系統(tǒng)背景

　　“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)建議中提出了關(guān)于加快數(shù)字化發(fā)展的要求：發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，推動數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟深度融合，打造具有競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。

　　《國務(wù)院辦公廳關(guān)于健全生態(tài)保護補償機制的意見》中指出：完善全國重要江河湖泊水功能區(qū)、跨省流域斷面水量水質(zhì)國家重點監(jiān)控點位布局和自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，制定和完善監(jiān)測評估指標(biāo)體系。研究建立生態(tài)保護補償統(tǒng)計指標(biāo)體系和信息發(fā)布制度。

　　河長制六大任務(wù)中提出：加強河庫水環(huán)境綜合整治，推進水環(huán)境治理網(wǎng)格化和信息化建設(shè)，建立健全水環(huán)境風(fēng)險評估排查、預(yù)警預(yù)報與響應(yīng)機制。

　　地表水監(jiān)管系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　隨著人們的環(huán)保意識逐漸增強，傳統(tǒng)的地表水監(jiān)管系統(tǒng)和整治方式已經(jīng)不能夠很好地適應(yīng)發(fā)展需求。地表水污染監(jiān)管系統(tǒng)的缺陷、發(fā)生污染后應(yīng)急的滯后性使相關(guān)河流生物群體受到傷害的風(fēng)險增加;由于監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏導(dǎo)致剛性約束機制和追責(zé)賠償條款的缺乏，使“上游排污、下游遭殃”的事件頻頻上演;監(jiān)測系統(tǒng)的不完善使不少區(qū)域“河長”進行工作遭遇瓶頸，造成水質(zhì)、環(huán)境衛(wèi)生不達(dá)標(biāo)問題，給國家和人民造成損失。

　　公共事件舉例

江蘇靖江水污染事件：因企業(yè)犯罪式排放、傾倒危廢行為，造成江蘇省靖江市因飲用水水源地水質(zhì)異常停止供水，全市近70萬人的生產(chǎn)、生活因此受影響，并引發(fā)了搶水潮。

(素材來源于網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)必刪)

安徽池州河水被污染事件：因化工園違規(guī)排污，污染灌溉水源，這些水中含有大量有毒物質(zhì)，造成安徽省池州市東至縣香隅鎮(zhèn)里的數(shù)千畝農(nóng)田變成了荒地。

(素材來源于網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)必刪)

江蘇萬畝大閘蟹絕收事件：上游嚴(yán)重的工農(nóng)業(yè)排污，導(dǎo)致洪澤湖萬畝大閘蟹絕收，大量死螃蟹漂浮在水面。洪澤湖養(yǎng)殖戶為“救助補償錢誰來出，何時能到位”的問題大傷腦筋。

(素材來源于網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)必刪)

　　天津市東麗區(qū)關(guān)于對落實河長制工作不力問題的通報事件：2017年在落實河長制工作中，東麗區(qū)被市政府約談。因工作指導(dǎo)協(xié)調(diào)推動不力，監(jiān)督考核不到位，加之監(jiān)測系統(tǒng)不完善，導(dǎo)致多點位水質(zhì)、環(huán)境衛(wèi)生治理不力，造成水質(zhì)、環(huán)境衛(wèi)生不達(dá)標(biāo)問題。(素材來源于網(wǎng)絡(luò))

　　這些觸目驚心的案例使我們思考，如何能夠更新現(xiàn)有的地表水監(jiān)測與管控系統(tǒng)，加強地表水全面監(jiān)管、預(yù)警、防范與治理工作的實際效率，掌握河流水源變化情況并及時預(yù)警洪澇災(zāi)害、人為污染等事故，減少損失。在這種現(xiàn)狀下，河流數(shù)字的必要性顯而易見。

　　數(shù)字河流定義與意義

　　數(shù)字河流是指通過大范圍、高密度合理組合布點，通過整合地表水基礎(chǔ)信息，監(jiān)測地表水各項水質(zhì)參數(shù)與生態(tài)流量等，實現(xiàn)對各種水環(huán)境質(zhì)量的全面精準(zhǔn)監(jiān)控，并將以上信息數(shù)字化、多維化、高清化、即時化，構(gòu)建實現(xiàn)重點區(qū)域的全天候、無死角精準(zhǔn)監(jiān)控的“云”端在線系統(tǒng)。

