一種水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種水體排污巡游監(jiān)控取證的系統(tǒng)，包括外殼及安裝在外殼上的排污信息獲取單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、水下視頻攝像頭、控制單元、無線通信單元、動(dòng)力推進(jìn)器。數(shù)據(jù)采集處理單元用于根據(jù)排污信息獲取單元實(shí)時(shí)獲得的水體排污數(shù)據(jù)計(jì)算污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度，并發(fā)送至控制單元，控制單元識別到水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度達(dá)到最大值時(shí)啟動(dòng)水下視頻攝像頭進(jìn)行排污過程拍攝取證。本發(fā)明可對單個(gè)排污口或取水口的各種水體隱蔽非法污染排放和突發(fā)水污染進(jìn)行巡游監(jiān)管，通過系統(tǒng)編組實(shí)現(xiàn)大面積水域、多個(gè)排污口以及突發(fā)水污染的時(shí)空連續(xù)性覆蓋監(jiān)控，杜絕水利或環(huán)保部門對水體隱蔽排污和其他非法排污行為的執(zhí)法監(jiān)管盲區(qū)。
【專利說明】
一種水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水體排污監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]良好的水質(zhì)是及時(shí)持續(xù)、穩(wěn)定可靠獲得水資源產(chǎn)品及維護(hù)良好生態(tài)環(huán)境的保障。據(jù)水利部最新公布的《中國水資源公報(bào)》顯示，我國50.9%的湖泊水質(zhì)為IV?V類，52.6%的水功能區(qū)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，水質(zhì)嚴(yán)重污染已極大制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。為有效保護(hù)水質(zhì)和監(jiān)管排污，環(huán)保部門要求企業(yè)在排污口安裝在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，水利部門也在重要或關(guān)鍵水域設(shè)置了水質(zhì)監(jiān)測斷面。然而，傳統(tǒng)的抽樣檢測或依賴企業(yè)自主監(jiān)測的辦法不能在時(shí)空上形成連續(xù)性覆蓋，難以保證企業(yè)守法排污難以保證企業(yè)守法排污，突發(fā)水污染以及頻頻曝光的偷排或不達(dá)標(biāo)排放以及隱蔽排污等仍然是造成江河湖庫水質(zhì)惡化的重要原因，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)生活用水安全。目前，很多企業(yè)排污行為隱蔽、方式多樣，有些甚至不通過排污口排放，導(dǎo)致環(huán)保或水利監(jiān)察執(zhí)法部門難以實(shí)時(shí)查證處理，水質(zhì)安全保障監(jiān)管也存在重大盲區(qū)。
[0003]環(huán)保部和水利部分別實(shí)行污染排放實(shí)施總量控制和水體納污能力管理制度，對水環(huán)境而言，重點(diǎn)限制化學(xué)需氧量COD和氨氮NH4-N排放，并嚴(yán)格控制重金屬、持久性有機(jī)污染物如農(nóng)藥等有毒有害物質(zhì)排放。為了使污水排放監(jiān)管更有力，專利號為CN 102637003 A的中國專利公布了一種水污染自動(dòng)采樣決策系統(tǒng)，包括在線檢測傳感器含PH值、電導(dǎo)率、溶解氧及濁度和溫度、預(yù)處理電路、單片機(jī)、無線傳輸模塊和采樣裝置；該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是通過上述指標(biāo)的測定判斷水質(zhì)污染，自動(dòng)采集水樣留作物證，還能通過多站點(diǎn)布設(shè)形成監(jiān)測網(wǎng)。針對淡水藍(lán)藻水華和海洋硅藻、甲藻赤潮的早期預(yù)警監(jiān)測的問題，專利號為CN101923764 A的中國專利公開了一種水域污染監(jiān)測船只預(yù)警系統(tǒng)，安裝了 pH、DO、濁度、色度、溫度、電導(dǎo)率、葉綠素、風(fēng)向、風(fēng)速等與藻類水華密切相關(guān)的傳感器，并通過船體上方安裝的視頻攝像頭監(jiān)控船只的航行。
