人工方式调整地下水的抽取速度以及判断水质指标稳定的时间点以确定采样时间所造成的浪费人力、减慢采样速度、以及无法获取代表性水样等问题,并且,还可避免由于手工记录导致记录错误,使得后期数据处理出现较大误差、导致数据处理不准确的问题,进而可在提高数据采样速率的基础上,达到提高采样准确性以及数据处理准确性的效果。另外,在本方案中,由于可实时采集并分析抽水设备所抽取的地下水的水质指标,从而还可实现相应的水质监测以及水质预测等功能。
附图说明
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1所示为本发明实施例所述的微洗井式地下水自动采样系统的结构示意图一;
[0031]图2所示为本发明实施例所述的微洗井式地下水自动采样系统的结构示意图二。
具体实施方式
[0032] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0033] 具体地,为了解决现有技术中存在的采用人工方式确定水质指标稳定的时间点所造成的浪费人力、减慢采样速度、以及导致地下水水位下降过多从而无法获取代表性水样、降低数据处理的准确性等问题,本发明实施例提供了一种自动化、智能化的微洗井式地下水自动采样系统,如图1所示,其为本发明实施例所述的微洗井式地下水自动采样系统的结构示意图一,所述微洗井式地下水自动采样系统可包括抽水设备11、传感器设备12以及检测主机13,其中:
[0034] 所述抽水设备11可用于采用微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略从监测井中抽取地下水,以及,根据所述检测主机13下发的速度调整指令,调整相应的地下水抽取速度;
[0035] 所述传感器设备12可用于实时采集所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标,并将实时采集到的水质指标发送给所述检测主机13 ;
[0036] 所述检测主机13可用于根据接收到的所述传感器设备12所实时采集到的水质指标,判断所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标是否已满足预设的水质指标稳定条件,若是,则自动示警采样人员开始采集水样,或者,指示所述抽水设备11自动向预设的采样容器中注入水样;以及,根据接收到的所述传感器设备12所实时采集到的水质指标,实时调整所述抽水设备11的地下水抽取速度,并通过向所述抽水设备11下发速度调整指令的方式,指示所述抽水设备11根据所述速度调整指令,调整相应的地下水抽取速度,以达到在相对最短的时间内获得稳定的水质指标的目的。
[0037] 可选地,所述抽水设备11通常可位于监测井之内,且通常可为相应的抽水水泵等设备;并且,在确定水质指标满足预设的水质指标稳定条件之前所述抽水设备11所抽取的地下水通常可自动注入相应的滞留水收集容器内,本发明实施例对此均不作赘述。
[0038] 进一步地,所述传感器设备12所实时采集到的所述水质指标至少可包括温度指标、电导指标、盐度指标、溶解氧指标、酸碱度指标、氧化还原电位指标或浊度指标中的任意一种或多种,本发明实施例对此不作任何限定。
[0039] S卩,如图2所示,所述传感器设备12可由各种可选的高精度水质传感器(包括但不限于用于检测温度、电导、盐度、溶解氧、酸碱度、氧化还原电位、浊度等的传感器)和一个具备数据采集及转换处理功能的单片机模块(MCU, Micro Controller Unit)组成,用于实现水质检测所需的各种参数的检测和收集功能。另外需要说明的是,在本发明所述实施例中,所述传感器设备12的位置可自由设置,如可绑定在所述抽水设备11之上(如图1所示),或是位于地面之上的一个可有所述抽水设备11抽提的水持续流过的容器之内,本发明实施例对此不作任何限定。再有需要说明的是,所述传感器设备12在将实时采集到的水质指标发送给所述检测主机13之前,还可先将其转换成数字信号,以提高水质指标数据的抗干扰性,本发明实施例对此也不作任何限定。
[0040] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述检测主机13具体可为基于Android操作系统或其它操作系统的平板电脑等计算机设备,以利用Android平台或其它操作平台的友好的界面操作、强大的处理能力,来弥补目前监测仪器的一些使用功能上的不足。
[0041] 具体地,如图2所示,所述检测主机13具体可具有平板电脑等计算机设备正常运行时所必需的各种组件,如CPU (Central Processing Unit,中央处理单元)、内存、存储介质等,同时也可集成有各种有线或无线通信模块以及GPS (Global Posit1ning System,全球定位系统)模块、2G(2nd_Generat1n)或3G (3rd_Generat1n)模块等,并且,其上可运行水质检测所专用的各种软件系统,以完成人机交互、数据采集、统计分析、上传远端服务器等一系列功能。
