多场景自适应水质水量在线同步监测技术

一、基本原理

多场景自适应水质水量在线同步监测技术以“水质水量同步监测”为核心,通过声学多普勒流量计(ADCP)或雷达流量计联合水位计,实现断面水位与流速的实时获取,从而获得河道或灌渠的瞬时流量。在此基础上,结合地方在线水质监测数据(如总氮、总磷等),构建流量与水质的同步监测体系。针对不同区域典型的面源污染场景,该技术针对不同面源污染场景采用差异化测流手段,在长江上游丘陵山区的重庆永川区和下游平原常州金坛区的平原河网区,应用ADCP获取丘陵山区快速涨落或平原河网区往复式水流过程的流量监测;在黄河大型灌区的巴彦淖尔五原县,则以雷达流量计适应集中灌溉条件下的测流需求,并与地方在线水质监测(总氮、总磷等)结果进行集成分析。通过差异化、场景化的集成模式,该技术能够实现在多场景面源污染背景下的水质水量自适应同步监测,实现水质和水量监测误差小于15%。为不同面源污染场景下的面源污染通量监测提供数据。

二、技术流程

多场景自适应水质水量在线同步监测技术的技术流程:“面源污染特征分析→水质水量仪器选型研究→污染自适应触发→水质水量同步监测”。

1、根据三个示范区域的不同场景下的面源污染特征与水文特征,选择面源通量监测断面,研发水质和流量同步监测仪器。

2、水量监测模块通过ADCP或雷达流量计结合水位计,实时获取流速与水位并计算瞬时流量,实现不同面源场景的水质水量同步监测。

水质水量在线监测技术工艺

 3、根据不同面源污染特征,通过面源污染的自适应管控模块阈值触发监测任务,联动水量与水质模块同步运行,实现同步监测。同时把采集数据经管控模块汇总、并传输至课题示范监测平台。

 三、技术创新点

技术创新点:针对面源污染汛期和灌溉期集中的水质水量监测中难以同步的问题,针对重庆永川丘陵山区汛期水流急、涨幅大和常州平原河网区往复流、涨幅缓,巴彦淖尔五原县灌溉期集中的多种面源场景的面源污染特征,选择不同测流方式的设备,通过水位自适应触发水量自动监测,实现面源污染场景的水质水量同步精准监测,达到水质和水量监测误差小于15%的要求。

 四、技术来源及知识产权概况

  专利:自主研发,一种同步检测水质水量的方法与装置,发明专利,ZL 202310463308.9