[0004]上述公開的水污染自動(dòng)采樣決策系統(tǒng)或水域污染監(jiān)測船有監(jiān)測系統(tǒng)不直接測定污染物，而是通過PH和溶解氧等常規(guī)水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測在一定程度上間接指示水質(zhì)污染，但受排污口附近水體稀釋作用影響，其水質(zhì)污染指示的敏感性處于較低水平，難以定性或定量污染類別和污染程度；其次，現(xiàn)有排污監(jiān)測或水質(zhì)監(jiān)控缺乏對污染排放位置、排放量、污染物排放濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度等排污特征的取證和記錄；再者，這些系統(tǒng)側(cè)重監(jiān)測常規(guī)水體物理參數(shù)或應(yīng)對藻類水華預(yù)警，對COD和NH4-N等總量排放指標(biāo)的監(jiān)控能力不足，重金屬和持久性有機(jī)污染物等有毒有害物質(zhì)監(jiān)控更少。最后，排污口或斷面的水質(zhì)監(jiān)測多為固定式站點(diǎn)，企業(yè)排污容易躲避時(shí)空上的固定監(jiān)控，且固定式監(jiān)測站點(diǎn)移動(dòng)性和靈活性差，一個(gè)站點(diǎn)僅監(jiān)控一個(gè)排污口，大面積水域監(jiān)控需布設(shè)多個(gè)點(diǎn)，設(shè)備和安裝費(fèi)用高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)及方法，對水體污廢水的各種隱蔽非法排放或突發(fā)水污染進(jìn)行巡游監(jiān)管，嚴(yán)密監(jiān)控污染排放總量限制污染物及重金屬、持久性有機(jī)污染物等各種有毒有害污染物的排放，并對非法排污或超標(biāo)排污行為取證記錄，能通過系統(tǒng)的編組，實(shí)現(xiàn)排污監(jiān)控的時(shí)空連續(xù)性覆蓋，破解水利或環(huán)保部門對水體隱蔽排污和非法排污行為的執(zhí)法監(jiān)管盲區(qū)。
[0006]一種水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，包括外殼及安裝在外殼上的排污信息獲取單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、水下視頻攝像頭、控制單元、無線通信單元、動(dòng)力推進(jìn)器，
[0007]排污信息獲取單元，用于獲得水域的水體排污數(shù)據(jù)，所述水體排污數(shù)據(jù)包括污染物排放溫度、排放量、排放深度、水體COD和NH4-N的濃度值以及重金屬和持久性有機(jī)污染物的綜合毒性指數(shù)；
[0008]數(shù)據(jù)采集處理單元，與排污信息獲取單元連接，用于根據(jù)排污信息獲取單元實(shí)時(shí)獲得的水體排污數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和存儲(chǔ)，經(jīng)過計(jì)算獲得污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值；
[0009]控制單元，用于將數(shù)據(jù)采集處理單元實(shí)時(shí)發(fā)送的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值與前期歷次監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，當(dāng)該水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度最大時(shí)啟動(dòng)水下視頻攝像頭進(jìn)行拍攝取證，并記錄取證時(shí)段的水體排污數(shù)據(jù)，還用于根據(jù)所述無線通信單元接收的陸上指揮中心的指令，控制動(dòng)力推進(jìn)器對系統(tǒng)的航向進(jìn)行調(diào)整。
[0010]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，排污信息獲取單元由排污口檢測模塊和污染物檢測模塊組成，排污口檢測模塊內(nèi)安裝有溫度傳感器、流量傳感器和水深傳感器，用于檢測污染物排放溫度、排放量及排放深度，污染物檢測模塊內(nèi)安裝有COD傳感器、NH4-N傳感器和綜合毒性傳感器，分別用于檢測水體COD和NH4-N的濃度值以及重金屬和持久性有機(jī)污染物的綜合毒性指數(shù)。
[0011]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，無線通信單元還用于將水下視頻攝像頭拍攝的排污取證影像數(shù)據(jù)以及取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)發(fā)送回陸上指揮中心。
[0012]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，所述動(dòng)力推進(jìn)器為安裝在外殼上水平方向且間隔設(shè)置的兩個(gè)水力推進(jìn)器，控制單元根據(jù)陸上指揮中心的指令調(diào)節(jié)兩個(gè)水力推進(jìn)器的速度差，以改變系統(tǒng)的航向。