[0042] 也就是说,所述检测主机13除了可用于根据接收到的所述传感器设备12所实时采集到的水质指标,判断所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标是否已满足预设的水质指标稳定条件、以及调控所述抽水设备11的地下水抽取速度之外,还可通过自身具备的GPS模块实现采样点的定位,以便后续可实现自动追踪定位,以解决难以找到采样点的难题。另外,所述检测主机13还可通过自身具备的2G和/或3G模块实现远程通信,以将采集并经过处理的数据发送到远端云存储服务器中,以使得办公室人员和项目经理等管理人员可以即时处理数据并对野外采样人员的行动作出指导,本发明实施例对此不作赘述。另外需要说明的是,所述检测主机13所具备的有线或无线通讯模块可以为RS232或RS485串口、MBUS (Meter Bus,仪表总线)、433Mhz无线通信、Zigbee、蓝牙、Wifi (无线相容性认证)等模块,本发明实施例对此也不作赘述。
[0043] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述系统还可包括一个或多个能够采用有线或无线的方式与所述检测主机13、所述传感器设备12以及所述抽水设备11通信相连的数据中转设备14。
[0044] 此时,所述传感器设备12还可用于将实时采集到的水质指标发送给所述数据中转设备14,以由所述数据中转设备14将所述水质指标转发给所述检测主机13 ;所述检测主机13还可用于将相应的速度调整指令发送给所述数据中转设备14,以由所述数据中转设备14将所述速度调整指令转发给所述抽水设备11。
[0045] 相应地,所述数据中转设备14可用于接收所述传感器设备12发送的水质指标,并将接收到的所述水质指标转发给所述检测主机13,以及,还可用于接收所述检测主机13发送的速度调整指令,并将所述速度调整指令转发给所述抽水设备11。
[0046] 具体地,所述数据中转设备14可选用的通讯方式有RS232或RS485串口、MBUS、433Mhz无线通信、Zigbee、蓝牙、Wifi等。并且,在具体方案的实施中,其既可以集成在传感器设备12内、与之形成一个整体,也可以通过延伸的有线连接方式(如利用RS232或RS485串口、MBUS等)与传感器设备12相连接、以避免无线信号在监测井中受到屏蔽。
[0047] 进一步地,当所述数据中转设备14通过延伸的有线连接方式与传感器设备12相连接、以免无线信号在监测井中受到屏蔽时,在无线信号受屏蔽的地方可将数据传输线与电缆线合并封装,而在其它无线信号不受屏蔽的地方,如监测井外部则仍可采用无线的方式与对应的设备通信相连,以避免现场布线带来的施工困难。另外,若确定监测位置的地形过于复杂,则还可根据地形情况,使用“有线= > 无线= > 有线= > 无线...”等的多级传输方式,本发明实施例对此不作任何限定。
[0048] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述检测主机13具体可用于将每一时刻所接收到的每一水质指标与相应前一时刻所接收到的相应水质指标进行比对,若确定不小于设定阈值(该设定阈值可根据实际情况进行调整设定)的多个连续时刻中的每一时刻所接收到的每一水质指标与相应前一时刻所接收到的相应水质指标之间的水质变化指标均位于设定的稳定区间内,则可确定所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标已满足预设的水质指标稳定条件。也就是说,在每一个时间点采集到的水质指标,都会和上一个时间点所采集到的相应水质指标进行对比,来判断水质的变化以及水质指标是否已开始稳定等。
[0049] 其中,针对任一水质指标,可根据实际情况,预先设定与该水质指标相对应的稳定区间。如,针对溶解氧这一水质指标,可预先设定±10%或者±0.3mg/L为与其相对应的稳定区间,本发明实施例对此不作赘述。
[0050] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述系统还可包括水位测量设备15:
[0051] 所述水位测量设备15可用于实时获取所述监测井内的地下水的水位指标,并将实时获取到的水位指标发送给所述检测主机13 ;具体地,所述水位测量设备15可用于通过所述数据中转设备14将实时获取到的水位指标发送给所述检测主机13 ;
[0052] 所述检测主机13具体可用于根据接收到的所述水位测量设备15所实时获取到的水位指标,以及接收到的所述传感器设备12所实时采集到的水质指标,实时调整所述抽水设备11的地下水抽取速度,以在确保监测井内的水位不至于下降过快的基础上,达到在相对最短的时间内获得稳定的水质指标的目的。
[0053] 进一步地,需要说明的是,在本发明所述实施例中,所述预设的地下水抽取策略通常可以是所述检测主机13根据预设的机器学习算法,对设定时长内所采集到的不同流速下的水质指标以及水位指标进行预测分析所得到的。具体地,通过采用相应的机器学习算法,可从多次的地下水采样活动中智能地学习到最优的地下水抽取策略,如获取到最优的地下水抽取速度,并且,所述预设的地下水抽取策略还能够由所述检测主机13基于最新时段内所采集到的相应流速下的水质指标以及水位指标进行实时地调整与优化。
[0054] 其中,所述机器学习算法至少可以包括多元线性回归分析算法、多元非线性回归分析算法、时间序列分析、或者神经网络算法中的任意一种或多种。
[0055] 另外需要说明的是,所述检测主机13在根据预设的机器学习算法,对设定时长内所采集到的不同流速下的水质指标以及水位指标进行预测分析之前,可首先对采集到的不同流速下的水质指标以及水位指标进行预处理,如去掉最高值、最低值以及其他被判断为不合理的数据点以及取均值等,以合理地选取所需要的水质参数,并进而根据预处理后的各参数,分析得到相应的地下水抽取策略,本发明实施例对此不作赘述。
