CN113358580A - 水质采样系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水质采样系统及监测方法，属于水质取样技术领域。该系统包括：采样头、颜色监测设备和动力源，采样头和颜色监测设备安装在采样点，采样头用于采集水样，颜色监测设备用于实时检测采样点水质颜色，动力源与采样头的一端连接，并与颜色监测设备电连接，本发明通过颜色监测设备实时检测采样点水质颜色，仅在水质颜色色度在预定范围之外时，启动动力源，颜色监测设备自身能耗低，而且降低了动力源的启动频率，能够降低能耗，解决了现有设备输送泵、检测设备和保存设备能耗大，以及资源浪费的问题，而且实时检测采样点水质颜色还解决了定时采样存在采样时间与污水流过时间不在同一时间段导致无法及时检测到污水问题。

Description

水质采样系统及监测方法

技术领域

本发明属于水质取样技术领域，具体是水质采样系统及监测方法。

背景技术

现有水质自动采样设备是在采样点安装采样头，使用采样头定期采集水样，并将水样输送到实时检测设备内进行水质分析，当水样内的至少一项检测项目的参数在预定范围之外时，再将水样输送到保存设备内进行水样的保存，同时记录时间和地点，等待提取水样进行进一步的实验室检测，进而确定污染物和污染源，进行水质污染的防治。

但是现有水质自动采样设备定时采样检测存在输送泵、检测设备和保存设备能耗大的问题，而且定时采样无法达到实时采样监测的效果，而且即使实时采样，想要实时检测就要设置过多的检测设备保证实时检测，进一步的导致了能耗过大资源浪费的问题，因此现有定时采样存在采样时间与污水流过时间不在同一时间段导致无法及时检测到污水问题。

发明内容

发明目的：提供水质采样系统及监测方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：水质采样系统包括：

采样头，安装在采样点，用于采集水样。

颜色监测设备，安装在采样点，用于实时检测采样点水质颜色。

和

动力源，与采样头的一端连接，并与颜色监测设备电连接。

其中，采样头安装于颜色监测设备的下游位置。

当颜色监测设备检测到水质颜色色度在预定范围之外时，所述颜色监测设备向动力源发送电信号启动动力源，所述动力源输出动力采集水样并将水样输送到预定位置。

在进一步的实施例中，所述颜色监测设备包括：

壳体，安装在采样点，所述壳体内开设有流体通过孔，所述流体通过孔的开设方向与采样点水体的流动方向平行设置。

光源，安装在壳体的内壁一侧，用于产生预定颜色的光。

感光单元，安装在壳体的内壁另一侧，用于接收流体通过孔内的颜色信号。

和

控制器，与光源、感光单元和动力源电连接，用于判断光源产生光的颜色与感光单元接收到颜色信号的差值，当颜色差值在预定范围之外时，所述控制器向动力源发送启动信号，通过将感光单元设置在壳体内，并使用固定光源发出预定颜色的光，能够感光单元受外界天气原因干扰导致颜色判断错误的问题，而且将光源设置在壳体内，能够减少光的外泄，避免在晚上吸引鱼群阻碍水质监测。

在进一步的实施例中，所述壳体的内壁两侧开设有对称配合的安装凹槽。

所述光源和感光单元设置在安装凹槽内，通过将光源和感光单元设置在安装凹槽内，能够减少光源的漫反射，降低颜色监测设备的漏光率，避免在晚上吸引鱼群阻碍水质监测。

在进一步的实施例中，所述壳体的内壁设有吸光材料，通过在壳体的内壁设置吸光材料，能够进一步的降低减少光源的漫反射，降低颜色监测设备的漏光率，避免在晚上吸引鱼群阻碍水质监测。