[0013]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，還包括與控制單元連接的GPS定位單元，GPS定位單元用于確定排污點(diǎn)平面坐標(biāo)，并將所述排污點(diǎn)平面坐標(biāo)傳回陸上指揮中心，陸上指揮中心可根據(jù)GPS定位單元確定的平面坐標(biāo)發(fā)出指令調(diào)整系統(tǒng)的航向。
[0014]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，還包括與控制單元連接的警報(bào)器，在排污行為確認(rèn)、電源電力消耗殆盡，或系統(tǒng)被破壞時(shí)進(jìn)行報(bào)警，控制單元將報(bào)警信號傳至陸上指?車中心。
[0015]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，排污口檢測模塊和污染物檢測模塊的外殼材質(zhì)均為有機(jī)玻璃，且形狀為圓柱狀，圓柱狀有機(jī)玻璃柱下方開有均勻圓孔，孔徑為2-4cm。
[0016]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，還包括與排污信息獲取單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、水下視頻攝像頭、控制單元、動(dòng)力推進(jìn)器連接的電源。
[0017]一種水體排污巡游監(jiān)控取證方法，其應(yīng)用上述水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)進(jìn)行排污取證，包括如下步驟:
[0018]將所述水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)置于水域的排污口或取水口附近；
[0019]啟動(dòng)動(dòng)力推進(jìn)器，使所述取證系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)置的運(yùn)行軌跡在水域表面巡游，控制單元根據(jù)所述無線通信單元接收的陸上指揮中心的指令，控制動(dòng)力推進(jìn)器對系統(tǒng)的航向進(jìn)行調(diào)整；
[0020]排污信息獲取單元的排污口檢測模塊和污染物檢測模塊實(shí)時(shí)獲取水體排污數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集處理單元根據(jù)排污信息獲取單元獲得的水體排污數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和存儲(chǔ)，經(jīng)過計(jì)算獲得污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值并發(fā)送至控制單元，控制單元將數(shù)據(jù)采集處理單元發(fā)送的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值與前期歷次監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，當(dāng)該水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度最大時(shí)啟動(dòng)水下視頻攝像頭進(jìn)行拍攝取證，并記錄取證時(shí)段的水體排污數(shù)據(jù)。
[0021]如上所述的水體排污巡游監(jiān)控取證方法，還包括將水下視頻攝像頭拍攝的排污取證影像數(shù)據(jù)和取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)經(jīng)無線通信單元發(fā)送回陸上指揮中心。
[0022]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0023]1、將水體排污監(jiān)測與污染物排放總量控制相統(tǒng)一，重點(diǎn)監(jiān)控COD和NH4-N的非法排放行為，有助于環(huán)保部門檢查企業(yè)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能減排落實(shí)情況。通過水質(zhì)綜合毒性傳感器檢測重金屬、持有性有機(jī)污染物等，基本覆蓋全部有毒有害物質(zhì)排污，較早對突發(fā)水污染進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警，保障生產(chǎn)生活用水安全特別是飲用水供水安全。
[0024]2、通過污染物檢測結(jié)果與水污染排放濃度限值或綜合毒性指數(shù)參考值相互比對，鑒別企業(yè)非法排污。利用水下高清視頻攝像頭拍照排污過程，同時(shí)采用流量和水深傳感器及GPS系統(tǒng)，定位排污位置，記錄排污量，取證排污行為，為水利或環(huán)保部門污染執(zhí)法以及第三方評價(jià)提供事實(shí)依據(jù)。