[0056] 进一步需要说明的是,本发明实施例所述的地下水采样系统主要应用于有采样人员、并且需要采取水样运往实验室分析的场景。但是,需要说明的是,本系统也可以应用于另外一种场景,即远程的、无人管理的监测场景。并且,在第二种应用场景中,本系统可长期设置在某一区域,并且,可通过远程控制的方式或定时的方式来开启抽取地下水以及采集水质指标等程序。
[0057] 也就是说,在本发明所述实施例中,所述抽水设备11具体可用于在设定抽水时刻到来时或接收到用于指示所述抽水设备11开始进行抽水的触发指令(该触发指令可以是检测主机13根据远程操作人员的远程控制下发的,或者,还可以是所述检测主机13在确定设定抽水时刻到来时,向所述抽水设备11下发的)时,采用微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略从监测井中抽取地下水。
[0058] 类似地,所述传感器设备12具体可用于在设定采集时刻到来时或接收到用于指示所述传感器设备12开始进行水质指标采集的触发指令(该触发指令也可以是检测主机13根据远程操作人员的远程控制下发的,另外,也可以是所述检测主机13在确定设定采集时刻到来时,向所述抽水设备11下发的;再有,该设定采集时刻通常可与上述设定抽水时刻为同一时刻或滞后于上述设定抽水时刻)时,实时采集所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标。
[0059] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述传感器设备12还可用于在实时采集所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标的过程中,按照预设的策略实时调整相应的水质指标采集频率。如,可在确定所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标已平稳时,自动减缓采样频率,或者,可在确定所述抽水设备11所抽取的地下水的水质指标发生变化时,自动增大采样频率。其中,具体可减缓或增大采样频率至何种程度,可根据实际情况进行调整设定,本发明实施例对此不作赘述。
[0060] 进一步地,为了提高水质指标采集的准确性,在本发明所述实施例中,所述传感器设备12具体可用于针对同一监测井,获取所述抽水设备11所抽取的所述监测井内的至少一个采集点处的地下水的水质指标,并对所述至少一个采集点处的地下水的水质指标进行统计分析,综合得出所述抽水设备11所抽取的所述监测井内的地下水的水质指标。
[0061] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述检测主机13还可用于对不同时刻采集到的水质指标进行统计分析,利用预设的机器学习算法(如多元线性回归分析算法、多元非线性回归分析算法、时间序列分析、或者神经网络算法等中的任意一种或多种),预测未来的水质状况,并绘制相应的水质趋势图,以实现水质预测的功能;和/或,还可用于在确定水质出现异常时,参考台风预警的方式,密集地实时发布水质状况信息或者进行告警。
[0062] 进一步地,在本发明所述实施例中,所述系统还可包括供电设备(图中未示出):
[0063] 所述供电设备可用于为系统中的所述抽水设备11、传感器设备12、数据中转设备14以及检测主机13等各设备供电。具体地,所述供电设备可使用太阳能电池和/或蓄电池的方式来提供电能,本发明实施例对此不作赘述。
[0064] 另外需要说明的是,在本发明所述实施例中,所述系统(具体可为所述检测主机13)中还可集成有其他用户友好的装置,包括但不限于小型的打印机以打印样品标签等,本发明实施例对此也不作赘述。
[0065] 再有需要说明的是,本发明还可针对多个监测井,部署同一检测主机以及相应的多套不同的由抽水设备、传感器设备等其他非检测主机设备所组成的设备,以通过同一检测主机,实现同时对多套传感器设备所采集的水质数据进行处理、进而获取和统计多个监测井的水质情况的效果,本发明实施例对此不作任何限定。
[0066] 本发明实施例提供了一种自动化、智能化的微洗井式地下水自动采样系统,通过微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略从监测井中抽取地下水,并通过实时采集并分析抽水设备所抽取的地下水的水质指标的方式,自动化、智能化地判断微洗井的进程以及优化调整地下水的抽取速度,以便在最短的时间获取稳定的水质指标,以及在最合理的时间开始采集水样以获取地下含水层的代表水样,从而解决了现有技术中存在的采用人工方式调整地下水的抽取速度以及判断水质指标稳定的时间点以确定采样时间所造成的浪费人力、减慢采样速度、以及无法获取代表性水样等问题,并且,还可避免由于手工记录导致记录错误,使得后期数据处理出现较大误差、导致数据处理不准确的问题,进而可在提高数据采样速率的基础上,达到提高采样准确性以及数据处理准确性的效果。另外,由于在本实施例所述方案中,可实时采集并分析抽水设备所抽取的地下水的水质指标,从而还可实现相应的水质监测以及水质预测等功能。
