CN111157696A - 水库磷释放监测系统及监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水库磷释放监测系统及监测方法，监测系统包括可漂浮在水库水面的采样平台和建立在水库旁的在线监测站房，在线监测站房内设有在线监测设备；采样平台上连接有若干台采样泵，所有采样泵位于采样平台的下方以落入水库水体中，所有采样泵在竖向上具有高度差以便进行不同深度的采样，所有采样泵的出水口分别通过采样管道与在线监测站房内的在线监测设备相连以便监测不同深度的水样。本发明基于水上采样平台作为载体，采样平台上根据不同深度搭载采样泵，可通过采样泵将不同水深的水样输送至在线监测设备内进行监测；本系统结构简单，方便实时对水库水体进行不同深度的采样和监测，采样泵之间的高度差可结合水库的实际水深提前预设即可。

Description

水库磷释放监测系统及监测方法
技术领域
本发明属于水质的测量、测试技术领域，具体涉及一种水库磷释放监测系统及监测方法。
背景技术
大多数水库、湖库依据地形拦河而建，水深较深，随着河流裹带地表径流中泥沙的沉降，总磷也随着泥沙沉降在库底，需要研究库底部总磷在不同季节、不同水深、不同温度下的释放强度，了解对水质的影响规律及变化趋势。
目前，我国水环境监测主要包括检测站监测和人工采样监测。人工采样监测主要是通过现场周期性采样，送回试验室，试验人员再对采集的水样进行水质检测，人工采样监测灵活性高、可操作范围广，但传统的人工采样因评估周期长，存在人工劳动强度大，耗时长，需定深度采样时操作复杂的问题，还有部分水环境需驾船至采样点定点采样，因水环境变化多样，存在采样困难，采样过程还存在一定的危险性。检测站监测是在大型水库旁建立系统的监测站点，进行实时的水质数据监测，现有技术中如CN207036823U，提供了一种水环境在线监测系统，成本不高，但采样深度固定，不便于不同深度的采样监测；还有如CN209911820U、CN110456013A、CN109917092A、CN104535736A等研究公开的采样监测方案，都比较偏向于一种在线采样监测的方法构思，比较复杂，实施成本估计不菲，也缺乏可行的具体结构方案，还需要进一步细化以便实施。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种水库磷释放监测系统及监测方法，避免水库的检测站结构复杂、不便于不同深度的采样监测的问题，取得结构简单，方便实时进行不同深度采样监测的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
水库磷释放监测系统，包括可漂浮在水库水面的采样平台和建立在水库旁的在线监测站房，所述在线监测站房内设有在线监测设备；所述采样平台上连接有若干台采样泵，所有采样泵位于采样平台的下方以落入水库水体中，所有采样泵在竖向上具有高度差以便进行不同深度的采样作业，所有采样泵的出水口分别通过采样管道与在线监测站房内的在线监测设备相连以便监测不同深度的水样。
进一步完善上述技术方案，所述采样平台为中部镂空的环状浮体，在环状浮体的中部镂空位置横设有水平钢管，所有采样泵均通过绳索悬吊连接于所述水平钢管上。
进一步地，所有采样泵各自通过一对一的绳索悬吊连接于所述水平钢管上，所有绳索在水平钢管上的连接位置沿水平钢管间隔布置。
进一步地，所述绳索外套设有PPR管以防止绳索之间相互纠缠。
进一步地，所述环状浮体包括钢框架，所述钢框架包括两矩形框架板，所述矩形框架板由方形边框和连接在方形边框内的井字形加强肋构成，两矩形框架板呈上下层布置且平行正对，上层矩形框架板上的各交点位置与下层矩形框架板上的各交点位置均通过都对应的竖向筋相连以形成所述钢框架；井字形加强肋与方形边框的连接处均为垂直连接以使钢框架具有九个矩形阵列的方格空间，中间的方格空间形成为所述中部镂空，周围的方格空间内设有轻质体以提供浮力并共同形成为所述环状浮体。
进一步地，周围的方格空间的上表面还铺设有玻璃钢格栅以便检修人员落脚。
可选择地，所述采样管道为软管，所述采样平台的外侧面设有用于推进的电动螺旋桨，采样平台的下表面设有用于控制推进方向的舵机；采样平台上还设有电源和控制器并电连接所述采样泵、电动螺旋桨和舵机。