[0025]3、巡游監(jiān)控，規(guī)避了固定站點(diǎn)移動(dòng)性和靈活性差的不足，能夠在時(shí)間上和空間上不間斷地進(jìn)行排污監(jiān)管，突破了傳統(tǒng)斷面監(jiān)測、固定站點(diǎn)或排污口自動(dòng)監(jiān)測的時(shí)空不連續(xù)局限，有助于杜絕企業(yè)隱蔽排污和非法排污的盲區(qū)。對同一水域而言，巡游監(jiān)控比固定站網(wǎng)監(jiān)控，更能節(jié)省設(shè)備和安裝、運(yùn)行和管理成本。通過編組應(yīng)用，徹底實(shí)現(xiàn)排污監(jiān)控的時(shí)空連續(xù)覆蓋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)的側(cè)面剖視圖；
[0027]圖2是本發(fā)明水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)的俯視圖；
[0028]圖3是本發(fā)明水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)的原理框圖；
[0029]圖4是本發(fā)明的編組應(yīng)用示意圖。
[0030]圖中:I一排污口檢測模塊，1-1 一溫度傳感器，1-2—流量傳感器，1-3—水深傳感器，2—污染物檢測模塊，2-1—COD傳感器，2-2 —NH4-N傳感器，2-3—綜合毒性傳感器，3—圓孔，4一數(shù)據(jù)采集處理單元，5—水下視頻攝像頭，6—控制單元，7—外殼，8 — GPS定位單元，9 一無線通信單元，10—電源，11 一動(dòng)力推進(jìn)器，12—警報(bào)器。

【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0032]本發(fā)明水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)為自主推進(jìn)式水上巡游排污監(jiān)控器，其剖面和俯視結(jié)構(gòu)圖分別見圖1和圖2，整個(gè)系統(tǒng)見圖3包括排污信息獲取單元、數(shù)據(jù)采集處理單元
4、水下視頻攝像頭5、控制單元6、動(dòng)力推進(jìn)器11、GPS定位單元8、無線通信單元9、警報(bào)器12，其中控制單元6與數(shù)據(jù)采集處理單元4、水下視頻攝像頭5、動(dòng)力推進(jìn)器11、GPS定位單元8、無線通信單元9、警報(bào)器12相連。
[0033]如圖1所示，排污信息獲取單元安裝在浮在水中的防水、防撞和防腐的高密度聚乙烯工程塑料外殼7內(nèi)，排污信息獲取單元由圓柱狀的排污口檢測模塊I和污染物檢測模塊2組成，各模塊外殼材質(zhì)均為有機(jī)玻璃，用于保護(hù)內(nèi)部安裝的水質(zhì)監(jiān)測傳感器。為便于水流通過傳感器探頭并保護(hù)探頭，各模塊的有機(jī)玻璃柱下方開有均勻圓孔3，在確保正常檢測的條件下保護(hù)傳感器不受水下雜物破壞，孔徑為2-4cm。
[0034]排污口檢測模塊I內(nèi)安裝有溫度傳感器1-1、流量傳感器1-2和水深傳感器1-3，用于檢測污染物排放溫度、排放量及排放深度等信息。
[0035]污染物檢測模塊2內(nèi)安裝有COD傳感器2-1、ΝΗ4-Ν傳感器2_2和綜合毒性傳感器2-3，分別用于檢測水體COD和NH4-N的濃度值以及重金屬和持久性有機(jī)污染物等有毒有害物質(zhì)的綜合毒性指數(shù)。COD傳感器2-1、NH4-N傳感器2_2較為普遍，屬于常見的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備。綜合毒性傳感器2-3多為進(jìn)口設(shè)備，如Toxcontrol，采用微生物原理設(shè)計(jì)，基于生物毒性原理檢測重金屬、持久性有機(jī)污染物等，基本覆蓋全部的有毒有害物質(zhì)檢測。
[0036]排污信息獲取單元獲取的污染物排污濃度值或綜合毒性指數(shù)、排放量、排放深度等水體排污數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)采集處理單元4。數(shù)據(jù)采集處理單元4用于對從排污信息獲取單元獲取的水體排污數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和存儲(chǔ)，與《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996中待檢測水域COD和NH4-N排放限值，以及水質(zhì)綜合毒性指數(shù)參考值比較，識別超標(biāo)的水質(zhì)指標(biāo)，并計(jì)算污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值。