　　數(shù)字河流解決方案意義重大，為有效解決各行政區(qū)流域范圍河流監(jiān)控系統(tǒng)不精準(zhǔn)、水質(zhì)管理目標(biāo)不協(xié)調(diào)、污染治理工作落實不到位、協(xié)調(diào)管理機制不完善等問題提供了保障;有助于流域內(nèi)問題科學(xué)化決策、監(jiān)督、管理，消除原有排查監(jiān)管盲區(qū)，構(gòu)建綜合治理長效機制;為完善跨界河流生態(tài)補償機制、推進流域水質(zhì)整體改善、構(gòu)建水生態(tài)文明提供支撐，真正實現(xiàn)“智能治水”。

　　數(shù)字河流整體解決方案概述

　　數(shù)字河流解決方案由德潤厚天自主開發(fā)，符合2020年1月19日生態(tài)環(huán)境部和水利部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于建立跨省流域上下游突發(fā)水污染事件聯(lián)防聯(lián)控機制的指導(dǎo)意見》的政策導(dǎo)向;基于“環(huán)保+物聯(lián)網(wǎng)”與“大數(shù)據(jù)”的先進理念，全面布點、全國聯(lián)網(wǎng)、自動預(yù)警、依法追責(zé)，以“問題導(dǎo)向、因河施策、綜合防治”為原則，幫助建立集監(jiān)測監(jiān)管、應(yīng)急預(yù)警、分析研判、決策支持、綜合防治為一體的地表水監(jiān)測系統(tǒng)，最終助力形成政府主導(dǎo)、部門協(xié)同、社會參與、公眾監(jiān)督的環(huán)境監(jiān)管新格局。

　　方案特點

　　高密度、網(wǎng)格化監(jiān)測，全域水環(huán)境質(zhì)量盡在掌控，監(jiān)測網(wǎng)點采用原位測量，建點成本低、建點速度快、運行成本小，可實現(xiàn)快速、密集布控;

　　實時精準(zhǔn)監(jiān)測，實時出數(shù)，污染事故快速感知，動態(tài)分析，及時預(yù)警;

　　具有水質(zhì)數(shù)據(jù)時效性分析功能，區(qū)域水質(zhì)變好或惡化一目了然，為生態(tài)補償、管理績效評價提供有效依據(jù);

　　厘清邊界，劃清責(zé)任：通過在跨界斷面、生態(tài)補償斷面等敏感區(qū)域布設(shè)點位，可以劃清市與市、縣與縣、鎮(zhèn)與鎮(zhèn)之間的污染補償、監(jiān)管的責(zé)任，避免逐級追責(zé)時出現(xiàn)扯皮、推諉等問題;

　　污染事故智能決策：系統(tǒng)不僅能監(jiān)測水質(zhì)，還能監(jiān)測水量、流速，污染事故發(fā)生時，可預(yù)演污染擴散時間模型，給精準(zhǔn)控污提供決策參考;

　　自動報警，分級推送：根據(jù)需求制定污染信息推送機制，確保污染信息能夠在第一時間推送到相關(guān)責(zé)任單位，并對污染情況的處理過程進行跟蹤;

　　擴展能力強：系統(tǒng)從監(jiān)測點位到平臺軟件均為自主研發(fā)，可根據(jù)客戶需求定制開發(fā)新增功能，可接入已有地表水、地下水、污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、深度挖掘、綜合應(yīng)用。

　　方案架構(gòu)

　　數(shù)字河流解決方案由地表水?dāng)?shù)字化綜合監(jiān)管平臺、原位實時水質(zhì)自動監(jiān)測站、河道流量計、全光譜水質(zhì)多參數(shù)分析儀、固定式地表水水質(zhì)在線監(jiān)測站、岸壁式水質(zhì)自動監(jiān)測站構(gòu)成。

　　地表水?dāng)?shù)字化綜合監(jiān)管平臺是整體方案系統(tǒng)中的信息“大本營”，是進行水質(zhì)預(yù)警、污染事故智能分析、水質(zhì)高密度監(jiān)測、區(qū)域水質(zhì)狀況展示的信息展示與分析平臺。