在进一步的实施例中，所述颜色监测设备还包括：

两个透光板组件，分别与壳体的内壁两侧密封连接，用于保护光源和感光单元。

两个所述透光板组件设置在光源和感光单元之间，两个所述透光板组件之间设置有预定间距，在此实施例中，将透光板的侧边收容在壳体内壁内，避免透光板导光至颜色监测设备外侧吸引鱼群，通过透光板组件与壳体的内壁两侧密封连接，能够对光源和感光单元，当颜色监测设备受到不可修复且影响检测质量的损伤时，能够仅更换透光板组件即可将颜色监测设备投入工作中，极大的降低了故障率，提高了使用效率。

在进一步的实施例中，所述颜色监测设备还包括：

清洁组件，与壳体连接，用于清除颜色监测设备内的杂质，通过清洁组件清除颜色监测设备内的杂质，能够长时间的保证颜色监测设备监测精度。

在进一步的实施例中，所述流体通过孔的底面是靠近进液端高度大于远离进液端的斜面，通过斜面设置能使杂质随流体的流动自然流出。

在进一步的实施例中，所述清洁组件包括：

喷气单元，安装在流体通过孔的进液端两侧侧壁，用于朝流体通过孔的出液端方向喷出气体清除杂质。

和

气源单元，与喷气单元连通，与控制器电连接，用于向喷气单元输出预定压力的气体。

当所述感光单元检测到流体通过孔内杂质沉淀量超过预定值时，所述控制器向气源单元发送电信号，所述气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将杂质清除，通过气源单元输出预定压力的气体，并且喷气单元使用气体将杂质清除，能够将杂质及时排出，而且气源单元一次产气可以多次使用，实现了降低能耗的同时进行水体色度的实时监测，在清除杂质后能够再一次监测杂质沉淀速度，进而判断是否有工厂直接向水体内排放超量的固体杂质。

将喷气单元设置在流体通过孔的进液端侧壁，使喷气单元朝流体通过孔的出液端方向喷出气体，能够减少喷气单元出气孔杂质的堆积，避免了出气孔堵塞的问题，而且本实施例与将底面设置成斜面的方式相结合时，能够加快杂质的流出。

在进一步的实施例中，所述喷气单元还包括：

侧壁清洁喷嘴，与气源单元连通，所述侧壁清洁喷嘴的出气孔朝向流体通过孔的侧壁，用于清洁流体通过孔的侧壁的杂质。

当感光单元检测到亮度低于预定值时，所述控制器向气源单元发送电信号，所述气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将流体通过孔的侧壁杂质清除，通过侧壁清洁喷嘴向侧壁喷气能够将侧壁杂质清除，进而提高了颜色监测设备的使用效率，降低了故障率。

基于水质采样系统的采样方法包括：

S1. 将颜色监测设备安装在水体的采样点，使流体通过孔与采样点水体的流动方向平行设置。

S2. 感光单元监测水体中光的颜色变化量，并将监测结果发送至控制器。

S3. 当颜色的色度和亮度任意一个数值与光源发光的数值的差值在预定范围之外，或数值自身的变化量在预定范围之外时，控制器判断出现水体污染。

S4. 当控制器判断出现水体污染时，控制器向动力源发送启动信号，动力源输出动力采集水样并将水样输送到预定位置。

在进一步的实施例中，当一个采样点检测出水体污染时，水质采样系统根据采样点所处水体的流向，启动该采样点上游、以及下游预定数量采样点的动力源，对预定流域的水体进行水质检测，根据水质检测到的水体污染程度定位污染源。

若下游水体污染浓度或污染种类小于上游水体污染，则判断为单污染源，根据浓度将污染源定位在两个采样点之间。

若下游水体污染浓度或污染种类大于上游水体污染，则判断为多污染源，水质采样系统对比预定数量采样点的检测结果。

若仅下游水体污染浓度大于上游水体污染，污染种类不变或降低，则以污染浓度为依据对污染源进行溯源，根据污染浓度的增加节点将污染源定位在两个采样点之间。

若仅下游水体污染种类大于上游水体污染，则以污染种类为依据对污染源进行溯源，根据污染种类的增加节点将污染源定位在两个采样点之间。

通过一处采样点检测到污染就启动上下游相邻预定数量的动力源进行水体污染检测，并根据水体污染浓度和污染种类定位污染源，能够提高溯源精度。

在进一步的实施例中，水质采样系统与水网系统电连接，当一个采样点检测出水体污染时，水质采样系统向水网系统发送水污染电信号，水网系统开启该采样点下游相邻的排污设备，进行管道排污。