[0037]數(shù)據(jù)采集處理單元4將計(jì)算的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值發(fā)送給控制單元6進(jìn)行存儲(chǔ)，控制單元6將其與前期歷次監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，當(dāng)該水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度最大時(shí)，控制單元6將其確認(rèn)為排污行為或排污口，并啟動(dòng)水下視頻攝像頭11，另外控制單元6還可同時(shí)記錄取證時(shí)段的水體排污數(shù)據(jù)，以便于作為后期查證和處罰的依據(jù)。
[0038]水下視頻攝像頭11位于排污口檢測模塊I上，采用密封防水的自動(dòng)清潔鏡頭。所述水下視頻攝像頭11包括圖像捕捉、信號收發(fā)及存儲(chǔ)等模塊，所述信號收發(fā)模塊用于接收控制單元6的指令啟動(dòng)圖像捕捉模塊開始工作，并將采集的照片、視頻、排污時(shí)間等排污取證影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊，取證結(jié)束后，將排污取證影像數(shù)據(jù)返回控制單元6。
[0039]控制單元6還與無線通信單元9連接，無線通信單元9用于將排污取證影像數(shù)據(jù)、取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)自身運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送回陸上指揮中心，通信方式可以采取GPRS等。陸上指揮中心一方面接收污染物排放濃度值或綜合毒性指數(shù)、排放量、排放深度、排污過程等水體排污監(jiān)控排污取證影像數(shù)據(jù)，另一方面可以通過修改控制單元6指令的方式指導(dǎo)和監(jiān)管本系統(tǒng)的運(yùn)行。較佳的，控制單元6內(nèi)可設(shè)置存儲(chǔ)模塊，將排污取證影像數(shù)據(jù)以及取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制單元6的存儲(chǔ)模塊內(nèi)，便于在取證結(jié)束后直接拷貝。
[0040]本系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)力源于動(dòng)力推進(jìn)器11，由電源10 (例如大容量蓄電池)供電。電源10提供本系統(tǒng)一切電力供應(yīng)，通過陸地或水上碼頭進(jìn)行續(xù)電。外殼7上的水平方向，間隔安裝2個(gè)類似螺旋槳的動(dòng)力推進(jìn)器11，利用推進(jìn)速度和方向的差別調(diào)整航向和航速。
[0041]最后，本系統(tǒng)還配備GPS定位單元8和警報(bào)器12。GPS定位單元8能夠引導(dǎo)陸上指揮中心確認(rèn)排污點(diǎn)平面坐標(biāo)，便于水利、環(huán)保等開展水體排污執(zhí)法監(jiān)管，以及水體日常環(huán)境管理，還能夠?yàn)殛懮现笓]中心實(shí)時(shí)了解本系統(tǒng)的運(yùn)行位置和軌跡。較佳的，在GPS定位單元8中還可預(yù)先設(shè)置本系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡圖，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，控制單元6根據(jù)GPS定位單元8中存儲(chǔ)的運(yùn)行軌跡圖控制動(dòng)力推進(jìn)器11的運(yùn)動(dòng)方向，以使得本系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)置的運(yùn)行軌跡進(jìn)行巡航監(jiān)控和取證。
[0042]系統(tǒng)安裝的警示器12，在排污行為確認(rèn)、蓄電池電力消耗殆盡，或系統(tǒng)受自然和人為破壞時(shí)報(bào)警，報(bào)警信號傳回控制單元6，控制單元6將報(bào)警信號傳至陸上指揮中心，陸上指揮中心則根據(jù)不同類型的報(bào)警信號判斷開展排污追責(zé)，電力補(bǔ)充或系統(tǒng)維修。
[0043]在完成單次排污取證后，可通過無線通信單元9將排污取證影像數(shù)據(jù)、取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)發(fā)送回陸上指揮中心，然后控制單元6中存儲(chǔ)的歷次污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值監(jiān)測數(shù)據(jù)、排污取證影像數(shù)據(jù)以及取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)自動(dòng)清零，開始巡游監(jiān)控下一排污行為；在其它實(shí)施例中，也可以每次排污取證時(shí)在控制單元6的存儲(chǔ)模塊中設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間，每次取證過程的數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間中，以避免對下一次排污取證造成影響，整個(gè)取證過程結(jié)束后，再將該系統(tǒng)回收進(jìn)行取證數(shù)據(jù)讀取。本發(fā)明還提供一種水體排污巡游監(jiān)控取證方法，其應(yīng)用上述水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)進(jìn)行排污取證，包括如下步驟:
[0044](一 )將所述水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)置于水域的排污口或取水口附近；
[0045]( 二)啟動(dòng)動(dòng)力推進(jìn)器11，使所述取證系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)置的運(yùn)行軌跡在水域表面巡游；
[0046](三)排污信息獲取單元的排污口檢測模塊I和污染物檢測模塊2實(shí)時(shí)獲取水體排污數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集處理單元4根據(jù)排污信息獲取單元獲得的水體排污數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和存儲(chǔ)，經(jīng)過計(jì)算獲得污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)超標(biāo)值并發(fā)送至控制單元6，控制單元6將數(shù)據(jù)采集處理單元4發(fā)送的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值與前期歷次監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，當(dāng)該水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度最大時(shí)，控制單元6將其診斷為排污行為或排污口，同時(shí)啟動(dòng)水下視頻攝像頭11進(jìn)行拍攝取證，并記錄取證時(shí)段的水體排污數(shù)據(jù)；較佳的，可將水下視頻攝像頭11拍攝的排污取證影像數(shù)據(jù)和取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)經(jīng)無線通信單元9發(fā)送回陸上指揮中心。
[0047]在完成單次排污取證后，可通過無線通信單元9將排污取證影像數(shù)據(jù)、取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)發(fā)送回陸上指揮中心，然后控制單元6中存儲(chǔ)的歷次污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值監(jiān)測數(shù)據(jù)、排污取證影像數(shù)據(jù)以及取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)自動(dòng)清零，開始巡游監(jiān)控下一排污行為；在其它實(shí)施例中，也可以每次排污取證時(shí)在控制單元6的存儲(chǔ)模塊中設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間，每次取證過程的數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)間中，以避免對下一次排污取證造成影響，整個(gè)取證過程結(jié)束后，再將該系統(tǒng)回收進(jìn)行取證數(shù)據(jù)讀取。
[0048]當(dāng)監(jiān)控水域有多個(gè)排污口時(shí)，可根據(jù)排污口的布局、排污影響范圍，系統(tǒng)巡游速度范圍，對若干個(gè)排污監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行編組，做到排污監(jiān)控的時(shí)空連續(xù)性覆蓋。以下簡要介紹系統(tǒng)的單個(gè)及編組應(yīng)用實(shí)例。
[0049]實(shí)施例1:排污口監(jiān)管
[0050]為應(yīng)對非法排污，按照水利或環(huán)保部門確認(rèn)的排污口分布規(guī)劃路線，可布設(shè)單一的系統(tǒng)到各排污口，自動(dòng)在附近水域不間斷巡游，監(jiān)控污廢水排放，一旦COD、NH4-N以及綜合毒性等水質(zhì)參數(shù)超標(biāo)，系統(tǒng)便取證記錄并報(bào)警，將污染物排放濃度值或綜合毒性指數(shù)、排放量、排放點(diǎn)位置、排放過程圖片等水體非法排污或隱蔽排污信息發(fā)送給陸上指揮中心，以便水利或環(huán)保執(zhí)法監(jiān)管部門及時(shí)制止排放和作出相應(yīng)處理。
[0051]實(shí)施例2:取水口監(jiān)管
