CN116592958A - 一种同步监测水质水量的方法及装置 - Google Patents

一种同步监测水质水量的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116592958A
CN116592958A CN202310463308.9A CN202310463308A CN116592958A CN 116592958 A CN116592958 A CN 116592958A CN 202310463308 A CN202310463308 A CN 202310463308A CN 116592958 A CN116592958 A CN 116592958A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
monitoring
water quality
water level
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310463308.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116592958B (zh
Inventor
张亚辉
杜士林
陶勇
何连生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Original Assignee
Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chinese Research Academy of Environmental Sciences filed Critical Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority to CN202310463308.9A priority Critical patent/CN116592958B/zh
Priority claimed from CN202310463308.9A external-priority patent/CN116592958B/zh
Publication of CN116592958A publication Critical patent/CN116592958A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116592958B publication Critical patent/CN116592958B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • G01N2001/1418—Depression, aspiration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了一种同步监测水质水量的方法及装置，其中，该同步监测水质水量的装置包括：管控器、声学多普勒测流器、水质监测器、第一水位计、升降支架、第二水位计、牵引线及滑移器，其中，水质监测器的一部分设置在河岸站房内，管控器设置在河岸站房内的水质监测器上；升降支架一端固定在管控器内，另一端可伸缩延伸至水质水量监测区域的水域底面，开设有滑轨；第一水位计布设在升降支架的另一端面上；牵引线一端固定在设置在管控器内的转轴上，另一端与滑移器相连接；滑移器通过牵引线，沿升降支架上开设的滑轨滑移；声学多普勒测流器、第二水位计及水质监测器设置在滑移器上。可以提高水体污染监测效率，实现水质水量自适应同步监测。

Description

一种同步监测水质水量的方法及装置
技术领域
本发明涉及水环境监测技术领域，具体而言，涉及一种同步监测水质水量的方法及装置。
背景技术
面源污染是环境中的污染物，在降水或融雪冲刷作用下，通过径流汇入河流、湖泊、水库、海洋等引起的水体污染。水体污染监测作为环境科学及环境管理的重要组成部分，是了解水体污染趋势的重要手段。目前，水体污染监测一般包括水文(水量)监测及水质监测，但水文监测及水质监测都是分开进行的，使得实现水体污染监测所需的时间较长，监测效率较低，无法精准核算水体污染通量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供同步监测水质水量的方法及装置，以提高适应于面源污染特征的水体污染监测效率及精度。
第一方面，本发明实施例提供了同步监测水质水量的装置，包括：管控器、声学多普勒测流器、水质监测器、第一水位计、升降支架、第二水位计、牵引线及滑移器，其中，
水质监测器的一部分设置在与水质水量监测区域邻接的河岸站房内，管控器设置在河岸站房内的水质监测器上；
升降支架一端固定在管控器内，另一端沿河岸可伸缩延伸至水质水量监测区域的水域底面，开设有滑轨；
第一水位计布设在升降支架的底端；
牵引线一端固定在设置在管控器内的转轴上，另一端与滑移器相连接；
滑移器通过牵引线，沿升降支架上开设的滑轨滑移；
声学多普勒测流器、第二水位计及水质监测器的另一部分设置在滑移器上。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述水质监测器包括：采水单元、配水单元、预处理单元、分析单元、系统控制单元，其中，