进一步地，所述在线监测站房内设有与采样泵数量对应的储水池，所有采样泵分别通过采样管道一对一连接至对应的储水池，所述储水池连接有设有放空管、溢流管和取水管，溢流管高于放空管，放空管上设有电磁阀；所述在线监测设备通过取水监测总管连接电磁切换阀，所述取水监测总管上设有取水泵，所述电磁切换阀连接所有储水池的取水管以便择一抽取储水池中的水样进行监测。
进一步地，所述在线监测站房内设有电控装置，所述电控装置电连接所述采样泵、电磁阀、取水泵、电磁切换阀和在线监测设备。
本发明还涉及一种水库磷释放监测方法，本方法基于上述的水库磷释放监测系统而进行，包括针对不同的深度，分时段进行采样和监测。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的水库磷释放监测系统，基于水上的采样平台作为载体，采样平台上根据不同深度搭载采样泵，通过采样泵将不同水深的水样输送至在线监测站房内的在线监测设备内进行监测。实施时，采样泵可选择潜水泵、深井电泵等可水下作业的泵；采样平台可以是定点采样，也可以是浮动形式的，适用性强。
2、本水库磷释放监测系统结构简单，方便实时对水库水体进行不同深度的采样和监测，所有采样泵之间的高度差可结合水库的实际水深提前预设即可。
3、本发明的监测方法可以延长系统的使用寿命，保障对水体的在线监测、监控的有效性。
附图说明
图1为具体实施例的水库磷释放监测系统的结构示意图；
图2为具体实施例中的采样平台的示意图；
图3为图2的仰视图；
图4为图3中上部的放大图；
图5为具体实施例中的采样平台的内部结构示意图；
图6为具体实施例中在线监测站房内部件示意图；
图7为图6中A-A剖视图；
图8为图6中B-B剖视图；
图9为具体实施例中的采样平台的一种变形结构示意图；
其中，采样平台1，钢框架11，矩形框架板12，方形边框121，井字形加强肋122，竖向筋13，方格空间14，玻璃钢格栅15，轻质体16，水平钢管17，中部镂空18，采样泵2，绳索21，采样管道22，在线监测站房3，在线监测设备4，取水监测总管5，取水泵51，电磁切换阀52，储水池6，放空管61，电磁阀62，溢流管63，取水管64，电源7，控制器71，电动螺旋桨72，舵机73，水库100。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参见图1-3，具体实施例的水库磷释放监测系统，包括可漂浮在水库100水面的采样平台1和建立在水库100旁的在线监测站房3，所述在线监测站房3内设有在线监测设备4；所述采样平台1上连接有若干台采样泵2，本实施例为四台，所有采样泵2位于采样平台1的下方以落入水库水体中，所有采样泵2在竖向上具有高度差以便进行不同深度的采样作业，所有采样泵2的出水口分别通过采样管道22与在线监测站房3内的在线监测设备4相连以便监测不同深度的水样。
实施例的水库磷释放监测系统，基于水上的采样平台1作为载体，采样平台1上根据不同深度搭载采样泵2，通过采样泵2将不同水深的水样输送至在线监测站房3内的在线监测设备4内进行监测。实施时，采样泵2可选择潜水泵、深井电泵等可水下作业的泵；采样平台1可以是定点采样，也可以是浮动形式的，对应的，采样管道22可选择硬质塑料管和软管；采样平台1为定点采样时，采样管道22也可以选择软管，并可以将所有软管可汇集的管段均套上硬质的外管以便延长软管的使用寿命，同时，系统所需的电控装置可以设在线监测站房3内，采样泵2为有线控制连接时，连接电线也可以一起穿设于该硬质的外管内，延伸连接至采样泵2。本水库磷释放监测系统结构简单，方便实时对水库水体进行不同深度的采样和监测，所有采样泵2之间的高度差可结合水库的实际水深提前预设即可。
其中，所述采样平台1为中部镂空18的环状浮体，在环状浮体的中部镂空18位置横设有水平钢管17，所有采样泵2均通过绳索21悬吊连接于所述水平钢管17上。
这样，中间承重，周围提供浮力，可以提高采样平台1在水库水体中的稳定性。
其中，所有采样泵2各自通过一对一的绳索21悬吊连接于所述水平钢管17上，所有绳索21在水平钢管17上的连接位置沿水平钢管17间隔布置。