　　原位實時水質(zhì)自動監(jiān)測站是實現(xiàn)地表水?dāng)?shù)字化的基礎(chǔ)，其鏈條式的布點是數(shù)字河流中的一個個關(guān)鍵節(jié)點。

　　河道流量計作為測量流量參數(shù)的重要工具，為數(shù)字河流提供了重要的流量指標(biāo)和數(shù)據(jù)支撐。

　　全光譜水質(zhì)多參數(shù)分析儀設(shè)備小巧、使用便捷、靈活性強，是數(shù)字河流解決方案中的重要一環(huán)，可以便捷、精確地監(jiān)測、分析水質(zhì)各項參數(shù)。

　　固定式與岸壁式水質(zhì)自動監(jiān)測站為數(shù)字河流解決方案的實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)源，是數(shù)字河流不可或缺的組成部分。

　　地表水?dāng)?shù)字化監(jiān)測信息管理平臺

水質(zhì)預(yù)警

污染事故智能分析

水質(zhì)高密度監(jiān)測

　　區(qū)域水質(zhì)狀況展示

　　原位實時水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)

　　應(yīng)用概述

　　原位實時水質(zhì)自動監(jiān)測站保留浮標(biāo)式水站的精華，省略浮標(biāo)站的非主導(dǎo)功能，主要用于對地表水進行原位實時水質(zhì)監(jiān)測。

　　該監(jiān)測站采用將光學(xué)、電化學(xué)水質(zhì)分析儀置于水體的方法，實時、原位、精準(zhǔn)監(jiān)測水質(zhì)動態(tài)，一旦水質(zhì)變化異常，便可快速響應(yīng)，第一時間給管理人員發(fā)送通知。

　　該監(jiān)測站具有監(jiān)測響應(yīng)速度快、投資費用少、維護量小、運行費用低、實用性強、結(jié)構(gòu)簡單、適合廣泛式布點等優(yōu)勢，是“河長”掌握本區(qū)域內(nèi)水質(zhì)狀況的有效工具，是實現(xiàn)數(shù)字河流解決方案的基礎(chǔ)。

　　功能特點

　　無需建站：投入式原位監(jiān)測，無需建站、投資少、建設(shè)快;

　　數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確：原位監(jiān)測，沒有采樣過程水質(zhì)變化(尤其是溶解氧等參數(shù))，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確;

　　實時出數(shù)：實時分析，實時出數(shù)，保證了及時性及預(yù)警能力;

　　運行費低：儀器低功耗，免試劑，運行及維護成本低;

　　異常預(yù)警：一旦數(shù)據(jù)異常，通知到管理人員，是真正的預(yù)警系統(tǒng);

　　實時定位：每個原位監(jiān)測系統(tǒng)都有固定的GPS定位，一旦發(fā)生“異常”位移，可及時報警與定位跟蹤;

　　雙向通訊：各原位監(jiān)測系統(tǒng)與中心站平臺保持實時雙向通訊，系統(tǒng)運行狀態(tài)盡在掌控之中;

　　供電：太陽能供電，光線強時蓄電池蓄電，光線弱時電池供電，保證系統(tǒng)時刻運行。

　　監(jiān)測參數(shù)

　　浮標(biāo)式水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)

　　系統(tǒng)概述

　　德潤厚天集團研發(fā)的浮標(biāo)式水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套經(jīng)濟型的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集平臺，以浮標(biāo)為載體，集成水質(zhì)監(jiān)測傳感器、數(shù)據(jù)采集/顯示/傳輸、太陽能供電系統(tǒng)和錨泊系統(tǒng)于一體，用于湖泊、水庫、河流等水體的水質(zhì)在線監(jiān)測或預(yù)警。該系統(tǒng)具有自動連續(xù)在線監(jiān)測、預(yù)警、無線數(shù)據(jù)傳送、無試劑、無人值守等特點，非常適合構(gòu)建水資源的在線監(jiān)測或預(yù)警系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)具有監(jiān)測效率高、體積適中、可廣泛布點、功耗極低、安裝便捷等諸多優(yōu)點。