通过污染源溯源以及将水质采样系统与水网系统电连接，能够减少雨水管路内的污染，并避免雨水管路内的污染排放到自然水体的河流中对自然水体造成污染。

在进一步的实施例中，所述监测系统为多个，分布于不同的采样点，每一监测系统设置有与数据中心进行信息交换的通信模块。

当数据中心收到至少一个采样点的监测系统上传的数据出现污染时，进入污染跟踪溯源监测模式，

按照时间顺序对出现水体污染数据的采样点进行排序，筛选最早出现水体污染数据的采样点，将其作为第一跟踪点，构建水体污染数据的时间序列表。

将出现水体污染数据的采样点映射到GIS图或者水网管路图中，根据上述时间序列表建立污染水体在空间上的扩散路径，形成至少一个污染水体扩散路径矢量图。

当存在两个以上的污染水体扩散路径矢量图时，判断是否存在交汇点。

若存在交汇点，提取各采样点的污染数据，构建水体污染的浓度在时间上的变化趋势，以及在各采样点的空间变化趋势。

若存在交汇点，则基于交汇点反向查找，直到找出该路径矢量图中的起点，并将该起点标记为新的污染源。

在进一步的实施例中，查找污染水体扩散路径矢量图中的污染路段，以及查找污染路段流经水体的排污设备。

然后启动临近路径矢量图中起点的下游预定数量的排污设备，排污设备将污染路段的污水排放到污水管路。

若污染路段存在交汇点，则记录该交汇点，启动临近交汇点的下游预定数量的排污设备。有益效果：本发明公开了水质采样系统的采样方法，该水质采样系统通过颜色监测设备实时检测采样点水质颜色，仅在水质颜色色度在预定范围之外时，启动动力源，颜色监测设备自身能耗低，而且降低了动力源的启动频率，能够降低能耗，解决了现有设备输送泵、检测设备和保存设备能耗大，以及资源浪费的问题，而且实时检测采样点水质颜色还解决了定时采样存在采样时间与污水流过时间不在同一时间段，导致无法及时检测到污水问题。

附图说明

图1是本发明的水质采样系统结构示意图。

图2是本发明的颜色监测设备结构示意图。

图3是本发明的水体污染监测流程图。

图4是本发明的水体污染监测进一步实施例示意图。

图5是本发明的城市水路实施例示意图。

图1至图5所示附图标记为：采样头1、颜色监测设备2、动力源3、输送设备4、保存设备5、检测设备6、壳体21、光源22、感光单元23、吸光材料24、透光板组件25、清洁组件26、水网系统7、城市雨水收集设备71、雨水管路72、排污设备73、污水管路74、污水处理设备75、河流8、采样点9。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

本发明提供了一种能够降低能耗，又能够提高水质监测效率的水质采样系统及监测方法。

该水质采样系统包括：采样头1、颜色监测设备2、动力源3、输送设备4、保存设备5和检测设备6。

用于采集水样的采样头1安装在采样点。

用于实时检测采样点水质颜色的颜色监测设备2安装在采样点。

用于输出采样动力的动力源3与采样头1的一端连接，并与颜色监测设备2电连接。

其中采样头1安装在颜色监测设备2的下游。

动力源3的另一端与输送设备4连接，输送设备4的另一端与保存设备5和检测设备6连接。

工作原理：当颜色监测设备2检测到水质颜色色度在预定范围之外时，颜色监测设备2向动力源3发送电信号启动动力源3，动力源3输出动力采集水样并将水样输送到预定位置。

动力源3启动后，采样头1从采样点采集水样，并将水样输送到输送设备4，由输送设备4输送给检测设备6，经检测设备6检测水样确实经过污染，此时输送设备4将水样输送给保存设备5，等待人工进一步检验，确定污染源的位置。

