摘要:随着我国政策的出台和资金的投入,我国城市黑臭水体治理已经取得了很好的成果,但由于一些城市水体较为分散,单个水体面积不大且流动性差、水动力条件不够,易形成黑臭水体...
城市水体是城市生态系统的重要组成部分,包括河流、湖泊、水库、湿地等。
城市水体水质动态监测是生态城市建设和智慧城市建设的重要构成部分。
需要构建大数据服务平台,为用户提供实时水质信息并支持用户基于大量水质信息对城市多种水体进行科学评估、治理与利用。
国务院颁布的《水污染防治行动计划》中指出,到2030年,城市黑臭水体总体要得到消除。
同一年9月,住房和城乡建设部发布《城市黑臭水体整治工作指南》,明确了黑臭水体整治技术、整治效果评估等技术要求。
随着我国政策的出台和资金的投入,我国城市黑臭水体治理已经取得了很好的成果,但由于一些城市水体较为分散,单个水体面积不大且流动性差、水动力条件不够,易形成黑臭水体。
构建城市水体水质动态监测系统对推动生态城市建设和智慧城市建设,实现对城市水体的科学评估、治理与利用具有重要的作用
01黑臭水体人工检测方法
针对手工检测河流型黑臭水体,每一个水体在上、中、下游分别设置1个监测断面,一般根据每200~600m的间距设置监测点位,河流较长时,可适当增加监测断面,最多不超过5个监测方法:采样点设置于水面下0.5m处,水深不够0.5m时,设置在水深的1/2处。样品采集后须现场沉降30min,并加水样保存剂进行保存。
分析与评价方法:透明度、溶解氧、氧化还原电位需现场原位测定,氨氮采用实验室分析测定。


02黑臭水体监测系统图

一般黑臭水体监测系统由供电、水质传感器、液位传感器、视频、控制、信息传输、云平台等构成,以此来实现水质信息监测的自动化。
03水质参数选择
黑臭水体监测参数一般会选择溶解氧、氨氮、PH、透明度等四个参数作为水质监测指标。
轻度黑臭(透明度10-25cm,溶解氧0.2-2.0mg/L,氧化还原电位-200-50mV,氨氮8.0-15mg/L)
重度黑臭(透明度小于10cm,溶解氧小于0.2mg/L,氧化还原电位小于-200mV,氨氮大于8.0mg/L)
溶解氧DO
DO的浓度会对水里的鱼虾产生直接影响,还会对水质微生物、水中的化学成分产生间接影响。DO偏低会造成鱼虾大量死亡,并产生有机酸和胺类物质等。
酸碱度PH
PH则是反映了水中多种溶解性化合物达到的酸碱平衡状态,且温度对该平衡的影响较大,与此同时,PH也会影响水的混凝、沉淀、过滤等,从而影响水中的杂质喊了。
氨氮NH3-N
氨氮指的是水中游离氨(NH3)和铵盐(NH4+)的总浓度,是水体中氮的一种形式。人类活动、农业生产、工业排放等方面。人类活动中,尿液、粪便、废水等都含有氨氮,而农业生产中的化肥、畜禽粪便等也是氨氮的重要来源。此外,工业排放的废水中也会含有氨氮,例如合成氨工业、石油加工、纺织工业等。
透明度
黑臭水体透明度标准指的是在黑臭水体治理过程中,为了判断污水是否被有效清理和净化,需要对污水的透明度进行检测和测量,并据此制定的透明度合格标准。
04城镇水体水质高分遥感协同监测
城镇水体水质高分遥感
①能够监测城镇黑臭水体的空间分布,进而观测到城镇黑臭水体在空间上的分布规律。这个应用现阶段遥感监测相对成熟,精度约70%左右;
②能够监测黑臭水体的色度,一般都是对黑臭水体进行颜色定量测定的指标,来反映黑臭水体的色调和饱和度,这个技术现阶段精度约60~70%左右;
③能够通过监测有色可溶性有机物,来判断和监测黑臭水体的污染等级。
运用高分影像对城市黑臭水体进行定量识别,通常需要对高分影响进行预处理。预处理包含融合、几何校正和大气校正。
05低空遥感技术监测
遥感水质监测通常采用卫星遥感技术,但是虽然遥感卫星观测覆盖面积大、效率搞,但其实卫星遥感的主要应用成果还是要以海洋、大型湖泊等
对于宽度窄、水质污染因素多、水质变化频繁的城市河道,卫星遥感是难以监测的。如:
现阶段可用于水质反演的遥感卫星空间分辨率均大于10m、解析力大于15m,而宽度为20m的河道在影像中横切面则不足两个像素,不能进行有效反演。
因而,出现了低空遥感技术,此技术即利用无人机开展遥感监测,因其机动性强、覆盖面广的特点,相结合水色水质反演技术,能够将传统的散点拓展至覆盖水体整个水域表面与的水体水质检测,从而得到覆盖完整、维度丰富的水质资料。为劣五类水质识别、长效水质管理、污染成因及变迁分析等智能化业务提供应用技术支持和数据支撑。

无人机巡河采用多旋翼无人机搭载多光谱遥感成像传
感器,沿河道中心线进行巡河。在空域限高允许的条件下,无人机巡河航高由河道宽度、传感器分辨率等决定。
地面靶标布设:运用已知后向散射辐射特性的靶标为
被监测水体上涌反射率计算提供环境光辐射亮度基准。地面靶标可以根据测区环境选择使用漫反射板或自然地物。
06长效改善-黑臭水体信息化建设
黑臭水体的表象在水里,根子在岸上,核心在管网,黑臭水体治理离不了岸上岸下综合治理。
厂网河一体化模式下的信息化建设能够对污水全流程、全链条的监管和处置实现城市黑臭水体的整治,改善生态居住环境。
对厂网河一体化即结合信息化建设思路,融合智慧水务建设内容,对核心数据全规范汇聚、重点设施运行动态全时效监测、设施业务信息化全覆盖支撑,从而实现管理资产数字化、设施操作流程化、调度管理系统化、事务管理一体化。物联感知能力建设,通过合理布设物联设备,对户、单元、管井、闸泵、污水厂、排水口、河道进行全方位监测,通过监测数据支撑和数据分析,为综合管理平台预警预报、辅助决策、指挥调度提供可量化的数据基础。