[0052]為了應(yīng)對突發(fā)水污染，保障居民飲用水安全，將單一的系統(tǒng)布設(shè)在各流域各飲用水取水口，自動(dòng)巡游，一旦COD、NH4-N以及綜合毒性監(jiān)測結(jié)果超過水源地水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或水質(zhì)綜合毒性參考值，系統(tǒng)便自動(dòng)報(bào)警，告知陸上指揮中心取水口出現(xiàn)突發(fā)水污染，停止取水并作出相應(yīng)處理。
[0053]實(shí)施例3:大面積水域的多排污口監(jiān)管
[0054]本系統(tǒng)除監(jiān)管單個(gè)排污口或取水口外，還能夠進(jìn)行編組，覆蓋某河段或者湖庫水域。以圖4為例，當(dāng)監(jiān)控水域面積大、存在多個(gè)排污口時(shí)，依據(jù)排污后，污染物在水體中擴(kuò)散稀釋到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996排放限值或水質(zhì)綜合毒性參考值時(shí)的水域半徑^和時(shí)長ti;確定為單個(gè)排污口的最大排污影響范圍和最小巡游時(shí)間間隔。設(shè)定相鄰兩個(gè)排污口排污影響范圍之間的巡游距離為Si,排污監(jiān)控系統(tǒng)巡游路徑全長SSi,單個(gè)排污巡游監(jiān)控系統(tǒng)的最低巡游速度為Vmin，為覆蓋全部排污口和全部水域，則所需排污監(jiān)控系統(tǒng)個(gè)數(shù)最多為氣'，tmin為該水域排污口污染擴(kuò)散稀釋至《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996
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排放限值或水質(zhì)綜合毒性參考值時(shí)的最小時(shí)長。當(dāng)確定出所需排污監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)量后，各系統(tǒng)沿著巡游路徑對各排污口及相鄰水域進(jìn)行排污監(jiān)控取證，便能徹底實(shí)現(xiàn)時(shí)空上的連續(xù)監(jiān)控和全覆蓋，做到排污口排污和突發(fā)水污染的雙重監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)時(shí)空上連續(xù)性的監(jiān)控覆蓋，杜絕隱蔽及非法排污的監(jiān)管盲區(qū)。
[0055]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng),其特征在于:包括外殼(7)及安裝在外殼(7)上的排污信息獲取單元、數(shù)據(jù)采集處理單元(4)、水下視頻攝像頭(5)、控制單元￠)、無線通信單元(9)、動(dòng)力推進(jìn)器(11)， 排污信息獲取單元，用于獲得水域的水體排污數(shù)據(jù)，所述水體排污數(shù)據(jù)包括污染物排放溫度、排放量、排放深度、水體COD和NH4-N的濃度值以及重金屬和持久性有機(jī)污染物的綜合毒性指數(shù)； 數(shù)據(jù)采集處理單元(4)，與排污信息獲取單元連接，用于根據(jù)排污信息獲取單元實(shí)時(shí)獲得的水體排污數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和存儲(chǔ)，經(jīng)過計(jì)算獲得污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值； 控制單元￠)，用于將數(shù)據(jù)采集處理單元(4)發(fā)送的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值與已存儲(chǔ)的前期歷次監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，當(dāng)該水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度最大時(shí)啟動(dòng)水下視頻攝像頭(11)進(jìn)行拍攝取證，并記錄取證時(shí)段的水體排污數(shù)據(jù)，還用于根據(jù)所述無線通信單元(9)接收的陸上指揮中心的指令，控制動(dòng)力推進(jìn)器(11)對系統(tǒng)的航向進(jìn)行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:排污信息獲取單元由排污口檢測模塊(I)和污染物檢測模塊(2)組成，排污口檢測模塊(I)內(nèi)安裝有溫度傳感器(1-1)、流量傳感器(1-2)和水深傳感器(1-3)，用于檢測污染物排放溫度、排放量及排放深度，污染物檢測模塊(2)內(nèi)安裝有COD傳感器(2-1)、NH4-N傳感器(2_2)和綜合毒性傳感器(2-3)，分別用于檢測水體COD和NH4-N的濃度值以及重金屬和持久性有機(jī)污染物的綜合毒性指數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:無線通信單元(9)還用于將水下視頻攝像頭(11)拍攝的排污取證影像數(shù)據(jù)以及取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)發(fā)送回陸上指揮中心。