这样，便于采样泵2的悬吊连接，采样泵2相互之间的间距更大，工作时相互影响更小，利于采样准确性。实施时，所述绳索21外可套设PPR管（图中未示出），PPR管为硬质管，可防止因水体流动造成绳索21之间的相互纠缠。
请参见图4、图5，其中，所述环状浮体包括钢框架11，所述钢框架11包括两矩形框架板12，所述矩形框架板12由方形边框121和连接在方形边框121内的井字形加强肋122构成，两矩形框架板12呈上下层布置且平行正对，上层矩形框架板12上的各交点位置与下层矩形框架板12上的各交点位置均通过都对应的竖向筋13相连以形成所述钢框架11；井字形加强肋122与方形边框121的连接处均为垂直连接以使钢框架11具有九个矩形阵列的方格空间14，中间的方格空间14形成为所述中部镂空18，周围的方格空间14内设有轻质体16以提供浮力并共同形成为所述环状浮体，水平钢管17可连接于上层矩形框架板12或下层矩形框架板12，本实施例连接在上层矩形框架板12的井字形加强肋122中间。
这样，提供了一种可行的环状浮体的具体结构，简单方便，钢框架11可采用钢筋或角钢，连接均采用焊固，强度可靠，形成的周围的方格空间14便于轻质体16的选择和连接，轻质体16可以选择形状简单的圆柱形的浮桶，成本低，绑扎连接即可。
其中，周围的方格空间14的上表面，即上层矩形框架板12的边缘还铺设有玻璃钢格栅15以便检修人员落脚。
这样，便于维护维修时的人员登陆到采样平台1上，方便作业。
请参见图6-8，其中，所述在线监测站房3内设有与采样泵2数量对应的储水池6，所有采样泵2分别通过采样管道22一对一连接至对应的储水池6，所述储水池6连接有设有放空管61、溢流管63和取水管64，溢流管63中心标高高于放空管61，放空管61上设有电磁阀62；所述在线监测设备4通过取水监测总管5连接电磁切换阀52，所述取水监测总管5上设有取水泵51，所述电磁切换阀52连接所有储水池6的取水管64以便择一抽取储水池6中的水样进行监测。
这样，先对应通过采样泵2将水样采集到储水池6中，在线监测设备4再对应的进行抽水检测，可保证监测时的水样和水量的稳定性，利于提高监测准确性。
其中，所述在线监测站房3内设有电控装置（图中未示出），所述电控装置电连接所述采样泵2、电磁阀62、取水泵51、电磁切换阀52和在线监测设备4以便实施相应的供电和控制，为现有技术不再赘述；在线监测设备4还电连接通信装置以便将监测数据无线传送至指定电脑和手机APP从而便于实施监控。
本发明还提供一种水库磷释放监测方法，本方法基于上述的水库磷释放监测系统而进行，包括针对不同的深度，每天分时段进行采样和监测。比如按天循环以下控制操作：
08:00时，通过电控装置，打开采样泵A，采样泵A将水样泵送至储水池A内，采样泵A通过时间控制采样泵运行时间，储水池A水样装满后，通过储水池上溢流管63溢流至厂外设备间外沟渠或水体；通过电控装置打开在线监测设备4的取水泵51，电磁切换阀52切换对储水池A内的水样进行抽取并进行监测，储水池A内的剩余水样通过配套的放空管61排空，在线监测设备4监测数据通过无线通信装置将监测数据输送至指定的电脑和手机APP。
12:00时，通过电控装置，打开采样泵B，采样泵B将水样泵送至储水池B内，采样泵B通过时间控制采样泵运行时间，储水池B水样装满后，通过储水池上溢流管63溢流至厂外设备间外沟渠或水体；通过电控装置打开在线监测设备4的取水泵51，电磁切换阀52切换对储水池B内的水样进行抽取并进行监测，储水池B内的剩余水样通过配套的放空管61排空，在线监测设备4监测数据通过无线通信装置将监测数据输送至指定的电脑和手机APP。
16:00时，通过电控装置，打开采样泵C，采样泵C将水样泵送至储水池C内，采样泵C通过时间控制采样泵运行时间，储水池C水样装满后，通过储水池上溢流管63溢流至厂外设备间外沟渠或水体；通过电控装置打开在线监测设备4的取水泵51，电磁切换阀52切换对储水池C内的水样进行抽取并进行监测，储水池C内的剩余水样通过配套的放空管61排空，在线监测设备4监测数据通过无线通信装置将监测数据输送至指定的电脑和手机APP。
20:00时，通过电控装置，打开采样泵D，采样泵D将水样泵送至储水池D内，采样泵D通过时间控制采样泵运行时间，储水池D水样装满后，通过储水池上溢流管63溢流至厂外设备间外沟渠或水体；通过电控装置打开在线监测设备4的取水泵51，电磁切换阀52切换对储水池D内的水样进行抽取并进行监测，储水池D内的剩余水样通过配套的放空管61排空，在线监测设备4监测数据通过无线通信装置将监测数据输送至指定的电脑和手机APP。