正常水体是透明的。

在泥沙较多，土地保护较差，以及建筑工地附近的地区，水体会呈现黄色，但是在污染范围内时，透光性较好仍接近透明。

在微生物较多或水体营养较多等地区，水体会呈现绿色，但是在污染范围内时，仍接近透明，透光性较好仍接近透明。

在金属加工工厂等地区，若工厂废水直接排放到水体内，则水体颜色会出现黑色泥污，因此当水体颜色呈黑色时，控制器应当降低亮度和色度的判断阈值，以及关注黑色水体出现频率和出现时间。

通过颜色监测设备2实时检测采样点水质颜色，仅在水质颜色色度在预定范围之外时，启动动力源3，颜色监测设备2自身能耗低，而且降低了动力源3的启动频率，能够降低能耗，解决了现有设备输送泵、检测设备6和保存设备5能耗大，以及资源浪费的问题，而且实时检测采样点水质颜色还解决了定时采样存在采样时间与污水流过时间不在同一时间段导致无法及时检测到污水问题。

在进一步的实施例中，若是将颜色监测设备2直接暴露在采样点内，存在受外界天气原因干扰导致的颜色判断错误的问题。

为了解决上述问题，颜色监测设备2包括：壳体21、光源22、感光单元23和控制器。

安装在采样点的壳体21，壳体21内开设有流体通过孔，流体通过孔的开设方向与采样点水体的流动方向平行设置。

安装在壳体21的内壁一侧的光源22，用于产生预定颜色的光，在此实施例中，光源22由光源22板和若干LED灯组组成，使用光源22板和LED灯组产生均匀光。

LED灯组可以除了白色灯外还可以包括红、绿和蓝色三原色的灯，水质正常时仅使用白色灯监测水质颜色，但是水质颜色变化时，则使用三原色的灯来验证水体颜色。

而且LED灯组自身具有能耗小的优势。

安装在壳体21的内壁另一侧的感光单元23，用于接收流体通过孔内的颜色信号。

感光单元23是颜色识别传感器，用于将颜色信号转化为电信号输出给控制器。

与光源22、感光单元23和动力源3电连接的控制器，在控制器内设置有颜色检测软件，用于判断光源22产生光的颜色与感光单元23接收到颜色信号的差值，当颜色差值在预定范围之外时，控制器向动力源3发送启动信号。

通过将感光单元23设置在壳体21内，并使用固定光源22发出预定颜色的光，能够感光单元23受外界天气原因干扰导致颜色判断错误的问题，而且将光源22设置在壳体21内，能够减少光的外泄，避免在晚上吸引鱼群阻碍水质监测。

在进一步的实施例中，在夜晚颜色监测设备2的光源22发出的光会吸引鱼群阻碍水质监测。

为了解决上述问题，壳体21的内壁两侧开设有对称配合的安装凹槽。

光源22和感光单元23设置在安装凹槽内。

通过将光源22和感光单元23设置在安装凹槽内，能够减少光源22的漫反射，降低颜色监测设备2的漏光率，避免在晚上吸引鱼群阻碍水质监测。

在本实施例中，壳体21的内壁设有吸光材料24，吸光材料24是炭黑、氧化铁黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑苯胺黑、硫化锑等黑色涂料中的任意一种。

通过在壳体21的内壁设置吸光材料24，能够进一步的降低减少光源22的漫反射，降低颜色监测设备2的漏光率，避免在晚上吸引鱼群阻碍水质监测。

在本实施例中，颜色监测设备2还包括：两个透光板组件25。

用于保护光源22和感光单元23的两个透光板组件25，分别与壳体21的内壁两侧密封连接。

两个透光板组件25设置在光源22和感光单元23之间，两个透光板组件25之间设置有预定间距。

在此实施例中，将透光板的侧边收容在壳体21内壁内，避免透光板导光至颜色监测设备2外侧吸引鱼群。

通过透光板组件25与壳体21的内壁两侧密封连接，能够对光源22和感光单元23，当颜色监测设备2受到不可修复且影响检测质量的损伤时，能够仅更换透光板组件25即可将颜色监测设备2投入工作中，极大的降低了故障率，提高了使用效率。