　　功能特點

　　不占地，定點投放在水域中，方便布設(shè)點位;

　　投入式安裝，安裝步驟簡單;

　　配置手持式數(shù)據(jù)顯示器，方便參數(shù)設(shè)置、為人員安全提供更進一步的保障;

　　防護等級高，浮標(biāo)內(nèi)部及傳感器均采用高防水等級材料和結(jié)構(gòu)制作;

　　太陽能供電可連續(xù)20~30天陰雨天氣下正常工作;

　　無需耗材和試劑，運行穩(wěn)定，基本免維護;

　　多種應(yīng)用場景，可在江河、湖庫、城市內(nèi)河、工業(yè)河道、取水巷道等環(huán)境的部署，拓展性強且配置靈活。

　　技術(shù)參數(shù)

　　浮臺式水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)

　　應(yīng)用概述

　　德潤厚天集團研發(fā)的浮臺式水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)以浮體平臺為載體，搭載多種傳感器與儀器設(shè)備，通過太陽能供電，實現(xiàn)野外無人值守水質(zhì)實時在線監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)(GPRS/CDMA/3G/4G)傳輸至服務(wù)器接收終端，從而實現(xiàn)對河流、湖泊、水庫的長期監(jiān)測與綜合評價。

　　功能特點

　　浮體采用耐腐蝕、抗生物沾附材料。浮臺儲備浮力滿足監(jiān)測設(shè)備、操作人員和輔助工作設(shè)施的要求。浮臺合理配重保證平臺姿態(tài)穩(wěn)定，滿足監(jiān)測設(shè)備正常工作要求;

　　系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)顯示單元，方便參數(shù)設(shè)置及日常維護;

　　系統(tǒng)現(xiàn)場投放簡單，并可根據(jù)項目需求變換監(jiān)測點位;

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，數(shù)據(jù)有效性高;

　　系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測單元采用光學(xué)方法，不需要試劑，無二次污染;

　　系統(tǒng)配備數(shù)據(jù)顯示單元，方便日常維護;

　　系統(tǒng)可搭載我公司自主研發(fā)的全光譜水質(zhì)分析傳感器，實現(xiàn)多種水質(zhì)因子的監(jiān)測分析。

　　技術(shù)參數(shù)

　　河道流量計

　　產(chǎn)品重要性

　　傳統(tǒng)的地表水水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，只片面地關(guān)注水質(zhì)變化，忽略了河道本身生態(tài)流量與流速的重要性。生態(tài)流量與流速是維系河湖生態(tài)功能，控制水資源開發(fā)強度的重要指標(biāo)，是統(tǒng)籌生活、生產(chǎn)與生態(tài)用水、優(yōu)化配置水資源的重要基礎(chǔ);是調(diào)配區(qū)域管轄內(nèi)流域水量、掌握污水排放走向的風(fēng)向標(biāo);尤其是在突發(fā)水體污染事故之際，河道流量與流速參數(shù)可為防治污染擴散措施的制定提供重要的數(shù)據(jù)支持。

　　應(yīng)用概述

　　德潤厚天自主研發(fā)的河道流量計，采用多普勒原理，可同時測量水位、流速、流量、累計流量，具有全自動采集、測量精度高、安裝簡便等諸多優(yōu)點，是數(shù)字河流解決方案中的重要工具之一。

　　功能特點

　　無人值守，全自動采集、計算流量;

　　非接觸、低損耗、維護少、不懼泥沙;

　　懸空安裝，施工方便，無需水下作業(yè);

　　全天候測量，可在夜間、雨天測流;

　　測量精度高、速度快，不受風(fēng)雨和停電等因素影響。

　　技術(shù)參數(shù)

　　河道流量計安裝示意圖

　　DR-103J全光譜水質(zhì)分析儀

　　應(yīng)用概述

　　DR-103J全光譜水質(zhì)綜合分析儀采用光譜法，建立數(shù)學(xué)模型，反演得出水質(zhì)參數(shù)值，為水質(zhì)監(jiān)測信息管理提供數(shù)據(jù)支撐。該分析儀具有分析速度快、不消耗試劑、建模準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢，可全面感知水質(zhì)，遇水污染事故可在第一時間做出反應(yīng)，對水質(zhì)進行實時監(jiān)測、分析。

