姜旭，紀峰，舒強，高永明.哈爾濱供水集團有限公司；.北京大禹創(chuàng)業(yè)科技有限責任公司

基于人工與在線檢測的水質(zhì)管理體系研究

姜旭1，紀峰1，舒強1，高永明2
1.哈爾濱供水集團有限公司；2.北京大禹創(chuàng)業(yè)科技有限責任公司

供水工作的首要任務是保障水質(zhì)安全，我國廣泛采用的是人工采樣監(jiān)測輸配水管網(wǎng)水質(zhì)，屬于事后監(jiān)督，創(chuàng)新水質(zhì)管理體系是解決龍頭水質(zhì)的有效途徑，本文根據(jù)國家水質(zhì)管理辦法的基本規(guī)定，通過比對人工和在線檢測水質(zhì)數(shù)據(jù)的相關(guān)性，建立了原水、出廠水、管網(wǎng)水水質(zhì)與人工結(jié)合在線自動監(jiān)測的互動管理模式，實現(xiàn)了實時監(jiān)測水質(zhì)變化狀況，實踐表明：該管理方法對于應對水質(zhì)事故發(fā)揮了重要的指導作用。

水質(zhì)；水質(zhì)檢測；自動在線監(jiān)測；互動管理模式

論文來源于2014年哈爾濱市科技局應用技術(shù)研究與開發(fā)項目《城市供水管網(wǎng)水質(zhì)安全監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)》課題編號：2014AB1AS049

1 引言

隨著社會發(fā)展，人們對關(guān)系到自身健康的飲水問題越來越重視[1]，尤其是針對原水、出廠水、管網(wǎng)水的水質(zhì)問題，更是百姓關(guān)注的焦點，為了預防水源水污染事件的發(fā)生，保證凈水廠出廠水及市區(qū)管網(wǎng)水水質(zhì)實時達標，供水企業(yè)花費了大量的人力和物力對原水、出廠水、管網(wǎng)水水質(zhì)進行跟蹤檢測，從最開始的人工采樣送至化驗室進行監(jiān)測，到攜帶便攜式設(shè)備到現(xiàn)場進行檢測，雖然以上兩種方式可以如實的反應管網(wǎng)水質(zhì)情況，但屬事后監(jiān)督，具有一定的滯后性。

本文通過建立人工與在線檢測工作之間的互動模式，發(fā)揮二者的優(yōu)勢，既實現(xiàn)了人工檢測對水質(zhì)全項指標的檢測工作，又通過水質(zhì)綜合指標實時反映水質(zhì)情況，保證百姓飲用龍頭水水質(zhì)安全的同時也為供水企業(yè)開展各項工作做好基礎(chǔ)工作。

2 研究方法

2.1 自動在線檢測設(shè)備

本次研究所采用的水質(zhì)在線檢測設(shè)備，主要由現(xiàn)場檢測設(shè)備、GPRS無線信號傳輸網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)管理軟件平臺組成。其中，現(xiàn)場檢測設(shè)備直插入供水管網(wǎng)中，對管網(wǎng)水進行同步檢測，實時反映水質(zhì)情況；GPRS無線信號傳輸系統(tǒng)可將檢測的數(shù)據(jù)通過信號傳輸傳送給后端的軟件管理平臺；數(shù)據(jù)管理平臺分可通過WEB網(wǎng)頁或手機軟件進行數(shù)據(jù)查詢和管理工作，且所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作均由軟件平臺自動統(tǒng)計完成，并制作分析統(tǒng)計報表，同時基于所構(gòu)建的數(shù)學模型，可利用現(xiàn)有水質(zhì)數(shù)據(jù)進行未來水質(zhì)變化趨勢的預判分析。

在線檢測設(shè)備可監(jiān)測9個指標，包括水溫、流速、渾濁度、游離氯、總氯、電導率、pH、溶解氧、氧化還原電位。

2.2 實驗方法

2.2.1 監(jiān)測點情況

本研究所選取的監(jiān)測點為管網(wǎng)監(jiān)測點，位于市區(qū)管網(wǎng)末梢二次加壓泵站內(nèi)，避免環(huán)境、人為等因素干擾檢測結(jié)果。

2.2.2 人工檢測實驗方法

按照管網(wǎng)水檢測頻率，并結(jié)合實際工作情況，對所選取的監(jiān)測點渾濁度、游離氯等指標進行現(xiàn)場檢測，檢測時需要記錄時間，與在線檢測設(shè)備檢測時間相吻合，其他指標帶回實驗室進行相關(guān)檢測。

2.2.3 在線檢測設(shè)備實驗方法

在線監(jiān)測系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)采集工作采用同頻率、同步上傳的方式，9項參數(shù)均設(shè)定為每5分鐘進行一次數(shù)據(jù)采集和上傳工作，每天可收集、匯總、分析數(shù)據(jù)為2592個，通過1年來對所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，對整個系統(tǒng)運行期間的工作情況進行評價。

3 基于人工與在線監(jiān)測互動模式下的案例分析

3.1 供水周期與水質(zhì)數(shù)據(jù)的變化狀況

圖4-1管網(wǎng)48小時流速與溫度對照圖

此圖顯示的是某站點兩日晝夜之間隨用水量減少（藍色線），自來水在管道內(nèi)停留時間較長，出現(xiàn)的水溫快速升高（紅色線）的現(xiàn)象，當用水量增加后，管道內(nèi)部水體運行水溫快速下降。

3.2 人為因素引起的水質(zhì)變化

根據(jù)管網(wǎng)水中流速、電導率、游離氯等數(shù)據(jù)出現(xiàn)非規(guī)律性的變化時，對管網(wǎng)管理部門同一時間段的工作進行了了解，確定了引起水質(zhì)異常變化的原因是當天管網(wǎng)進行了檢修，從而充分證明了系統(tǒng)可真實的反應水質(zhì)變化情況。

通過上述兩個案例分析可以發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備可實時對水質(zhì)進行有效監(jiān)控，有效的解決人工監(jiān)測滯后的問題，同時，在線監(jiān)測與人工檢測工作形成互動模式，可以更好的預防突發(fā)水質(zhì)事件，為供水企業(yè)和相關(guān)部門開展下步工作正氣寶貴的時間

結(jié)論

（1）人工與在線監(jiān)測設(shè)備在檢測結(jié)果上具有很高的相關(guān)性，主要指標相關(guān)系數(shù)R均在0.99以上。

（2）在線監(jiān)測設(shè)備能夠及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變化狀況，當供水調(diào)度部門對水量或水壓進行調(diào)整時，在線監(jiān)測設(shè)備所檢測的水溫情況會隨之有規(guī)律的進行變化；當進行管道檢修或其他工程維修作業(yè)時，檢測的游離氯、電導率等指標會有規(guī)律性的變化。

（3）基于人工與在線監(jiān)測設(shè)備的互動管理模式，在線監(jiān)測實時運行，可以解決單純?nèi)斯けO(jiān)測滯后的問題，同時利用人工檢測結(jié)果與在線監(jiān)測設(shè)備比較，對設(shè)備本身的準確程度進行把關(guān)，從而更好的保障城市供水安全進。

[1]王津南，城市供水水質(zhì)監(jiān)測與預警平臺構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)研究.[北京地質(zhì)大學博士學位論文].北京：北京地質(zhì)大學信息學院，2011,10-32.

[2]《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5649-2006，2006：4-28.

[3]廖靜.供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測管理系統(tǒng)：[天津大學碩士學位論文].天津：天津大學環(huán)境與工程學院,2006：13-22.