基于人工与在线检测的水质管理体系研究

姜旭，纪峰，舒强，高永明.哈尔滨供水集团有限公司；.北京大禹创业科技有限责任公司

基于人工与在线检测的水质管理体系研究

姜旭1，纪峰1，舒强1，高永明2
1.哈尔滨供水集团有限公司；2.北京大禹创业科技有限责任公司

供水工作的首要任务是保障水质安全，我国广泛采用的是人工采样监测输配水管网水质，属于事后监督，创新水质管理体系是解决龙头水质的有效途径，本文根据国家水质管理办法的基本规定，通过比对人工和在线检测水质数据的相关性，建立了原水、出厂水、管网水水质与人工结合在线自动监测的互动管理模式，实现了实时监测水质变化状况，实践表明：该管理方法对于应对水质事故发挥了重要的指导作用。

水质；水质检测；自动在线监测；互动管理模式

论文来源于2014年哈尔滨市科技局应用技术研究与开发项目《城市供水管网水质安全监测系统开发》课题编号：2014AB1AS049

1 引言

随着社会发展，人们对关系到自身健康的饮水问题越来越重视[1]，尤其是针对原水、出厂水、管网水的水质问题，更是百姓关注的焦点，为了预防水源水污染事件的发生，保证净水厂出厂水及市区管网水水质实时达标，供水企业花费了大量的人力和物力对原水、出厂水、管网水水质进行跟踪检测，从最开始的人工采样送至化验室进行监测，到携带便携式设备到现场进行检测，虽然以上两种方式可以如实的反应管网水质情况，但属事后监督，具有一定的滞后性。

本文通过建立人工与在线检测工作之间的互动模式，发挥二者的优势，既实现了人工检测对水质全项指标的检测工作，又通过水质综合指标实时反映水质情况，保证百姓饮用龙头水水质安全的同时也为供水企业开展各项工作做好基础工作。

2 研究方法

2.1 自动在线检测设备

本次研究所采用的水质在线检测设备，主要由现场检测设备、GPRS无线信号传输网络、数据管理软件平台组成。其中，现场检测设备直插入供水管网中，对管网水进行同步检测，实时反映水质情况；GPRS无线信号传输系统可将检测的数据通过信号传输传送给后端的软件管理平台；数据管理平台分可通过WEB网页或手机软件进行数据查询和管理工作，且所有数据统计工作均由软件平台自动统计完成，并制作分析统计报表，同时基于所构建的数学模型，可利用现有水质数据进行未来水质变化趋势的预判分析。

在线检测设备可监测9个指标，包括水温、流速、浑浊度、游离氯、总氯、电导率、pH、溶解氧、氧化还原电位。

2.2 实验方法

2.2.1 监测点情况

本研究所选取的监测点为管网监测点，位于市区管网末梢二次加压泵站内，避免环境、人为等因素干扰检测结果。

2.2.2 人工检测实验方法

按照管网水检测频率，并结合实际工作情况，对所选取的监测点浑浊度、游离氯等指标进行现场检测，检测时需要记录时间，与在线检测设备检测时间相吻合，其他指标带回实验室进行相关检测。

2.2.3 在线检测设备实验方法

在线监测系统所有数据采集工作采用同频率、同步上传的方式，9项参数均设定为每5分钟进行一次数据采集和上传工作，每天可收集、汇总、分析数据为2592个，通过1年来对所有监测数据的统计分析，对整个系统运行期间的工作情况进行评价。

3 基于人工与在线监测互动模式下的案例分析

3.1 供水周期与水质数据的变化状况

图4-1管网48小时流速与温度对照图

此图显示的是某站点两日昼夜之间随用水量减少（蓝色线），自来水在管道内停留时间较长，出现的水温快速升高（红色线）的现象，当用水量增加后，管道内部水体运行水温快速下降。

3.2 人为因素引起的水质变化

根据管网水中流速、电导率、游离氯等数据出现非规律性的变化时，对管网管理部门同一时间段的工作进行了了解，确定了引起水质异常变化的原因是当天管网进行了检修，从而充分证明了系统可真实的反应水质变化情况。

通过上述两个案例分析可以发现，水质在线监测设备可实时对水质进行有效监控，有效的解决人工监测滞后的问题，同时，在线监测与人工检测工作形成互动模式，可以更好的预防突发水质事件，为供水企业和相关部门开展下步工作正气宝贵的时间

结论

（1）人工与在线监测设备在检测结果上具有很高的相关性，主要指标相关系数R均在0.99以上。

（2）在线监测设备能够及时发现水质变化状况，当供水调度部门对水量或水压进行调整时，在线监测设备所检测的水温情况会随之有规律的进行变化；当进行管道检修或其他工程维修作业时，检测的游离氯、电导率等指标会有规律性的变化。

（3）基于人工与在线监测设备的互动管理模式，在线监测实时运行，可以解决单纯人工监测滞后的问题，同时利用人工检测结果与在线监测设备比较，对设备本身的准确程度进行把关，从而更好的保障城市供水安全进。

[1]王津南，城市供水水质监测与预警平台构建及关键技术研究.[北京地质大学博士学位论文].北京：北京地质大学信息学院，2011,10-32.

[2]《生活饮用水卫生标准》GB5649-2006，2006：4-28.

[3]廖静.供水管网水质在线监测管理系统：[天津大学硕士学位论文].天津：天津大学环境与工程学院,2006：13-22.