项目背景

　　哈尔滨市水务局利用磨盘山水库作为城市供水源，以哈尔滨市居民生活供水为主，兼向沿线山河、五常等城镇供水，保证其水质状况对哈尔滨市居民的生活有着重要的意义。因此哈尔滨水务局需要建立、运行并维护一套能实时监测磨盘山水库水质情况的水质监测站系统，可以将水质监测数据传输到水库管理处的服务器中，同时可以在哈尔滨水务局局域网中随时查看数据和报告。

　　通过对磨盘山水库的实时水质监测，一则可为综合评价磨盘山水库的水环境质量提供基础性数据，二则可迅速发现突发性水质污染事故，将水域异常水质情况通过系统传至水务局办公室，以便决策部门及时了解水质状态，为制定相应的防治对策提供依据。

图--磨盘山水库-水质监测站

　　随着科学技术的进步，水质监测技术迅速发展，仪器分析、计算机控制等现代化手段在水质监测中得到了广泛应用。DHI在这方面有着领先的技术水平和丰富的经验，基于不同的环境因素和不同的客户需求完成了多个水质监测站项目。例如在奥尔胡斯河建立的水质监测站，该站点被奥尔胡斯市的污水处理厂和饮用水输配水管网持续使用。此外，在美国的波士顿以及意大利的热亚那，基于数据管理软件(DIMS)开发的系统已经实现了水资源的监测和决策支持。

主要技术方案

　　磨盘山水库建立的实时水质监测站，采用了先进的水质监测设备和实时监测技术，该监测站的主要技术方案包括：

•    水质监测站将使用高质量、耐用的实时传感器来测量选定的水质参数。通过溶解氧传感器、电导传感器、光谱分析探头等多种传感器设备以及在线多参数监测系统实时监测以下水质参数：温度、溶解氧、电导率、硝酸盐、PH、氨氮、叶绿素，并通过光学探针和可见光光谱测定法监测硝酸盐、浑浊度、总有机碳、溶解性有机碳、UV254参数以及色度。所有监测参数精度均能满足实际业务需求。

•    水库管理处的服务器上安装的DIMS数据管理软件，可以配置数据存储、数据视图、自动报表、数据以及事件（数据问题、设备问题、传输问题等）触发器等功能，如果监测数据精度下降或者水质状态出现异常会及时发布警报信息并自动开始对水质取样。

•    水库管理处和哈尔滨水务局办公室的电脑可以通过客户端软件或者浏览器实时访问信息发布系统获取水质监测综合信息。

•    通过配备不间断电源以及为取水管增加电加热带，保证监测站设备在冬天也可以连续运转，一年四季不间断运行取样。

项目实施成果

   该项目已经成功在磨盘山水库安装部署，目前正在试运行阶段。项目的主要成果包括：

   1)   水质监测站房建设

　　水质监测站房的建设包括两个方面，一个是整个站房的整体装修改造工作，一个是站房内水质监测系统和采样系统的安装部署。

　　站房的整体装修改造工作主要包括站房内部装修、网络通讯、电力配置等，其中电力配置考虑到冬天断电的情况，站房内配备了柴油发电机以及UPS备用电源，系统断电后可以马上发电保障系统的正常运行。

　　站房内水质监测系统和采样系统如下图所示。所有传感器都部署在一个监测面板上，面板上连接了进水管、出水管用于取水和排水。

图--站房内配电柜和发电机

图--磨盘山水库-水质监测面板

2)   DIMS数据管理系统

      DIMS数据管理系统部署于水库控制中心的服务器上，在水库控制中心和水库监测站房内均部署了DIMS客户端。通过DIMS客户端软件主要可以实时查看系统运行状态，远程诊断系统故障，查看实时图表数据和数据报警状态等功能，具体的操作包括：