预处理单元、分析单元、系统控制单元设置在河岸站房内，预处理单元分别与配水单元及分析单元相连，系统控制单元分别与采水单元及分析单元相连；
采水单元设置在滑移器上，随滑移器在断面垂直方向上移动，以进行连续水样分析；
配水单元通过软管与采水单元相连接。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述系统控制单元在接收到管控器发送的滑移器已到达预设的水位分层指令后，开启采水单元，并控制配水单元内生成负压，以使采水单元采集的水样通过软管流入配水单元；
预处理单元对配水单元内的水样进行预处理，将预处理的水样导流至分析单元进行水质分析。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述配水单元为一密封的定量容器，配水单元密封的上侧壁设置有气压计，配水单元内生成的负压依据配水单元内未容置水样的第一气压与容置有用于水质分析的预定容量水样时的第二气压确定，第二气压为水位分层处的气压，第一气压小于第二气压，预定容量等于配水单元内的水量及软管内的水量；
气压计检测配水单元内的气压，当检测的气压等于第二气压时，向系统控制单元发送水样采集结束指令，以使系统控制单元关断采水单元。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述采水单元为一配置有开关的密封容器，在需要进行采水时，通过滑移器达到预定的水位分层位置后，系统控制单元向采水单元输出开关开启指令，采水单元的开关开启密封容器的密封盖，水样流入容器内，通过在配水单元内设置的负压，驱动容器内的水样通过软管流入配水单元；在水样采集结束后，关闭密封容器的密封盖。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述升降支架前端设置有用于驱动升降支架向前移动的前驱动器，升降支架的滑轨包括依次拼接的多个小段支架，相邻的小段支架之间的角度可调。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，进行水质水量监测时，管控器控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面，布设在升降支架另一端面上的第一水位计，将当前位置的第一水位监测数据传输至管控器，管控器根据第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层，针对每一水位分层，管控器控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层后，向声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令，声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测，将水量监测数据返回管控器，水质监测器依据水质监测指令采集水样，获取水质监测数据，返回至管控器，管控器将接收的水量监测数据及水质监测数据向预先设置的终端设备发送，控制滑移器滑移至下一水位分层，直至所有水位分层的水质水量监测完毕，完成一个监测周期的水质水量监测。
第二方面，本发明实施例还提供了一种同步监测水质水量的方法，应用于同步监测水质水量的装置的管控器，该同步监测水质水量的装置还包括、声学多普勒测流器、水质监测器、第一水位计、升降支架、第二水位计、牵引线及滑移器，包括：
接收水质水量监测指令，控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面；
接收布设在升降支架另一端面上的第一水位计上报的当前位置的第一水位监测数据，获取第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层；
针对每一水位分层，通过牵引线控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层；
向布设在滑移器上的声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令；
接收声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测得到的水量监测数据，以及，水质监测器依据水质监测指令采集水样获取的水质监测数据，向预先设置的终端设备发送；
判断是否遍历完每一水位分层，若是，等待下一监测周期，若否，控制滑移器滑移至下一水位分层。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