　　功能特點

　　具有分析速度快(約60秒)，遇水污染事故可在第一時間做出反應(yīng);

　　安裝建設(shè)方便，投資少，節(jié)省空間;

　　不消耗試劑、無二次污染、運行成本低;

　　RS485信號輸出，抗干擾能力強，傳輸距離可達(dá)200米;

　　開放的通信協(xié)議，可以實現(xiàn)和其他設(shè)備的集成和組網(wǎng)。

　　技術(shù)指標(biāo)

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　污水、工業(yè)廢水處理排放口水質(zhì)監(jiān)測;

　　飲用水進水及過程處理水質(zhì)監(jiān)測;

　　地表水、地下水監(jiān)測。

　　固定式地表水水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)

　　該監(jiān)測站適應(yīng)于各級行政區(qū)域交界、目標(biāo)管理水域及其他重要水域斷面的水質(zhì)自動監(jiān)測，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)污染狀況，可預(yù)警重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水體污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實情況。

　　該監(jiān)測站包括采水單元、配水單元、預(yù)處理單元、檢測單元、數(shù)據(jù)采集、傳輸單元、系統(tǒng)控制單元和站房等，與中心站數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)一起組成水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)。

　　該監(jiān)測站將水樣采集到站房內(nèi)，采用化學(xué)方法(常規(guī)五參數(shù)除外)分析水樣，具有監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、系統(tǒng)信息化與智能化程度高、系統(tǒng)穩(wěn)定、運維便捷等優(yōu)點。

　　岸壁式水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)

　　該監(jiān)測站是設(shè)立在河道、濕地等現(xiàn)場的小型無人值守的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，內(nèi)置完備的小型采水、配水系統(tǒng)、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，功能齊全，集在線監(jiān)測、自動留樣、遠(yuǎn)程質(zhì)控、無線通訊多個功能模塊于一體，柜內(nèi)溫度、濕度、電壓、漏水、開關(guān)門狀態(tài)亦盡在掌控之中。

　　該監(jiān)測站具備防雨、防雷、防塵、防盜、集成度高、功能齊全、占地面積小、建設(shè)周期短、投資少等優(yōu)勢，適合廣泛布點;內(nèi)部結(jié)構(gòu)采取模塊化設(shè)計，監(jiān)測設(shè)備選型靈活。固定式與岸壁式水質(zhì)自動監(jiān)測站是河流數(shù)字化過程中的水質(zhì)分析中轉(zhuǎn)站，是數(shù)字河流解決方案中不可或缺的組成部分。

　　數(shù)字生態(tài)建設(shè)沒有休止符，只有漸強音。

　　基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字河流整體解決方案，對地表水狀態(tài)進行實時監(jiān)測、提前預(yù)測、事故防范;

　　基于區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)河流數(shù)據(jù)透明、防止篡改，河流數(shù)字化成為智慧城市中的關(guān)鍵一環(huán);

　　數(shù)字河流整體解決方案可以使河流等地表水狀況一目了然，污染狀況防微杜漸，防控措施更加有力;

　　數(shù)字河流整體解決方案讓一切盡在“云”端，一目了然，助力打造“綠水青山就是金山銀山”中真正的綠水，推進水生態(tài)文明建設(shè)!

　　應(yīng)用案例

　　案例簡介

　　衡水湖濕地監(jiān)測項目由衡水湖國家級自然保護區(qū)資源保護局投資新建，項目主要包含：浮體(含錨)、水質(zhì)監(jiān)測單元、太陽能供電單元、數(shù)據(jù)采集傳輸單元、平臺軟件等單元組成。期中，浮體作為水質(zhì)監(jiān)測單元、太陽能供電單元、數(shù)據(jù)采集傳輸單元的載體，上述單元共同組合成了現(xiàn)場水質(zhì)監(jiān)測端。

　　項目1期采用浮臺式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，2期采用原位實時水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，兩組水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)共同負(fù)責(zé)濕地水質(zhì)的監(jiān)測以及監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至指定平臺，為監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)支撐，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了對濕地水質(zhì)變化情況數(shù)字化的管理。