一種區(qū)域排污的智能監(jiān)控系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，更具體地，涉及一種區(qū)域排污的智能監(jiān)控系統(tǒng)和方法，通過(guò)點(diǎn)、線(xiàn)和面來(lái)實(shí)現(xiàn)全面的可靠監(jiān)管。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，河流污染已經(jīng)嚴(yán)重到無(wú)法忽視，國(guó)內(nèi)主要水系的大部分內(nèi)河涌的水質(zhì)都低于五類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。城市內(nèi)河涌污染負(fù)荷日益增大，城市河段水質(zhì)已嚴(yán)重惡化，局部地區(qū)出現(xiàn)了水質(zhì)性缺水。雖然政府都予以高度重視，投入了大量財(cái)力、物力和人力加以整治，但成效甚微。另一方面，目前大部分河涌的監(jiān)管僅僅停留在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面，沒(méi)有科學(xué)的數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)治理工作，使得河涌整治得不到根本的改善。
[0003]河涌流域隱藏著眾多工業(yè)污水排污口，工業(yè)污水未經(jīng)處理直接排至河涌，對(duì)河涌水體造成極致命的損害，使每條河涌的水質(zhì)情況都慘不忍睹。監(jiān)督部門(mén)主要依靠現(xiàn)場(chǎng)例行檢查的方法，工作量大，在人力、物力有限的情況下，難以實(shí)施有力的監(jiān)督，仍缺乏有效的監(jiān)管手段。
[0004]其中，河涌綜合整治是城市環(huán)境改善的重要系統(tǒng)工程，更是關(guān)系到人民群眾身體健康和子孫后代的民生工程。河涌綜合整治是當(dāng)前和今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)城市環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)的重要任務(wù)，因此有必要利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)河涌流域性環(huán)境污染源智能監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)河涌水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管和分析，更有效地輔助水質(zhì)管理和決策，提高管理效率和決策的科學(xué)性，對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的水環(huán)境問(wèn)題提出切實(shí)可行的對(duì)策，提高水資源監(jiān)測(cè)信息化、現(xiàn)代化水平和管理能力。
[0005]目前對(duì)于河涌的監(jiān)管大部分只停留在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面，沒(méi)有系統(tǒng)、可靠的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，沒(méi)能及時(shí)、有效地指導(dǎo)河涌治理，河涌整治得不到科學(xué)依據(jù)，河涌水質(zhì)得不到實(shí)質(zhì)性的改善。
[0006]另外，水環(huán)境污染是綜合問(wèn)題，需要多管齊下，要從污水的產(chǎn)生到輸送到凈化到排放，全過(guò)程的監(jiān)控管理，才能全面、根本上解決內(nèi)河涌的水體污染問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出一種區(qū)域排污的智能監(jiān)控系統(tǒng)和方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種區(qū)域排污智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)、城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)、河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)以及信息共享層，其中，區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)用于監(jiān)控作為污染源的排污企業(yè)；城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)用于進(jìn)行輸送管道的監(jiān)控；河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)用于監(jiān)控河涌斷面的異常情況，所述三個(gè)子系統(tǒng)向信息共享層發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并利用信息共享層的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定異常排污事故的區(qū)域、時(shí)間以及污染源。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種區(qū)域排污智能監(jiān)控方法，該方法包括:步驟1、為作為污染源的排污企業(yè)、排污管網(wǎng)、河涌設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置傳感器，用于取得水質(zhì)、流速、流向等信息；步驟2、傳感器每隔一定秒數(shù)向數(shù)據(jù)采集傳輸儀發(fā)送一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集傳輸儀每隔一定分鐘對(duì)此時(shí)間段內(nèi)收到的數(shù)據(jù)取一次平均，然后將結(jié)果傳輸給計(jì)算機(jī)作為歷史數(shù)據(jù)；步驟3、監(jiān)控排污企業(yè)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常則報(bào)警。
[0010]本申請(qǐng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息化技術(shù)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)和智能傳感器分析技術(shù)，監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)河涌流域水質(zhì)情況和周邊排污企業(yè)情況、污水輸送管網(wǎng)情況，通過(guò)點(diǎn)+線(xiàn)+面的數(shù)據(jù)結(jié)合，指導(dǎo)違規(guī)排污勘查。實(shí)時(shí)掌握河涌流域關(guān)鍵斷面的水質(zhì)情況，包括水質(zhì)參數(shù)、流量和視頻情況，監(jiān)控周邊排污企業(yè)排污情況和周邊污水輸送管網(wǎng)水質(zhì)情況。
[0011]深入分析河涌的關(guān)鍵污染物的濃度、變化規(guī)律，為河涌整治提供有力的數(shù)據(jù)支持，使監(jiān)測(cè)工作更加科學(xué)、全面、直觀(guān)和及時(shí)。通過(guò)水質(zhì)數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)河涌整治的效果，并對(duì)治理措施進(jìn)行優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為區(qū)域排污智能監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為根據(jù)本申請(qǐng)的區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)；
[0014]圖3為根據(jù)本申請(qǐng)的城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)；
[0015]圖4為根據(jù)本申請(qǐng)的河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)。
