【谷騰環保網訊】導讀：針對滇(dian)池環湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)干(gan)渠(qu)(qu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)接入口眾多(duo)、截(jie)(jie)流污(wu)水(shui)(shui)類型復(fu)雜、截(jie)(jie)流管理難度大的問題，進(jin)行(xing)環湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)干(gan)渠(qu)(qu)監(jian)控(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)設(she)計研(yan)究。采用聚類分(fen)析和(he)(he)物元分(fen)析方法，對環湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)干(gan)渠(qu)(qu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)內69個(ge)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)監(jian)測斷面進(jin)行(xing)優化選擇，確定了10個(ge)具有代表(biao)性(xing)的溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)監(jian)測斷面進(jin)行(xing)環湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)干(gan)渠(qu)(qu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)在線(xian)監(jian)測斷面的設(she)置；結合現(xian)場調(diao)查(cha)及各(ge)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)的水(shui)(shui)質水(shui)(shui)量(liang)情(qing)況，確定了25個(ge)遠程控(kong)制(zhi)斷面；結合環湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)干(gan)渠(qu)(qu)的實際情(qing)況，進(jin)行(xing)在線(xian)監(jian)測和(he)(he)實時控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、傳輸(shu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)和(he)(he)智能(neng)化控(kong)制(zhi)平臺系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的主要功能(neng)設(she)計。

1滇池環湖截污干渠系統概況

滇(dian)池環湖(hu)截(jie)污(wu)(wu)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)工程主要(yao)包括(kuo)東岸(an)(an)(an)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)工程和南岸(an)(an)(an)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)工程，東岸(an)(an)(an)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)全長(chang)16.72km，南岸(an)(an)(an)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)全長(chang)22.73km，截(jie)污(wu)(wu)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)采(cai)用兩(liang)箱(xiang)形式，分別截(jie)流污(wu)(wu)水(shui)和混合(he)污(wu)(wu)水(shui)或初期(qi)雨水(shui)。環湖(hu)截(jie)污(wu)(wu)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)共(gong)分為(wei)5段(duan)，其(qi)(qi)中東岸(an)(an)(an)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)分為(wei)省城投(tou)段(duan)和旅游度假(jia)區段(duan)，南岸(an)(an)(an)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)分為(wei)晉城段(duan)、昆陽段(duan)和古城段(duan)。滇(dian)池環湖(hu)截(jie)污(wu)(wu)干(gan)(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)服務范圍(wei)內(nei)共(gong)計有200條溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)，根據現場調查結果，有131條溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)處于斷流或滯(zhi)水(shui)的(de)(de)狀(zhuang)態，不(bu)納入本次監控系統構(gou)建的(de)(de)范圍(wei)內(nei)，其(qi)(qi)余(yu)溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)結合(he)其(qi)(qi)周邊土地利用類型及水(shui)質水(shui)量監測結果，可以分為(wei)農(nong)(nong)村生(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)、農(nong)(nong)業面源(yuan)廢水(shui)、農(nong)(nong)田(tian)回(hui)歸(gui)水(shui)等3個主要(yao)類型，其(qi)(qi)中以生(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)為(wei)主的(de)(de)溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)約(yue)(yue)占(zhan)17%，以農(nong)(nong)業面源(yuan)污(wu)(wu)水(shui)為(wei)主的(de)(de)溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)約(yue)(yue)占(zhan)57%，以農(nong)(nong)田(tian)回(hui)歸(gui)水(shui)為(wei)主的(de)(de)溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)約(yue)(yue)占(zhan)25%。

2系統介紹

2.1數據來源

項目組自(zi)2012年(nian)(nian)至2014年(nian)(nian)間，共計對(dui)(dui)環湖(hu)截(jie)(jie)污干渠(qu)(qu)周邊(bian)(bian)溝渠(qu)(qu)進行了(le)14次(ci)現場調(diao)(diao)查，其(qi)中(zhong)東岸旱(han)季(ji)3次(ci)，雨(yu)(yu)季(ji)4次(ci)，南岸旱(han)季(ji)2次(ci)，雨(yu)(yu)季(ji)5次(ci)，各次(ci)調(diao)(diao)查中(zhong)對(dui)(dui)具備水(shui)樣監(jian)測條件的溝渠(qu)(qu)均進行了(le)水(shui)質(zhi)水(shui)量(liang)監(jian)測，在此基礎上，2017年(nian)(nian)再(zai)次(ci)對(dui)(dui)環湖(hu)截(jie)(jie)污干渠(qu)(qu)周邊(bian)(bian)溝渠(qu)(qu)進行調(diao)(diao)查并同步測量(liang)水(shui)質(zhi)水(shui)量(liang)。由于2012年(nian)(nian)和(he)2013年(nian)(nian)大部(bu)分溝渠(qu)(qu)未獲取(qu)到(dao)有效監(jian)測數(shu)據，本(ben)研究主(zhu)要利用2014年(nian)(nian)和(he)2017年(nian)(nian)雨(yu)(yu)季(ji)環湖(hu)截(jie)(jie)污干渠(qu)(qu)服(fu)務范(fan)圍內具備監(jian)測條件的69條溝渠(qu)(qu)監(jian)測數(shu)據的均值(zhi)進行監(jian)測點位的布設(she)。其(qi)中(zhong)，2014年(nian)(nian)和(he)2017年(nian)(nian)雨(yu)(yu)季(ji)調(diao)(diao)查及監(jian)測均在7月降雨(yu)(yu)時進行，主(zhu)要采(cai)集降雨(yu)(yu)過程中(zhong)溝渠(qu)(qu)的樣品進行水(shui)質(zhi)檢(jian)測。