在进一步的实施例中，当水质内杂质过多时，存在颜色监测设备2内积蓄杂质和附着杂质的问题，导致颜色监测设备2监测精度降低的问题。

为了解决上述问题，颜色监测设备2还包括：清洁组件26。

用于清除颜色监测设备2内的杂质的清洁组件26与壳体21连接。

通过清洁组件26清除颜色监测设备2内的杂质，能够长时间的保证颜色监测设备2监测精度。

在进一步的实施例中，水质采样设备投入使用的初期，主要受水体内的杂质主要是泥沙等杂质的影响，通过检测水体的透光度的变化监测水体内泥沙等杂质的数量，以及泥沙沉淀量的上升速度也是本产品监测水质的一个重要功能，但是泥沙在流体通过孔内沉淀量超过预定值时存在影响水体色度监测的问题。

为了解决上述问题，流体通过孔的底面是靠近进液端高度大于远离进液端的斜面。

通过斜面设置能使杂质随流体的流动自然流出。

在进一步的实施例中，清洁组件26包括：喷气单元和气源单元。

用于朝流体通过孔的出液端方向喷出气体清除杂质的喷气单元安装在流体通过孔的进液端两侧侧壁。

用于向喷气单元输出预定压力的气体的气源单元与喷气单元连通，与控制器电连接。

当感光单元23检测到流体通过孔内杂质沉淀量超过预定值时，控制器向气源单元发送电信号，气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将杂质清除。

通过气源单元输出预定压力的气体，并且喷气单元使用气体将杂质清除，能够将杂质及时排出，而且气源单元一次产气可以多次使用，实现了降低能耗的同时进行水体色度的实时监测，在清除杂质后能够再一次监测杂质沉淀速度，进而判断是否有工厂直接向水体内排放超量的固体杂质。

将喷气单元设置在流体通过孔的进液端侧壁，使喷气单元朝流体通过孔的出液端方向喷出气体，能够减少喷气单元出气孔杂质的堆积，避免了出气孔堵塞的问题，而且本实施例与将底面设置成斜面的方式相结合时，能够加快杂质的流出。

在进一步的实施例中，当颜色监测设备2放置在微生物较多的水体中时，存在微生物附着在流体通过孔的侧壁生长，导致颜色监测设备2的监测效率降低的问题。

为了解决上述问题，喷气单元还包括：侧壁清洁喷嘴。

侧壁清洁喷嘴，与气源单元连通，侧壁清洁喷嘴的出气孔朝向流体通过孔的侧壁，用于清洁流体通过孔的侧壁的杂质。

当感光单元23检测到亮度低于预定值时，控制器向气源单元发送电信号，气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将流体通过孔的侧壁杂质清除。

通过侧壁清洁喷嘴向侧壁喷气能够将侧壁杂质清除，进而提高了颜色监测设备2的使用效率，降低了故障率。

在本实施例中，喷气单元还包括底壁清洁喷嘴。

底壁清洁喷嘴，与气源单元连通，底壁清洁喷嘴的出气孔朝向流体通过孔的底壁，用于清洁流体通过孔的底壁杂质。

当感光单元23检测到亮度低于预定值时，控制器向气源单元发送电信号，气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将流体通过孔的侧壁杂质清除。