•  DIMS系统基本故障排除及重启

控制中心的值班人员可以通过DIMS客户端实时查看系统的运行状态，正常运行时，所有系统模块运转状态指示灯应均为绿色，如果某一模块出现红色指示灯，可以针对性地判断出故障点，并远程重启站房内的电脑解决问题。

图--DIMS系统正常运转状态

•　实时数据和报警信息查看

在DIMS客户端，可以看到系统的水质传感器数据，按照数据采集传感器的不同分为三个大类在三个表格中分别展示，可以查看每类近期的数据和每项因子的实时数据。每项监测因子前有一个指示点标记当前数据的状态，绿色为正常，如果接近报警阈值数据，变黄色，超过报警阈值则指示点变红色。

•　数据录入操作

在DIMS客户端设计了三张表辅助用户的日常管理工作和仪器校正。

　　水质监测站房活动记录表：操作人员在水质站房内的任何操作可以通过该功能录入到系统中，可以记录日常清洗、传感器更换、数据采样等操作，系统异常情况时，也可以通过这些操作判断系统异常原因。

输入实验室化验结果表：对于取样数据，可以将实验室的相关结果输入到系统中，与系统监测数据进行比对、辅助仪器校正。

　　水库水位录入表：用户可以将每天测量的水库水位数据录入系统中，与系统监测得到的水位数据（通过水下压强计算得到）比较，如果通过长期比较，发现两者数据基本一致，可以考虑采用系统自动监测水位数据。

图--系统运行环境数据

图--远程查看站房内设备操作信息

图--水质数据查看

图--DIMS操作界面

3) 水质监测站信息发布系统

该信息发布系统以计算机、数据库等相关技术为基础，通过B/S方式部署，水库管理处和哈尔滨水务局办公室的电脑可以通过浏览器实时访问该系统获取多种传感器测定的水质监测综合信息。系统主要实现了以下几项目标：

•　实时数据监测预警，按照国家水质分类标准设定报警阈值，实时数据与阈值对比报警；

•　监测数据查询展示，对各类水质监测因子的历史监测数据进行查询展示；

•　对单个监测因子历史数据进行同比、环比分析；

•　通过用户自定义的规则进行基础的统计分析，并生成满足业务需求的专题分析报告；

•　用户管理与系统配置，可对用户以及各监测因子阈值进行修改

图--信息发布系统-首页

图--信息发布系统-报警信息

图--信息发布系统-数据同比分析

图--信息发布系统-统计分析报表

4)   系统用户培训

　　系统最终的用户培训是整个水质监测站监测系统的重要环节，是保障系统正常交付使用和长期稳定运行的关键。在该项目中我们为客户制定了为期5天的相关培训内容，主要包括：

•    T1：介绍水质监测系统的各个部件，用户能掌握其使用方法及注意事项，便于项目完成后各位参与培训的人员能够清楚监测系统整体的功能范围，并能使用监测系统中的各个功能项，能够完成基本的参数设置及基本的运行状况诊断。

•    T2：用户通过实际动手操作增强体验感，加深对面板上的仪器设备操作的理解与记忆，并且通过情景测试等环节强化各位学员的实战操作能力。

•    T3：主要目标是让仪器设备保养维护人员掌握仪器设备日常保养维护的正确方法，并掌握监测仪表的校正方法。

•    T4：重点是如何利用DIMS系统或信息发布系统最新数据情况以及数据变化情况，水库值班工作人员可以在控制中心通过客户端或浏览器及时了解监测站运行情况。

•    T5：主要目标是让水务局工作人员熟悉整个系统的整体情况以及水质信息发布系统的主要功能操作。

此次培训非常全面地考虑到系统各个部分的用户使用需求，培训完成后，用户方有了一个熟悉水质监测站的整体功能和运行情况的小团队，可以独立完成对各类传感器的常规清洗、传感器更换、校正以及整个系统常见故障的排除，为系统长期稳定运行和后续维护提供了有力的保障。

图--用户培训组图