[0016]為了能明確實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的尺寸、結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定尺寸、結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種區(qū)域排污的智能監(jiān)控系統(tǒng)和方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]在以下的描述中，將描述本發(fā)明的多個(gè)不同的方面，然而，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，可以?xún)H僅利用本發(fā)明的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來(lái)實(shí)施本發(fā)明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對(duì)于一些眾所周知的特征將不再進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0019]總的來(lái)說(shuō)，如圖1所示，本申請(qǐng)的區(qū)域排污智能監(jiān)控系統(tǒng)包括區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)、城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)、河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)和信息共享層，其中，區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)用于監(jiān)控作為污染源的排污企業(yè)；城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)用于進(jìn)行輸送管道的監(jiān)控；河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)用于監(jiān)控河涌斷面的異常情況，所述三個(gè)子系統(tǒng)向信息共享層發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并利用信息共享層的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定異常排污事故的區(qū)域、時(shí)間以及污染源。
[0020]通過(guò)水質(zhì)數(shù)據(jù)(如COD、PH值、氨氮、重金屬)、水樣的稀釋程度和檢測(cè)時(shí)間，可以預(yù)先判斷污染源，也就是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和位置、流向、流速關(guān)系來(lái)確定污染源頭。舉例來(lái)說(shuō)，比如某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)超出國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)它的上游都是污染源，先找個(gè)最近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)兩個(gè)地點(diǎn)的距離、水的流速，可以算出如果最近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)是污染源的話(huà)，其發(fā)生的時(shí)間，然后對(duì)比該時(shí)間該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)表明是水質(zhì)污染情況超標(biāo)，則記錄此點(diǎn)是一個(gè)污染點(diǎn)，然后繼續(xù)向上追溯，直到找出所有的排污企業(yè)和污水所流經(jīng)的管道。
[0021]區(qū)域排污監(jiān)控系統(tǒng)可以概括為點(diǎn)+線(xiàn)+面智能監(jiān)控系統(tǒng)，區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)是指對(duì)于點(diǎn)的監(jiān)控，城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)是指對(duì)于線(xiàn)的監(jiān)控，河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)是指對(duì)于面的監(jiān)控。該系統(tǒng)可根據(jù)河涌流域關(guān)鍵交叉斷面、關(guān)鍵的納污斷面、各分段監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域污染源排污監(jiān)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、關(guān)鍵管網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)、線(xiàn)、面結(jié)合，分析出存在工業(yè)污水偷排的區(qū)域、排放的時(shí)間、影響的流域范圍，推斷出可疑的工業(yè)排放區(qū)域、區(qū)域內(nèi)相關(guān)聯(lián)的污染源企業(yè)，有效排查河涌流域內(nèi)是否存在工業(yè)廢水偷排行為。一旦發(fā)生重大污染事故，執(zhí)法部門(mén)可通過(guò)本系統(tǒng)，縮小排查范圍，再結(jié)合區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)分布，與污染源排污監(jiān)管系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，按照嫌疑值自大至小的順序?qū)梢赏蹬牌髽I(yè)進(jìn)行勘查，這樣能大大縮短覓獲責(zé)任企業(yè)的時(shí)間，第一時(shí)間減少污染量并防止責(zé)任企業(yè)藏匿違法證據(jù)。
[0022]圖2為區(qū)域污染源智能環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)管子系統(tǒng)，如圖2所示，該子系統(tǒng)包括污染源感知層、污染源通訊網(wǎng)絡(luò)層和污染源信息應(yīng)用層。污染源感知層用于各管網(wǎng)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)用水監(jiān)控、產(chǎn)污治污設(shè)備監(jiān)控和排污情況監(jiān)控。污染源通訊網(wǎng)絡(luò)層用于將從污染源感知層接收到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到信息共享層。污染源信息應(yīng)用層包括偷排漏排監(jiān)管模塊、治理設(shè)施閑置監(jiān)管模塊和超標(biāo)排放監(jiān)管模塊。
[0023]圖3為城市污水輸送智能監(jiān)管子系統(tǒng)，如圖3所示，該子系統(tǒng)包括管網(wǎng)感知層、管網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)層和管網(wǎng)信息應(yīng)用層。管網(wǎng)感知層用于監(jiān)控納污管網(wǎng)內(nèi)的污水特性，包括水質(zhì)、流量、流速等。管網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)層用于將從管網(wǎng)感知層接收到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到信息共享層。管網(wǎng)信息應(yīng)用層包括污水輸送監(jiān)控模塊和異常排污溯源模塊。
[0024]圖4為河涌流域環(huán)境污染源智能監(jiān)管子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括河涌感知層、河涌通訊網(wǎng)絡(luò)層和河涌信息應(yīng)用層。河涌感知層用于監(jiān)控河涌關(guān)鍵斷面的水質(zhì)參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)視頻和河涌液位。河涌通訊網(wǎng)絡(luò)層用于將從河涌感知層接收的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到信息共享層。河涌信息應(yīng)用層包括河涌斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊、異常排污影響分析模塊和河涌異常排污溯源模塊。
[0025]三種子系統(tǒng)的感知層均由傳感器、數(shù)據(jù)采集傳輸儀組成。首先從市政等部門(mén)取得管網(wǎng)的拓?fù)?、流向等設(shè)計(jì)相關(guān)圖紙，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)顯現(xiàn)，同