基于水质采样系统的采样方法包括：S1. 将颜色监测设备2安装在水体的采样点，使流体通过孔与采样点水体的流动方向平行设置。

S2. 感光单元23监测水体中光的颜色变化量，并将监测结果发送至控制器。

S3. 当颜色的色度和亮度任意一个数值与光源22发光的数值的差值在预定范围之外，或数值自身的变化量在预定范围之外时，控制器判断出现水体污染。

S4. 当控制器判断出现水体污染时，控制器向动力源3发送启动信号，动力源3输出动力采集水样并将水样输送到预定位置。

在进一步的实施例中，当颜色监测设备2内杂质较多时，存在感光单元23误判的问题。

如图4实施例所示，基于水质采样系统的控制方法包括：S5. 在S3中当水体颜色的色度和亮度任意一个数值与光源22发光的数值的差值在预定范围之外，或水体颜色的色度和亮度任意一个数值在预定范围之外，但是控制器检索到差值或数值的变化量在预定范围之内，则判断为水体未被污染，颜色监测设备2内杂质过多，此时启动清洁组件26，对将颜色监测设备2进行清洁。

在进一步的实施例中，本申请还可以设置在雨水管路72中对城市水网系统7进行污染监测，无雨天气中，城市水网系统7和湖泊流域的河流8的水体流速较低，存在水体污染颜色扩散导致相近的上游采样点9先监测到水体污染，导致污染源定位错误，排污设备73启动错误，导致水污染防控不及时的问题。

在城市水网系统7中，雨水由城市雨水收集设备71收集雨水后有单独雨水管路72排放到自然水体的河流8中，生活污水一般直接随污水管路74排放到污水处理设备75中。

基于水质采样系统的监测方法还包括：污染源溯源方法包括：S5. 当一个采样点9检测出水体污染时，水质采样系统根据采样点9所处水体的流向，启动该采样点9上游、以及下游预定数量采样点9的动力源，对预定流域的水体进行水质检测，根据水质检测到的水体污染程度定位污染源。

S6. 若下游水体污染浓度或污染种类小于上游水体污染，则判断为单污染源，根据浓度将污染源定位在两个采样点9之间。

S7. 若下游水体污染浓度或污染种类大于上游水体污染，则判断为多污染源，水质采样系统对比预定数量采样点9的检测结果。

S8. 若仅下游水体污染浓度大于上游水体污染，污染种类不变或降低，则以污染浓度为依据对污染源进行溯源，根据污染浓度的增加节点将污染源定位在两个采样点9之间。

S9. 若仅下游水体污染种类大于上游水体污染，则以污染种类为依据对污染源进行溯源，根据污染种类的增加节点将污染源定位在两个采样点9之间。

通过一处采样点9检测到污染就启动上下游相邻预定数量的动力源进行水体污染检测，并根据水体污染浓度和污染种类定位污染源，能够提高溯源精度。

在进一步的实施例中，让被污染的城市雨水从雨水管路72直接流入自然水体的河流8中，存在污染防控不及时，最终还是存在自然水体污染的问题。

在本实施例中，雨水管路72内设置有若干个采样点9，本申请设置在采样点9内，在采样点9的下游设置有排污设备73。

基于水质采样系统的排污方法包括：S10. 水质采样系统与水网系统7电连接，当一个采样点9检测出水体污染时，水质采样系统向水网系统7发送水污染电信号，水网系统7开启该采样点9下游相邻的排污设备73，进行管道排污。

通过污染源溯源以及将水质采样系统与水网系统7电连接，能够减少雨水管路72内的污染，并避免雨水管路72内的污染排放到自然水体的河流8中对自然水体造成污染，从根源上解决了自然水体污染的问题。

在进一步的实施例中，为了对包含自然水体的全流域或者城市水体进行监控，还提供了如下方案。以城市管网水体为例进行说明，但是需要说明的是，对于全流域的水体监测，该方法也是适用的。

监测系统为多个，分布于不同的采样点9，每一监测系统设置有与数据中心进行信息交换的通信模块。

通过在每个采样点9设置至少一个监测系统，定点收集该采样点9一定时间范围内的水质信息，并获取污染数据在时间上的变化趋势。通过通信模块将各个采样点9的数据汇集到数据中心，数据中心即获取城市管网各个采样点9中污染数据，例如污染出现和消失的时间地点、浓度变化等各种数据。通过上述数据构建污染的时空变化规律，构建污染的时空变化矢量图。