本发明实施例提供的同步监测水质水量的方法及装置，通过接收水质水量监测指令，控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面；接收布设在升降支架另一端面上的第一水位计上报的当前位置的第一水位监测数据，获取第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层；针对每一水位分层，通过牵引线控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层；向布设在滑移器上的声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令；接收声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测得到的水量监测数据，以及，水质监测器依据水质监测指令采集水样获取的水质监测数据，向预先设置的终端设备发送；判断是否遍历完每一水位分层，若是，等待下一监测周期，若否，控制滑移器滑移至下一水位分层。这样，利用升降支架以及升降支架上布设的水位计、滑移器进行水量水质监测，能够针对面源污染监测汛期、灌溉期水质水量变化大的特点，自适应配置水位分层并进行分层监测，从而实现水质水量的同步监测，提高水体污染监效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的同步监测水质水量的装置结构示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的同步监测水质水量的方法流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种计算机设备300的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种同步监测水质水量的方法及装置，下面通过实施例进行描述。
图1示出了本发明实施例所提供的同步监测水质水量的装置结构示意图。如图1所示，该装置包括：管控器101、声学多普勒测流器102、水质监测器103、第一水位计104、升降支架105、第二水位计106、牵引线107及滑移器108，其中，
水质监测器103的一部分设置在与水质水量监测区域邻接的河岸站房内，管控器101设置在河岸站房内的水质监测器103上；
升降支架105一端固定在管控器101内，另一端沿河岸可伸缩延伸至水质水量监测区域的水域底面，开设有滑轨；
第一水位计104布设在升降支架105的底端(另一端面)；
牵引线107一端固定在设置在管控器101内的转轴上，另一端与滑移器108相连接；
滑移器108通过牵引线107，沿升降支架105上开设的滑轨滑移；
声学多普勒测流器102、第二水位计106及水质监测器103的另一部分设置在滑移器108上。
本发明实施例中，管控器用于向声学多普勒测流器、水质监测器、水位计及升降支架发送相应的任务指令，接收声学多普勒测流器、水质监测器、水位计执行任务指令的反馈数据，获取水质水量数据，对水质水量监测区域内各水域层级的水质水量监测数据进行插值处理，拟合出过水断面各位置的水质水量监测数据。
本发明实施例中，进行水质水量监测时，管控器控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面，布设在升降支架另一端面上的第一水位计，将当前位置的第一水位监测数据传输至管控器，管控器根据第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层，针对每一水位分层，管控器控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层后，向声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令，声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测，将水量监测数据返回管控器，水质监测器依据水质监测指令采集水样，获取水质监测数据，返回至管控器，管控器将接收的水量监测数据及水质监测数据向预先设置的终端设备发送，控制滑移器滑移至下一水位分层，直至所有水位分层的水质水量监测完毕，完成一个监测周期的水质水量监测。
本发明实施例中，作为一可选实施例，在水质水量监测中，升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面，即水域的中心位置，布设在升降支架另一端面靠近水域底面的第一水位计，向管控器反馈当前位置的第一水位监测数据，管控器根据反馈的第一水位监测数据，获取水质水量监测区域内的水位信息，按照预先设置的水位分层策略，例如，0.5米一层，对水域进行分层，例如，第一水位计检测得到的水位为1米，依据0.5米一层的水位分层策略，将过水断面分为两层，水位0.25米处对应一水位分层，水位0.75处对应另一水位分层，依据每一分层的水位分层，控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器是否到达对应的水位分层。在确定到达对应的水位分层后，启动设置在滑移器上的声学多普勒测流器进行水量监测，以及，水质监测器进行水质监测。在该水位分层的水量水质监测完毕后，控制滑移器滑移至下一水位分层。
本发明实施例中，依据升降支架的可升缩及可沿升降支架的滑轨滑移的滑移器上的水位计，可动态监测河道水位变化情况，并依据水位变化情况，自适应在水域的垂直方向上，对水质水量监测位置(水位分层)进行划分，依据划分的水质水量监测位置，控制声学多普勒测流器、水质监测器在相应的水位分层进行取样监测。
本发明实施例中，作为一可选实施例，声学多普勒测流器为一声学多普勒流量计(ADCP，Acoustic Doppler Current Profilers)，能够自动在线进行水量(流量)监测，获取水流速度。
本发明实施例中，作为一可选实施例，水质监测器用于对收集的地表水进行水质监测。包括：采水单元、配水单元、预处理单元、分析单元、系统控制单元，其中，