2.2監控斷面優化方法

環湖(hu)截(jie)污干渠監(jian)控斷(duan)面(mian)主(zhu)要包括(kuo)監(jian)測斷(duan)面(mian)和遠程控制斷(duan)面(mian)兩(liang)個部分。其(qi)中，監(jian)測斷(duan)面(mian)主(zhu)要用于獲取各接入點的(de)實時(shi)(shi)水質(zhi)水量數(shu)據(ju)，遠程控制斷(duan)面(mian)主(zhu)要基于根據(ju)實時(shi)(shi)監(jian)測數(shu)據(ju)分析所下達(da)的(de)控制指令，實施環湖(hu)截(jie)污系統的(de)水質(zhi)水量調度。

由于環湖(hu)截污系(xi)統接入點眾多，需進(jin)行監(jian)測斷(duan)面(mian)的優(you)(you)化(hua)布(bu)設(she)，其主要目的在于以最少的監(jian)控(kong)斷(duan)面(mian)，最小的投入，獲取最全面(mian)的、科學(xue)、合理的水質監(jian)測信息(xi)(xi)。監(jian)控(kong)斷(duan)面(mian)的優(you)(you)化(hua)要遵循(xun)代(dai)表性、信息(xi)(xi)量和(he)(he)可操(cao)作性原則。目前，用于監(jian)測斷(duan)面(mian)優(you)(you)化(hua)的方法主要包(bao)括聚(ju)類分(fen)析(xi)(xi)法、均值偏差(cha)法、物元(yuan)分(fen)析(xi)(xi)法、貼近度法、主成分(fen)分(fen)析(xi)(xi)法等。本(ben)研究中(zhong)綜(zong)合了(le)目前應(ying)用較為廣泛的聚(ju)類分(fen)析(xi)(xi)法和(he)(he)物元(yuan)分(fen)析(xi)(xi)法的結果來進(jin)行環湖(hu)截污干渠(qu)系(xi)統的監(jian)控(kong)斷(duan)面(mian)優(you)(you)化(hua)布(bu)設(she)。

監測(ce)(ce)斷(duan)面(mian)(mian)優化的(de)聚類(lei)(lei)分析主要(yao)是根(gen)據各(ge)斷(duan)面(mian)(mian)水(shui)質指(zhi)標(biao)之(zhi)間的(de)相似度(du)，確定不同斷(duan)面(mian)(mian)之(zhi)間的(de)親(qin)疏(shu)關系，從而(er)明確不同類(lei)(lei)別監測(ce)(ce)斷(duan)面(mian)(mian)的(de)監控性質。各(ge)監測(ce)(ce)斷(duan)面(mian)(mian)的(de)聚類(lei)(lei)分析主要(yao)利用SPSS軟件進行分析。