这样，可以延长系统的使用寿命，也保障了对水体的在线监测、监控。
请参见图9，实施时，进一步地，采样平台1可以选择浮动形式，由于需要移动，所述采样管道22为软管，所述采样平台1的外侧面设有用于推进的电动螺旋桨72，采样平台1的下表面设有用于控制推进方向的舵机73；采样平台1上还设有电源7和控制器71并电连接所述采样泵2、电动螺旋桨72（的电机）和舵机73，控制器71通过通信模块与在线监测站房3内的电控装置无线通信连接。
这样，可以在一定范围内，移动采样平台1，以便提高适用性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.水库磷释放监测系统，包括可漂浮在水库水面的采样平台和建立在水库旁的在线监测站房，所述在线监测站房内设有在线监测设备；其特征在于：所述采样平台上连接有若干台采样泵，所有采样泵位于采样平台的下方以落入水库水体中，所有采样泵在竖向上具有高度差以便进行不同深度的采样作业，所有采样泵的出水口分别通过采样管道与在线监测站房内的在线监测设备相连以便监测不同深度的水样。
2.根据权利要求1所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所述采样平台为中部镂空的环状浮体，在环状浮体的中部镂空位置横设有水平钢管，所有采样泵均通过绳索悬吊连接于所述水平钢管上。
3.根据权利要求2所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所有采样泵各自通过一对一的绳索悬吊连接于所述水平钢管上，所有绳索在水平钢管上的连接位置沿水平钢管间隔布置。
4.根据权利要求3所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所述绳索外套设有PPR管以防止绳索之间相互纠缠。
5.根据权利要求2所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所述环状浮体包括钢框架，所述钢框架包括两矩形框架板，所述矩形框架板由方形边框和连接在方形边框内的井字形加强肋构成，两矩形框架板呈上下层布置且平行正对，上层矩形框架板上的各交点位置与下层矩形框架板上的各交点位置均通过都对应的竖向筋相连以形成所述钢框架；
井字形加强肋与方形边框的连接处均为垂直连接以使钢框架具有九个矩形阵列的方格空间，中间的方格空间形成为所述中部镂空，周围的方格空间内设有轻质体以提供浮力并共同形成为所述环状浮体。
6.根据权利要求5所述水库磷释放监测系统，其特征在于：周围的方格空间的上表面还铺设有玻璃钢格栅以便检修人员落脚。
7.根据权利要求1所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所述采样管道为软管，所述采样平台的外侧面设有用于推进的电动螺旋桨，采样平台的下表面设有用于控制推进方向的舵机；采样平台上还设有电源和控制器并电连接所述采样泵、电动螺旋桨和舵机。
8.根据权利要求1所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所述在线监测站房内设有与采样泵数量对应的储水池，所有采样泵分别通过采样管道一对一连接至对应的储水池，所述储水池连接有设有放空管、溢流管和取水管，溢流管高于放空管，放空管上设有电磁阀；
所述在线监测设备通过取水监测总管连接电磁切换阀，所述取水监测总管上设有取水泵，所述电磁切换阀连接所有储水池的取水管以便择一抽取储水池中的水样进行监测。
9.根据权利要求8所述水库磷释放监测系统，其特征在于：所述在线监测站房内设有电控装置，所述电控装置电连接所述采样泵、电磁阀、取水泵、电磁切换阀和在线监测设备。
10.一种水库磷释放监测方法，其特征在于：本方法基于权利要求1-9中任一项所述的水库磷释放监测系统而进行，包括针对不同的深度，分时段进行采样和监测。
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