预处理单元、分析单元、系统控制单元设置在河岸站房内，预处理单元分别与配水单元及分析单元相连，系统控制单元分别与采水单元及分析单元相连；
采水单元设置在滑移器上，随滑移器在断面垂直方向上移动，以进行连续水样分析；
配水单元通过软管与采水单元相连接。
本发明实施例中，系统控制单元在接收到管控器发送的滑移器已到达预设的水位分层指令后，开启采水单元，并控制配水单元内生成负压，以使采水单元采集的水样通过软管流入配水单元；
预处理单元对配水单元内的水样进行预处理，将预处理的水样导流至分析单元进行水质分析。
本发明实施例中，作为另一可选实施例，水质监测器还包括：
数据传输单元，与分析单元相连，将分析单元进行水质分析得到的水质数据传输至管控器，以利用管控器无线传输至预设的终端设备。这样，持有终端设备的技术人员能够实时了解水质数据。
本发明实施例中，配水单元为一密封的定量容器，作为一可选实施例，配水单元密封的上侧壁设置有气压计，配水单元内生成的负压依据配水单元内未容置水样的第一气压与容置有用于水质分析的预定容量水样时的第二气压确定，第二气压为水位分层处的气压，第一气压小于第二气压，预定容量等于配水单元内的水量及软管内的水量；
气压计检测配水单元内的气压，当检测的气压等于第二气压时，向系统控制单元发送水样采集结束指令，以使系统控制单元关断采水单元。
本发明实施例中，作为另一可选实施例，配水单元密封的上侧壁还设置有负压调节器，在第二水位计处于不同分层水位时，调节配水单元内的气压至该分层水位对应的第一负压。作为一可选实施例，负压调节器为一具有开关的抽气器。
本发明实施例中，在采水单元开始进行水样采集时，配水单元内的气压低于采水单元处的气压，采水单元处的水流，在压差的作用下，沿着软管流入配水单元，随着配水单元内水样的增多，水样上方的气压逐渐增大，当气压增大至采水单元处的气压相近时，达到动态平衡，可以结束水样采集。通过调节配水单元内第一气压的数值，可以实现不同水位分层水样的自动采集。
本发明实施例中，采水单元为一配置有开关的密封容器，在需要进行采水时，通过滑移器达到预定的水位分层位置后，系统控制单元向采水单元输出开关开启指令，采水单元的开关开启密封容器的密封盖，水样流入容器内，通过在配水单元内设置的负压，驱动容器内的水样通过软管流入配水单元；在水样采集结束后，关闭密封容器的密封盖。
本发明实施例中，分析单元进行水质分析的水样参数包括但不限于：TN、TP、氨氮、COD等。
本发明实施例中，在进行水样分析时，预处理单元抽取配水单元及软管内的全部水量进行预处理。
本发明实施例中，第一水位计位于升降支架最低端(最前端)，用于连续测量断面水位，并将测量得到的水位监测数据传输至管控器。
本发明实施例中，作为另一可选实施例，管控器也可以不通过转轴控制滑移器的滑移，而是采用无线通信的方式实现对滑移器滑移的控制。
本发明实施例中，作为一可选实施例，升降支架前端设置有用于驱动升降支架向前移动的前驱动器，以到达预设的监测位置。
本发明实施例中，升降支架的滑轨包括依次拼接的多个小段支架，相邻的小段支架之间可以调整角度，这样，可以适应河岸两边地形，与河岸地形相匹配，能够有效提高过流断面流速流量测量精度。声学多普勒测流器及水质监测器的采水单元取水口沿滑轨上下滑动，同时，滑移器上设置有水位计、和/或，位置传感器，通过无线网络信号与管控器进行通讯传输，实时将水位监测数据及位置信息反馈给管控器，接收执行管控器传来的命令。
本发明实施例中，管控器向第一水位计发送水位测量指令，第一水位计测量后，将第一水位监测数据反馈给管控器，管控器根据反馈的水位信息，自适应对过水断面进行分层，例如，考虑面源监测实际需求，结合地表水监测规范，设置0.5米为阈值进行分层，之后，向布设在升降支架上的滑移器、声学多普勒测流器及水质监测器发送命令，利用设置在滑移器上的第二水位计，通过测量第二水位计所在的实际水位，确定是否到达水位分层对应的分层位置，从而对各水位分层进行断面宽度、流速测量，并进行分层取水，将各分层过水断面宽度、流速及水质信息传输给管控器，管控器根据接收的数据，绘制工作时过水断面地形，例如，利用声学多普勒测流器沿着滑轨由上到下的滑动，测绘出过水断面形状，基于各水位分层，可以分别进行该水位分层的测速和水质监测。
本发明实施例中，作为一可选实施例，滑移器依据从水面至水底的顺序，沿各水位分层进行水样监测，管控器在获取各水位分层的水质数据及水量数据后，利用插值法分别对水质数据及水量数据进行插值运算，拟合得到过水断面各点的流速及水质信息，基于过水断面各点的流速及水质信息，计算出过水断面的整体流量及水质。例如，基于平均值插值或克里金插值计算两过水断面点之间的插值点对应的过水断面的水质，基于拉格朗日插值或三次样条插值计算两过水断面点之间的插值点对应的过水断面的整体流量，最终实现自适应水质水量同步监测。进一步地，还可计算出过水断面污染物通量，例如，依据流量与水质监测因子浓度的乘积，得到过水断面污染物通量。
本发明实施例中，作为一可选实施例，在第一水位计检测的水位变化超过预先设置的变化阈值后，调整各水位分层的水位，在第一水位计检测的水位变化未超过预先设置的变化阈值时，对各水位分层的水位不作调整。