[0067] 尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0068] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种微洗井式地下水自动采样系统,其特征在于,包括抽水设备、传感器设备以及检测主机,其中: 所述抽水设备,用于采用微洗井的方式,按照预设的地下水抽取策略从监测井中抽取地下水,以及,根据所述检测主机下发的速度调整指令,调整相应的地下水抽取速度; 所述传感器设备,用于实时采集所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标,并将实时采集到的水质指标发送给所述检测主机; 所述检测主机,用于根据接收到的所述传感器设备所实时采集到的水质指标,判断所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标是否已满足预设的水质指标稳定条件,若是,则自动示警采样人员开始采集水样,或者,指示所述抽水设备自动向预设的采样容器中注入水样;以及,根据接收到的所述传感器设备所实时采集到的水质指标,实时调整所述抽水设备的地下水抽取速度,并通过向所述抽水设备下发速度调整指令的方式,指示所述抽水设备根据所述速度调整指令,调整相应的地下水抽取速度。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于, 所述水质指标至少包括温度指标、电导指标、盐度指标、溶解氧指标、酸碱度指标、氧化还原电位指标或浊度指标中的任意一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于, 所述检测主机,具体用于将每一时刻所接收到的每一水质指标与相应前一时刻所接收到的相应水质指标进行比对,若确定不小于设定阈值的多个连续时刻中的每一时刻所接收到的每一水质指标与相应前一时刻所接收到的相应水质指标之间的水质变化指标均位于设定的稳定区间内,则确定所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标已满足预设的水质指标稳定条件。
4.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括水位测量设备: 所述水位测量设备,用于实时获取所述监测井内的地下水的水位指标,并将实时获取到的水位指标发送给所述检测主机; 所述检测主机,具体用于根据接收到的所述水位测量设备所实时获取到的水位指标,以及接收到的所述传感器设备所实时采集到的水质指标,实时调整所述抽水设备的地下水抽取速度。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于, 所述预设的地下水抽取策略是所述检测主机根据预设的机器学习算法,对设定时长内所采集到的不同流速下的水质指标以及水位指标进行预测分析所得到的,且,所述地下水抽取策略还能够由所述检测主机基于最新时段内所采集到的相应流速下的水质指标以及水位指标进行实时调整与优化。
6.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于, 所述传感器设备,具体用于在设定采集时刻到来时或接收到用于指示所述传感器设备开始进行水质指标采集的触发指令时,实时采集所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标。
7.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于, 所述传感器设备,还用于在实时采集所述抽水设备所抽取的地下水的水质指标的过程中,按照预设的策略实时调整相应的水质指标采集频率。
8.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于, 所述传感器设备,具体用于针对同一监测井,获取所述抽水设备所抽取的所述监测井内的至少一个采集点处的地下水的水质指标,并对所述至少一个采集点处的地下水的水质指标进行统计分析,综合得出所述抽水设备所抽取的所述监测井内的地下水的水质指标。
9.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括数据中转设备,所述数据中转设备采用有线或无线的方式与所述检测主机、所述传感器设备以及所述抽水设备通信相连,其中: 所述数据中转设备,用于接收所述传感器设备发送的水质指标,并将接收到的所述水质指标转发给所述检测主机,以及,还用于接收所述检测主机发送的速度调整指令,并将所述速度调整指令转发给所述抽水设备; 所述传感器设备,还用于将实时采集到的水质指标发送给所述数据中转设备,以由所述数据中转设备将所述水质指标转发给所述检测主机; 所述检测主机,还用于将所述速度调整指令发送给所述数据中转设备,以由所述数据中转设备将所述速度调整指令转发给所述抽水设备。
10.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于, 所述检测主机,还用于对不同时刻采集到的水质指标进行统计分析,利用预设的机器学习算法,预测未来的水质状况,并绘制相应的水质趋势图;和/或,还用于在确定水质出现异常时,参考台风预警的方式,密集地实时发布水质状况信息,或者进行告警。
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