[发明专利]一种水质安全预警决策系统

说明书

技术领域

本发明涉及水环境与水安全领域，尤其涉及一种水质安全预警决策系统。

背景技术

城市排水系统承担着城市污水和雨水的收集、输送、处理和排放。城市污水包括排入城镇排水管道的生活污水和工业废水，主要是点源排放，加强收集、输送和处理即可得到有效的处理。但是，对于降雨带来的降雨径流，以往所关注的焦点主要停留在保障城市水安全，体现在将暴雨城市径流及时排除，防止城市内涝。然而，暴雨城市径流，尤其是降雨初期时形成的径流直接排入水体，会对水环境造成很大的污染。在点源污染得到较大程度的治理后，排水系统雨天溢流已经成为城市水体水质改善的主要制约因素之一。

随着人们环境保护意识的提高，对城市水环境安全和水环境质量的关注也提到了同一个高度，城市排水的目标从城市防汛转向于防汛与水质保护并重。为了削减排水系统暴雨溢流，增强现有排水系统污染减排能力，一些地区利用雨水调蓄池这一溢流污染控制措施，通过截留污染浓度最高的初期雨水，使得排入河道的为污染较轻的那部分降雨径流，既符合污染削减又实现内涝防治。但是，通过对运行的数据进行统计，调蓄池尚无法真正做到“蓄浓放清”。因此，有必要建立一套结合防汛与减排的水质安全预警决策系统，为排水泵站调蓄池的运行调度提供决策支持。

为了建立水质安全预警决策系统，面临两个方面的技术关键：一是针对汛期“短历时、强降雨”的降雨特征如何实时、快速获取初期雨水水质数据；二是如何建立结合防汛与减排的水质安全预警机制。

自上个世纪90年代以来，以水质在线监测仪器为核心，集成自动控制技术、无线通讯技术的水质在线监测系统得到了发展，在全国主要城市和全国重点流域的水质在线监测、工业废水水质监测、污水处理厂厂进出水水质监测、水质净化厂进出水水质监测和饮用水处理过程控制等诸多领域均有较为广泛的应用，但是在线监测初期雨水水质的应用尚未多见。利用目前普遍应用的在线监测仪器获取初期雨水水质存在两个方面的问题：其一，目前普遍应用的在线监测仪器多为吸取式，存由多岐化的流路系统构成，零部件多，涉及的溶液种类多、腐蚀性强，造成死角多，不易清洗，常发生堵塞和腐蚀。通常采用加温或加压的办法提高消解速度，也增加了设备的复杂性。由于这些缺陷，仪器故障率高而复杂，维护维修工作量大，对维护人员技术要求高，有的维护难度大到非专业人员不能驾驭。其二，分析频率达不到研究初期雨水水质变化规律的要求，其中尤以COD为突出，COD分析间隔最快在45min，而汛期暴雨历时多数发生在30～60min，COD分析单元有可能只测得1个有效降雨水质数据，甚至是错过降雨过程而未有降雨水质数据。

此外，现有大多水质预警机制，多采用固定的阈值报警模式，即当水质数据超过国家规定水质标准或自定义标准时，系统进行报警。采用这种单一的报警模式无法适应排水泵站调蓄池“蓄浓放清”的要求，也无法实现防汛与减排共赢的调度模式。

因此，目前普遍应用的在线监测系统与水质预警机制已难以满足进行初期雨水水质数据快速监测和水质安全预警的需要。建立实时、快速、自动监测初期雨水水质以及结合信息处理技术与网络技术、取代传统单一的水质超标警报的水质安全预警决策系统，对实现排水泵站防汛与减排共赢的调度是具有深刻的意义的。

发明内容

本发明提供了一种水质安全预警决策系统，包括若干在线监测基站、服务器和水质安全预警平台，其中，

所述若干在线监测基站设置在各排水泵站处，所述在线监测基站抽取所述排水泵站内集水池中的初期雨水径流水样进行在线监测获得水质数据，并将水质数据传输给所述服务器；

所述服务器接收所述在线监测基站的数据并存储起来，并为水质安全预警平台提供数据分析和数据挖掘支持；

所述水质安全预警平台与所述服务器相连，接收所述服务器中存储的水质数据并进行分类管理，所述水质安全预警平台根据所述在线监测基站获得的水质数据的动态变化，结合所述排水泵站历史调度信息，历史降雨信息，利用建立的知识库进行推理，针对当前进行水质进行安全预警，判断所述集水池中的初期雨水径流是直接排出还是排入所述排水泵站的调蓄池进行贮存后排出。

较佳地，所述在线监测基站包括进水单元、水质在线监测单元、泵站运行监测单元、自动控制单元和远程传输单元；

所述进水单元为所述水质在线监测单元提供实时水样并充当测量载体；

所述水质在线监测单元对所述进水单元中抽取的初期雨水径流水样进行在线监测，所述泵站运行监测单元对泵站降雨、泵机开停、调蓄池进水阀门启闭、调蓄池水位信息等进行监测；