本发明实施例中，利用升降支架以及升降支架上布设的水位计、滑移器进行水量水质监测，能够针对面源污染监测汛期、灌溉期水质水量变化大的特点，自适应配置水位分层，可以在不同水位分层进行分层监测，从而实现对过流监测断面进行水质水量的监测；同时，能够实时同步监测水质水量；进一步地，升降支架利用拼接可以调整角度的多个小段支架进行拼接，能够贴合河道两岸地形，可精准实施测量过流断面地形，并利用分层测量的方法，结合监测数据插值分析，通过积分方法精准测量过流断面各点水质及水量情况，提高过流断面水质及水量测量精度；而且，采用适应两岸地形的升降支架上的滑轨，结合声学多普勒测流器，可以精准测绘当前过水断面的形状面积。
图2示出了本发明实施例所提供的同步监测水质水量的方法流程示意图。如图2所示，应用于管控器，该方法包括：
步骤201，接收水质水量监测指令，控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面；
本发明实施例中，在需要进行水质水量监测时，向管控器发送水质水量监测指令。作为一可选实施例，管控器在接收到水质水量监测指令后，按照预先设置的水质水量监测周期启动水质水量监测。例如，水质水量监测周期可以是10分钟、30分钟、1小时等。
步骤202，接收布设在升降支架另一端面上的第一水位计上报的当前位置的第一水位监测数据，获取第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层；
本发明实施例中，第一水位计所在的位置为水域较深的位置或水质水量监测要求的水域位置。作为一可选实施例，水位分层策略可以是在初始水位下，对水域深度(水位)进行等分。
步骤203，针对每一水位分层，通过牵引线控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层；
本发明实施例中，利用第二水位计上报的第二水位监测数据，与管控器确定的水位分层对应的水位进行比较，以确定滑移器是否到达该水位分层。
步骤204，向布设在滑移器上的声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令；
本发明实施例中，声学多普勒测流器依据水量监测指令，进行水量监测，获取水流速度等水量监测数据。
步骤205，接收声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测得到的水量监测数据，以及，水质监测器依据水质监测指令采集水样获取的水质监测数据，向预先设置的终端设备发送；
本发明实施例中，作为一可选实施例，水质监测数据包括但不限于：TN、TP、氨氮、COD等。
本发明实施例中，作为一可选实施例，水质监测器通过负压方式采集水样。例如，水质监测器的配水单元内生成的负压依据配水单元内未容置水样的第一气压与容置有用于水质分析的预定容量水样时的第二气压确定，第二气压为水位分层处的气压，第一气压小于第二气压，预定容量等于配水单元内的水量及与配水单元相连的软管内的水量。在第二水位计处于不同分层水位时，对应调节配水单元内的第一气压大小。
步骤206，判断是否遍历完每一水位分层，若是，等待下一监测周期，若否，控制滑移器滑移至下一水位分层。
本发明实施例中，在一个监测周期中，分别监测各水位分层的水质水量，直至所有水位分层的水质水量监测完毕，完成一个监测周期的水质水量监测。
如图3所示，本申请一实施例提供了一种计算机设备300，用于执行图1中的同步监测水质水量的方法，该设备包括存储器301、与存储器301通过总线相连的处理器302及存储在该存储器301上并可在该处理器302上运行的计算机程序，其中，上述处理器302执行上述计算机程序时实现上述同步监测水质水量的方法的步骤。
具体地，上述存储器301和处理器302能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器302运行存储器301存储的计算机程序时，能够执行上述同步监测水质水量的方法。
对应于图2中的同步监测水质水量的方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述同步监测水质水量的方法的步骤。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述同步监测水质水量的方法。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种同步监测水质水量的装置，其特征在于，包括：管控器、声学多普勒测流器、水质监测器、第一水位计、升降支架、第二水位计、牵引线及滑移器，其中，
水质监测器的一部分设置在与水质水量监测区域邻接的河岸站房内，管控器设置在河岸站房内的水质监测器上；
升降支架一端固定在管控器内，另一端沿河岸可伸缩延伸至水质水量监测区域的水域底面，开设有滑轨；
第一水位计布设在升降支架的底端；
牵引线一端固定在设置在管控器内的转轴上，另一端与滑移器相连接；
滑移器通过牵引线，沿升降支架上开设的滑轨滑移；
声学多普勒测流器、第二水位计及水质监测器的另一部分设置在滑移器上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水质监测器包括：采水单元、配水单元、预处理单元、分析单元、系统控制单元，其中，
预处理单元、分析单元、系统控制单元设置在河岸站房内，预处理单元分别与配水单元及分析单元相连，系统控制单元分别与采水单元及分析单元相连；
采水单元设置在滑移器上，随滑移器在断面垂直方向上移动，以进行连续水样分析；