由于当前很多城市构建了雨污分流系统，在雨水系统中，污染的出现是一个非正常事件，需要进行跟踪和监测，以提高整体的水质。同时，由于城市管网非常复杂，纵横交错，形成网状的系统，且各个交叉点的水平高度不同，因此，如果采用普通的监测模式，溯源相对非常困难。为此提供了如下方法：

首先，当数据中心收到至少一个采样点9的监测系统上传的数据出现污染时，进入污染跟踪溯源监测模式。

按照时间顺序对出现水体污染数据的采样点9进行排序，筛选最早出现水体污染数据的采样点9，将其作为第一跟踪点，构建水体污染数据的时间序列表。

将出现水体污染数据的采样点9映射到GIS图或者水网管路图中，根据上述时间序列表建立污染水体在空间上的扩散路径，形成至少一个污染水体扩散路径矢量图。

当存在两个以上的污染水体扩散路径矢量图时，判断是否存在交汇点。

若存在交汇点，提取各采样点9的污染数据，构建水体污染的浓度在时间上的变化趋势，以及在各采样点9的空间变化趋势。

若存在交汇点，则基于交汇点反向查找，直到找出该路径矢量图中的起点，并将该起点标记为新的污染源。

例如，在管网中出现了两处污染源，如果两处污染源在路径矢量图中，属于同一路径，也就是说，其中一个污染源的路径包含于另一污染源的路径，则通过采样点9获取的污染浓度在时空上的变化，可以判断路径上的污染源数量和出现的时间。

例如，某个污染源出现后，沿某一矢量路径扩散，则在该路径上的采样点9，会出现，浓度增大、平衡、减小的过程。而如果有新增的污染源，则在某个采样点9的浓度可能会出现本应平衡的时候，浓度增大，或者本应减小的过程，浓度增大并持续。因此通过各个采样点9上浓度的时空变化矢量图，可以对污染源的数量和位置进行定位。

再如，当两个污染源的路径矢量图存在部分交叉，则在交叉点的数据和交叉点之后采样点9的数据，与交叉点之前采样点9的数据，会存在时间和浓度上的渐变过程。

例如，从交叉点开始，浓度是叠加的，两个矢量路径上的污染浓度叠加，导致数据出现一个明显的上升。通过类似上述的方式，进行污染溯源。

在进一步的实施例中，查找污染水体扩散路径矢量图中的污染路段，在两个污染源的路径矢量图的交叉点设置排污设备73，

在进一步地实施例中，查找污染水体扩散路径矢量图中的污染路段，以及查找污染路段流经水体的排污设备73。

然后启动临近路径矢量图中起点的下游预定数量的排污设备73，排污设备73将污染路段的污水排放到污水管路74。

若污染路段存在交汇点，则记录该交汇点，启动临近交汇点的下游预定数量的排污设备73。

通过及时排污，能够避免将城市雨水的污染排放到自然水体的河流8中造成自然水体的污染，通过从交汇点排污能够降低能源损耗。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.水质采样系统，其特征在于，包括：

