Система раннего предупреждения и мониторинга качества источников питьевой воды

Система раннего предупреждения и мониторинга качества источников питьевой воды

Источники питьевой воды — первый рубеж защиты городского и сельского водоснабжения. С ускорением индустриализации и урбанизации источники сталкиваются со всё более сложными рисками — внезапные загрязнения, цветение водорослей и сбросы сточных вод угрожают безопасности водоснабжения. Компания Ecolor Tech, опираясь на многолетний опыт мониторинга качества воды, предлагает комплексное решение от полевого зондирования до облачного раннего предупреждения.

Цели мониторинга

В соответствии с нормативными актами по защите источников питьевой воды и стандартами качества поверхностных вод система обеспечивает круглосуточный непрерывный мониторинг по ключевым параметрам:

• Пять стандартных параметров: pH, растворённый кислород (DO), электропроводность, мутность, температура
• Показатели органического загрязнения: перманганатный индекс (CODMn), общий органический углерод (TOC)
• Показатели биогенных элементов: аммонийный азот (NH₃-N), общий фосфор (TP), общий азот (TN)
• Токсичные и вредные показатели: тяжёлые металлы (Pb, Hg, Cd, Cr), летучие фенолы, цианиды
• Биологические показатели: хлорофилл-a (Chl-a), плотность цианобактерий
• Характерные загрязнители: настраиваются в зависимости от окружающих источников риска

Архитектура системы

Уровень полевого зондирования

Развёртывание варьируется в зависимости от типа источника:

Речные источники:

• Стационарные автоматические станции мониторинга многопараметров качества воды (береговая станция/буйковая станция)
• Три створа: 500 м выше по течению, водозабор, 500 м ниже по течению
• Интеграция с расходомерами для расчёта нагрузки загрязнителей

Озёрные/водохранилищные источники:

• Буйковые платформы мониторинга качества воды (мобильные, адаптирующиеся к изменениям уровня)
• Послойный мониторинг (поверхностный/средний/нижний слои) для фиксации термоклина
• Онлайн-мониторинг водорослей для раннего предупреждения о цветении

Подземные источники:

• Скважинные терминалы мониторинга с периодическим отбором проб и онлайн-датчиками
• Связанный мониторинг уровня и качества воды

Уровень передачи данных

• Основной канал: беспроводная связь 4G/5G (встроенный HERO RTU)
• Резервный канал: короткие сообщения спутника Бэйдоу (удалённые районы без сигнала)
• Поддержка возобновления передачи с точки разрыва, без потери данных
• Шифрованная передача для безопасности данных

Уровень облачного раннего предупреждения

• Платформа данных: облако Ecolor или приватное развёртывание
• Модели предупреждения:
  • Пороговое предупреждение: мгновенное оповещение при превышении одного параметра
  • Трендовое предупреждение: комплексный анализ тенденций изменения нескольких параметров
  • Прослеживание источника: прогноз миграции загрязнения с гидрологическими и метеорологическими данными
• Уровни предупреждения: Синий (Внимание) → Жёлтый (Предостережение) → Оранжевый (Предупреждение) → Красный (Чрезвычайная ситуация)
• Каналы оповещения: SMS/WeChat/APP/всплывающее окно на большом экране, параллельная многоканальная доставка

Основное оборудование

Механизм реагирования на предупреждения

1. Синий — Внимание: Параметры приближаются к предельным значениям → Увеличение частоты мониторинга (1 ч → 15 мин)
2. Жёлтый — Предостережение: Превышение параметра → Уведомление патрульного персонала для проверки на месте
3. Оранжевый — Предупреждение: Множественные превышения или ухудшение тенденций → Активация плана чрезвычайных мер, уведомление водопроводной станции об усилении обработки
4. Красный — Чрезвычайная ситуация: Серьёзное загрязнение → Рекомендация водопроводной станции прекратить водозабор, активировать резервный источник

Типичные применения

• Крупные и средние городские централизованные источники питьевой воды
• Резервные источники питьевой воды уездных городов
• Источники сельских централизованных систем водоснабжения
• Обеспечение безопасности качества воды на проекте переброски вод с юга на север
• Раннее предупреждение о качестве воды на межпровинциальных пограничных створах

Преимущества решения

• Полный охват параметров: от стандартных до характерных загрязнителей, настраиваемые комбинации
• Интеллектуальное раннее предупреждение: многоуровневое предупреждение + прогнозирование тенденций, переход от реактивного к проактивному предотвращению
• Надёжная передача: двухканальное резервирование, непрерывность данных в экстремальных погодных условиях
• Простое обслуживание: самоочистка и самокалибровка оборудования, снижение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание
• Соответствие нормативным требованиям: отвечает требованиям стандартизированного строительства источников питьевой воды