配水单元通过软管与采水单元相连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述系统控制单元在接收到管控器发送的滑移器已到达预设的水位分层指令后，开启采水单元，并控制配水单元内生成负压，以使采水单元采集的水样通过软管流入配水单元；
预处理单元对配水单元内的水样进行预处理，将预处理的水样导流至分析单元进行水质分析。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述配水单元为一密封的定量容器，配水单元密封的上侧壁设置有气压计，配水单元内生成的负压依据配水单元内未容置水样的第一气压与容置有用于水质分析的预定容量水样时的第二气压确定，第二气压为水位分层处的气压，第一气压小于第二气压，预定容量等于配水单元内的水量及软管内的水量；
气压计检测配水单元内的气压，当检测的气压等于第二气压时，向系统控制单元发送水样采集结束指令，以使系统控制单元关断采水单元。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述采水单元为一配置有开关的密封容器，在需要进行采水时，通过滑移器达到预定的水位分层位置后，系统控制单元向采水单元输出开关开启指令，采水单元的开关开启密封容器的密封盖，水样流入容器内，通过在配水单元内设置的负压，驱动容器内的水样通过软管流入配水单元；在水样采集结束后，关闭密封容器的密封盖。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升降支架前端设置有用于驱动升降支架向前移动的前驱动器，升降支架的滑轨包括依次拼接的多个小段支架，相邻的小段支架之间的角度可调。
7.根据权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，
进行水质水量监测时，管控器控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面，布设在升降支架另一端面上的第一水位计，将当前位置的第一水位监测数据传输至管控器，管控器根据第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层，针对每一水位分层，管控器控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层后，向声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令，声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测，将水量监测数据返回管控器，水质监测器依据水质监测指令采集水样，获取水质监测数据，返回至管控器，管控器将接收的水量监测数据及水质监测数据向预先设置的终端设备发送，控制滑移器滑移至下一水位分层，直至所有水位分层的水质水量监测完毕，完成一个监测周期的水质水量监测。
8.一种同步监测水质水量的方法，其特征在于，应用于同步监测水质水量的装置的管控器，该同步监测水质水量的装置还包括、声学多普勒测流器、水质监测器、第一水位计、升降支架、第二水位计、牵引线及滑移器，包括：
接收水质水量监测指令，控制升降支架延伸至水质水量监测区域的水域底面；
接收布设在升降支架另一端面上的第一水位计上报的当前位置的第一水位监测数据，获取第一水位监测数据对应的水位，按照预先设置的水位分层策略，对水质水量监测区域的水域进行分层；
针对每一水位分层，通过牵引线控制滑移器沿升降支架上开设的滑轨滑移，依据滑移器上设置的第二水位计反馈的第二水位监测数据，确定滑移器到达该水位分层；
向布设在滑移器上的声学多普勒测流器发送水量监测指令，以及，向水质监测器发送水质监测指令；
接收声学多普勒测流器依据水量监测指令进行水量监测得到的水量监测数据，以及，水质监测器依据水质监测指令采集水样获取的水质监测数据，向预先设置的终端设备发送；
判断是否遍历完每一水位分层，若是，等待下一监测周期，若否，控制滑移器滑移至下一水位分层。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求8所述的同步监测水质水量的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求8所述的同步监测水质水量的方法的步骤。
CN202310463308.9A 2023-04-26 一种同步监测水质水量的方法及装置 Active CN116592958B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310463308.9A CN116592958B (zh) 2023-04-26 一种同步监测水质水量的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310463308.9A CN116592958B (zh) 2023-04-26 一种同步监测水质水量的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116592958A true CN116592958A (zh) 2023-08-15
CN116592958B CN116592958B (zh) 2024-10-22