4.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:所述動(dòng)力推進(jìn)器(11)為安裝在外殼(7)上水平方向且間隔設(shè)置的兩個(gè)水力推進(jìn)器，控制單元(6)根據(jù)陸上指揮中心的指令調(diào)節(jié)兩個(gè)水力推進(jìn)器的速度差，以改變系統(tǒng)的航向。
5.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:還包括與控制單元(6)連接的GPS定位單元(8)，GPS定位單元⑶用于確定排污點(diǎn)平面坐標(biāo)，并將所述排污點(diǎn)平面坐標(biāo)傳回陸上指揮中心，陸上指揮中心可根據(jù)GPS定位單元(8)確定的平面坐標(biāo)發(fā)出指令調(diào)整系統(tǒng)的航向。
6.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:還包括與控制單元(6)連接的警報(bào)器(12)，在排污行為確認(rèn)、電源電力消耗殆盡，或系統(tǒng)被破壞時(shí)進(jìn)行報(bào)警，控制單元(6)將報(bào)警信號傳至陸上指揮中心。
7.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:排污口檢測模塊(I)和污染物檢測模塊(2)的外殼材質(zhì)均為有機(jī)玻璃，且形狀為圓柱狀，圓柱狀有機(jī)玻璃柱下方開有均勻圓孔(3)，孔徑為2-4cm。
8.如權(quán)利要求1所述的水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)，其特征在于:還包括與排污信息獲取單元、數(shù)據(jù)采集處理單元(4)、水下視頻攝像頭(5)、控制單元￠)、動(dòng)力推進(jìn)器(11)連接的電源(10)。
9.一種水體排污巡游監(jiān)控取證方法，其特征在于應(yīng)用權(quán)利要求1-8任一所述水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)進(jìn)行排污取證，包括如下步驟: (一)將所述水體排污巡游監(jiān)控取證系統(tǒng)置于水域的排污口或取水口附近； (二)啟動(dòng)動(dòng)力推進(jìn)器(11)，使所述取證系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)置的運(yùn)行軌跡在水域表面巡游，控制單元(6)根據(jù)所述無線通信單元(9)接收的陸上指揮中心的指令，控制動(dòng)力推進(jìn)器(11)對系統(tǒng)的航向進(jìn)行調(diào)整； (三)排污信息獲取單元的排污口檢測模塊(I)和污染物檢測模塊(2)實(shí)時(shí)獲取水體排污數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集處理單元(4)根據(jù)排污信息獲取單元獲得的水體排污數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和存儲(chǔ)，經(jīng)過計(jì)算獲得污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值并發(fā)送至控制單元(6)，控制單元(6)將數(shù)據(jù)采集處理單元(4)發(fā)送的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)值與前期歷次監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，當(dāng)該水域排放的污染物濃度值或綜合毒性指數(shù)的超標(biāo)程度最大時(shí)啟動(dòng)水下視頻攝像頭(11)進(jìn)行拍攝取證，并記錄取證時(shí)段的水體排污數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的水體排污巡游監(jiān)控取證方法，其特征在于:還包括將水下視頻攝像頭(11)拍攝的排污取證影像數(shù)據(jù)和取證時(shí)段記錄的水體排污數(shù)據(jù)經(jīng)無線通信單元(9)發(fā)送回陸上指揮中心。
【文檔編號】G05B19/418GK104199406SQ201410422777
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】湯顯強(qiáng), 李青云, 吳敏, 林莉, 趙偉華 申請人:長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院