采样头，安装在采样点，用于采集水样；

颜色监测设备，安装在采样点，用于实时检测采样点水质颜色；

和

动力源，与采样头的一端连接，并与颜色监测设备电连接；

其中，采样头安装于颜色监测设备的下游位置；

当颜色监测设备检测到水质颜色色度在预定范围之外时，所述颜色监测设备向动力源发送电信号启动动力源，所述动力源输出动力采集水样并将水样输送到预定位置。

2.根据权利要求1所述水质采样系统，其特征在于，

所述颜色监测设备包括：

壳体，安装在采样点，所述壳体内开设有流体通过孔，所述流体通过孔的开设方向与采样点水体的流动方向平行设置；

光源，安装在壳体的内壁一侧，用于产生预定颜色的光；

感光单元，安装在壳体的内壁另一侧，用于接收流体通过孔内的颜色信号；

和

控制器，与光源、感光单元和动力源电连接，用于判断光源产生光的颜色与感光单元接收到颜色信号的差值，当颜色差值在预定范围之外时，所述控制器向动力源发送启动信号。

3.根据权利要求2所述水质采样系统，其特征在于，

所述壳体的内壁两侧开设有对称配合的安装凹槽；

所述光源和感光单元设置在安装凹槽内；

所述壳体的内壁设有吸光材料。

4.根据权利要求2所述水质采样系统，其特征在于，

所述颜色监测设备还包括：

两个透光板组件，分别与壳体的内壁两侧密封连接，用于保护光源和感光单元；

两个所述透光板组件设置在光源和感光单元之间，两个所述透光板组件之间设置有预定间距。

5.根据权利要求2所述水质采样系统，其特征在于，

所述颜色监测设备还包括：

清洁组件，与壳体连接，用于清除颜色监测设备内的杂质；

所述流体通过孔的底面是靠近进液端高度大于远离进液端的斜面。

6.根据权利要求5所述水质采样系统，其特征在于，

所述清洁组件包括：

喷气单元，安装在流体通过孔的进液端两侧侧壁，用于朝流体通过孔的出液端方向喷出气体清除杂质；

和

气源单元，与喷气单元连通，与控制器电连接，用于向喷气单元输出预定压力的气体；

当所述感光单元检测到流体通过孔内杂质沉淀量超过预定值时，所述控制器向气源单元发送电信号，所述气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将杂质清除。

7.根据权利要求6所述水质采样系统，其特征在于，

所述喷气单元还包括：

侧壁清洁喷嘴，与气源单元连通，所述侧壁清洁喷嘴的出气孔朝向流体通过孔的侧壁，用于清洁流体通过孔的侧壁的杂质；

当感光单元检测到亮度低于预定值时，所述控制器向气源单元发送电信号，所述气源单元向喷气单元输出气体，喷气单元使用气体将流体通过孔的侧壁杂质清除。

8.基于权利要求2至7任一项所述水质采样系统的监测方法，其特征在于，

采样方法包括：

S1. 将颜色监测设备安装在水体的采样点，使流体通过孔与采样点水体的流动方向平行设置；

S2. 感光单元监测水体中光的颜色变化量，并将监测结果发送至控制器；

S3. 当颜色的色度和亮度任意一个数值与光源发光的数值的差值在预定范围之外，或数值自身的变化量在预定范围之外时，控制器判断出现水体污染；

S4. 当控制器判断出现水体污染时，控制器向动力源发送启动信号，动力源输出动力采集水样并将水样输送到预定位置。

9.根据权利要求8所述水质采样系统的监测方法，其特征在于，所述监测系统为多个，分布于不同的采样点，每一监测系统设置有与数据中心进行信息交换的通信模块；

当数据中心收到至少一个采样点的监测系统上传的数据出现污染时，进入污染跟踪溯源监测模式，

按照时间顺序对出现水体污染数据的采样点进行排序，筛选最早出现水体污染数据的采样点，将其作为第一跟踪点，构建水体污染数据的时间序列表；

将出现水体污染数据的采样点映射到GIS图或者水网管路图中，根据上述时间序列表建立污染水体在空间上的扩散路径，形成至少一个污染水体扩散路径矢量图；

当存在两个以上的污染水体扩散路径矢量图时，判断是否存在交汇点；

若存在交汇点，提取各采样点的污染数据，构建水体污染的浓度在时间上的变化趋势，以及在各采样点的空间变化趋势；

若存在交汇点，则基于交汇点反向查找，直到找出该路径矢量图中的起点，并将该起点标记为新的污染源。

10.根据权利要求9所述水质采样系统的监测方法，其特征在于，查找污染水体扩散路径矢量图中的污染路段，以及查找污染路段流经水体的排污设备；

然后启动临近路径矢量图中起点的下游预定数量的排污设备，排污设备将污染路段的污水排放到污水管路；

若污染路段存在交汇点，则记录该交汇点，启动临近交汇点的下游预定数量的排污设备。

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