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117629315A (zh) * 2024-01-26 2024-03-01 四川省产业计量测试研究院 一种明渠流量辅助测量装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003222576A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Hitachi High-Technologies Corp オンライン水質計
CN108168635A (zh) * 2018-01-31 2018-06-15 长江水利委员会水文局 河道流量实时在线监测方法及装置
CN110456013A (zh) * 2019-06-05 2019-11-15 中山大学 一种河道水质监测系统及方法
CN210719289U (zh) * 2019-06-18 2020-06-09 重庆中航科技有限公司 一种高精度河道流量检测系统
CN111648333A (zh) * 2020-06-22 2020-09-11 河南黄河水文勘测设计院 多功能水文在线监测平台
CN113533780A (zh) * 2021-07-02 2021-10-22 唐山现代工控技术有限公司 一种一体化走航式多普勒剖面测流方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003222576A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Hitachi High-Technologies Corp オンライン水質計
CN108168635A (zh) * 2018-01-31 2018-06-15 长江水利委员会水文局 河道流量实时在线监测方法及装置
CN110456013A (zh) * 2019-06-05 2019-11-15 中山大学 一种河道水质监测系统及方法
CN210719289U (zh) * 2019-06-18 2020-06-09 重庆中航科技有限公司 一种高精度河道流量检测系统
CN111648333A (zh) * 2020-06-22 2020-09-11 河南黄河水文勘测设计院 多功能水文在线监测平台
CN113533780A (zh) * 2021-07-02 2021-10-22 唐山现代工控技术有限公司 一种一体化走航式多普勒剖面测流方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117629315A (zh) * 2024-01-26 2024-03-01 四川省产业计量测试研究院 一种明渠流量辅助测量装置
CN117629315B (zh) * 2024-01-26 2024-04-05 四川省产业计量测试研究院 一种明渠流量辅助测量装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206991539U (zh) 一种无人船复杂水域智能监控系统
CN102175288A (zh) 一种在线测量河道或渠道流量的方法及专用装置
CN104904569A (zh) 一种基于动态含水量估计的智能灌溉调控系统及方法
CN110906992B (zh) 基于水平adcp施测垂线流速分布的河流流量测量方法
CN101592649A (zh) 一种可远程遥控自导航水质采样分析装置
CN116360331B (zh) 一种通用的灌溉自动化控制系统及控制方法
CN103389389A (zh) 重力式流速传感器及明渠流速流量监测装置
CN103466041A (zh) 船舶实时优化节能航速智能分析系统
CN105628109A (zh) 一种江河流速自动测量的方法及装置
CN116592958B (zh) 一种同步监测水质水量的方法及装置
CN205748359U (zh) 一种土壤深松断面快速测取装置
CN102435366A (zh) 基于加速度的抽油机功图数据采集装置
CN102716527B (zh) 一种输液泵液滴检测方法
CN116592958A (zh) 一种同步监测水质水量的方法及装置
CN202049173U (zh) 超声波传感器组
CN104019805A (zh) 一种高含沙浑水异重流检测方法
CN114217041A (zh) 一种河流水情及污染监测的智能化信息采集及管理系统
CN103983323B (zh) 水电站水位测量方法和水电站水位监测系统
CN206654170U (zh) 一种沉管拖航导航系统
CN104422428A (zh) 一种用auv检测海洋水文参数跃变层特征的装置和方法
CN209706882U (zh) 基于天然断面多点测流的流量自动处理终端系统
CN204878958U (zh) 一种基于频谱分析的智能停水装置
CN106864692A (zh) 一种沉管拖航导航系统
CN101309119B (zh) 含有水声通讯采水控制器的水声载波通讯系统及应用方法
CN106885558A (zh) 一种用于深层测斜的数据采集与传输装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant