1.項目背景
太湖位于長江三角洲的南部，正常水位3公尺時湖面積2,250平方公里，平均水深1.94公尺，蓄水27.2億立方公尺，屬于大型碟狀淺水湖泊。近年來，太湖地區(qū)人口和經(jīng)濟迅速發(fā)展，太湖長期沉積的富營養(yǎng)底泥與人類活動排放入湖的營養(yǎng)物相疊加，導致湖泊營養(yǎng)化日益嚴重。然而太湖環(huán)境保護和治理措施相對滯后，自上世紀90年代初以來，太湖幾乎年年都暴發(fā)不同程度的藍藻水華，尤其是2007年，太湖出現(xiàn)了大面積藍藻水華，造成了重大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。
“十五”期間環(huán)太湖地區(qū)各級政府雖然在點源、面源控制開展了大量工作，但是由于流域的人類活動和經(jīng)濟的快速發(fā)展，從太湖西北部進入太湖的污染物總量仍然逐年升高，太湖水質尚未得到根本改善。針對太湖水質情況，北京金控自動化技術有限公司開發(fā)了一套水質移動監(jiān)測以及水華預測的系統(tǒng)，搭建在太湖水質監(jiān)測船只上，實時監(jiān)控水質參數(shù)信息，評價水體富營養(yǎng)化，對水華發(fā)生進行預測，提前預報水華的爆發(fā)，有效地監(jiān)控全湖的水質情況。
2.項目概述
水質移動監(jiān)測以及水華預測系統(tǒng)主要包括三個方面：現(xiàn)場水質數(shù)據(jù)采集、3G無線信道傳輸、上位監(jiān)測中心，其總體框架見鏈接。
現(xiàn)場水質數(shù)據(jù)采集
本系統(tǒng)是以防治太湖水華爆發(fā)為目的搭建的，因此水質檢測項目涵蓋了總磷(TP)、總氮(TN)、pH、溶解氧（DO）、葉綠素a(Chla)、透明度(SD)、水溫、水色、地理位置等水華預警中的監(jiān)測指標。對于不同的監(jiān)測項目，傳感器類型各不相同，監(jiān)測方式各異，根據(jù)其特點將傳感器布置到優(yōu)化設計的方位，以使監(jiān)測更加有效可靠。各類儀表和傳感器通過電纜連接到數(shù)據(jù)采集處理終端，經(jīng)過分析和處理獲得標準規(guī)格的數(shù)據(jù)。
3G無線信道傳輸
3G網(wǎng)絡采用寬帶射頻信道，支持高速率業(yè)務，采用自適應天線及軟件無線電技術，可以進行發(fā)信波束賦形，自適應地調整功率，減小系統(tǒng)自干擾，提高接收靈敏度，增大系統(tǒng)容量，其軟件無線電技術應用在基站及終端產(chǎn)品中，對提高系統(tǒng)靈活性、降低成本具有至關重要的作用。現(xiàn)場水質信息終端儀表通過3G無線信道傳輸，解決了儀表安放位置和布線的限制問題，能夠將大量的現(xiàn)場信息高速傳輸?shù)缴衔粰z測中心，具有高度的先進性和環(huán)境適應性。
上位監(jiān)測中心
通過3G無線網(wǎng)絡傳輸上來的現(xiàn)場水質信息數(shù)據(jù)，按照時間以傳感器儀表的編號名稱依次存儲到SQL數(shù)據(jù)庫里。系統(tǒng)結合GPS定位，以GIS地理信息技術為主體，對船只的實時狀態(tài)和跟蹤狀態(tài)進行顯示。通過歷史路徑查詢可以將船只所走的路線按天的形式在GIS圖上顯示，雙擊即可獲得該移動點處水質信息的情況，對不同移動點的數(shù)據(jù)信息以折線圖的形式比較顯示。除了實時狀態(tài)查詢和歷史數(shù)據(jù)查詢外，系統(tǒng)還能實現(xiàn)水體的富營養(yǎng)化評價和水華預測，對太湖水華進行及時預警。
3.項目運行界面展示
系統(tǒng)實時監(jiān)控界面
歷史數(shù)據(jù)查詢界面 歷史站點對比數(shù)據(jù) 水體富營養(yǎng)化評價界面水華預測界面
4.應用效果
該系統(tǒng)能快速、準確的完成太湖水質檢測數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸，使檢測人員能夠實時查看船體行駛航線以及相應航路上的水質信息，還能夠查詢歷史數(shù)據(jù)，進行后期的處理。提供美觀友好的監(jiān)控畫面，方便有關領導檢查和監(jiān)視；對水體進行富營養(yǎng)化評價，預測發(fā)現(xiàn)異常即自動報警。該系統(tǒng)集流動監(jiān)測、水上預測和快速預警等功能于一體，擴寬了太湖水域水質監(jiān)測的范圍，能夠在船只巡邏的過程中實現(xiàn)水質的監(jiān)控，觀測水體富營養(yǎng)化的變化狀態(tài)，具有相當完善的水華監(jiān)控預警體系，自動化程度達到國內一流水平。