監測(ce)斷面(mian)(mian)優(you)(you)化的(de)(de)物(wu)元分(fen)(fen)析法(fa)主要是通過建立多項(xiang)(xiang)指(zhi)標(biao)(biao)(biao)的(de)(de)綜(zong)合關聯(lian)函(han)數(shu)(shu)，根(gen)據(ju)(ju)(ju)各斷面(mian)(mian)綜(zong)合關聯(lian)函(han)數(shu)(shu)的(de)(de)貼近(jin)(jin)程(cheng)度，確定斷面(mian)(mian)的(de)(de)親近(jin)(jin)關系。本研究中利(li)用物(wu)元分(fen)(fen)析法(fa)進(jin)行(xing)監測(ce)斷面(mian)(mian)優(you)(you)化主要按照以下步驟進(jin)行(xing)：①根(gen)據(ju)(ju)(ju)現(xian)場調查及采樣監測(ce)，獲取監測(ce)斷面(mian)(mian)水質數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，確定各項(xiang)(xiang)污染指(zhi)標(biao)(biao)(biao)監測(ce)值(zhi)的(de)(de)最(zui)大(da)值(zhi)、最(zui)小(xiao)(xiao)值(zhi)和(he)均值(zhi)。各項(xiang)(xiang)指(zhi)標(biao)(biao)(biao)的(de)(de)最(zui)小(xiao)(xiao)值(zhi)和(he)最(zui)大(da)值(zhi)分(fen)(fen)別(bie)構(gou)成(cheng)最(zui)佳(jia)值(zhi)A和(he)最(zui)劣值(zhi)B，各項(xiang)(xiang)指(zhi)標(biao)(biao)(biao)監測(ce)值(zhi)的(de)(de)均值(zhi)構(gou)成(cheng)數(shu)(shu)學(xue)期望值(zhi)C。②利(li)用數(shu)(shu)學(xue)期望值(zhi)C分(fen)(fen)別(bie)與最(zui)佳(jia)值(zhi)A和(he)最(zui)劣值(zhi)B構(gou)成(cheng)2個(ge)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)物(wu)元矩陣，見式(1)和(he)式(2)。③由2個(ge)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)物(wu)元矩陣構(gou)成(cheng)節域物(wu)元矩陣見式（3）。④建立每(mei)一監測(ce)斷面(mian)(mian)各項(xiang)(xiang)污染指(zhi)標(biao)(biao)(biao)對標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)物(wu)元A、B的(de)(de)線性關聯(lian)函(han)數(shu)(shu)，見式(4)和(he)式(5)。⑤計算監測(ce)斷面(mian)(mian)的(de)(de)綜(zong)合關聯(lian)函(han)數(shu)(shu)，見式(6)和(he)式(7)。⑥繪制(zhi)點聚圖，根(gen)據(ju)(ju)(ju)點聚圖進(jin)行(xing)監測(ce)斷面(mian)(mian)優(you)(you)化。

其中(zhong)，M為(wei)(wei)(wei)對象；Q1…Qj…Qm為(wei)(wei)(wei)各項污(wu)(wu)染(ran)指標(biao)；a1…aj…am為(wei)(wei)(wei)各項污(wu)(wu)染(ran)指標(biao)的(de)最佳值(zhi)(zhi)；b1…bj…bm為(wei)(wei)(wei)各項污(wu)(wu)染(ran)指標(biao)的(de)最劣值(zhi)(zhi)；c1…cj…cm為(wei)(wei)(wei)各項污(wu)(wu)染(ran)指標(biao)的(de)期望值(zhi)(zhi)。

其(qi)中，Xij為i斷面j污(wu)染(ran)指(zhi)標(biao)監測(ce)值；ωj為j污(wu)染(ran)指(zhi)標(biao)的(de)權值。

2.3環湖截污干渠監測斷面優化布設

2.3.1基于聚類分析的監測斷面分類

主要(yao)選擇環(huan)湖截(jie)污(wu)(wu)干渠系統調查過(guo)程中具備(bei)采樣條件的69條溝渠的監(jian)測(ce)數據(ju)來進(jin)行(xing)聚(ju)(ju)類分析，選取了COD、TN、TP、NH3-N和SS等水(shui)質指標(biao)進(jin)行(xing)分析。由于(yu)各溝渠污(wu)(wu)水(shui)截(jie)流進(jin)入環(huan)湖截(jie)污(wu)(wu)干渠后最終會進(jin)入配套建設(she)的污(wu)(wu)水(shui)處理廠進(jin)行(xing)處理，故采用(yong)《城鎮污(wu)(wu)水(shui)處理廠污(wu)(wu)染物排放(fang)標(biao)準(zhun)》（GB18918-2002）一(yi)級A標(biao)準(zhun)對各溝渠的監(jian)測(ce)數據(ju)進(jin)行(xing)標(biao)準(zhun)化處理，并按照(zhao)不同渠段，利(li)用(yong)SPSS軟件中層次(ci)聚(ju)(ju)類將各監(jian)測(ce)點數據(ju)進(jin)行(xing)層次(ci)聚(ju)(ju)類分析，聚(ju)(ju)類方(fang)式選擇組間平(ping)均連接法(fa)，距離(li)測(ce)量(liang)選擇歐式距離(li)平(ping)方(fang)。

根(gen)據各溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)水(shui)質的(de)(de)相(xiang)(xiang)似度，省城投(tou)段(duan)(duan)的(de)(de)25條(tiao)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)可(ke)以(yi)(yi)分(fen)為3類，旅游度假區段(duan)(duan)的(de)(de)4條(tiao)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)可(ke)以(yi)(yi)分(fen)為3類，晉城段(duan)(duan)的(de)(de)23條(tiao)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)可(ke)以(yi)(yi)分(fen)為4類，昆陽段(duan)(duan)的(de)(de)4條(tiao)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)可(ke)以(yi)(yi)分(fen)為3類，古(gu)城段(duan)(duan)的(de)(de)13條(tiao)溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)可(ke)以(yi)(yi)分(fen)為2類。一般認為，聚類結(jie)果中聚合(he)為一類的(de)(de)點可(ke)以(yi)(yi)相(xiang)(xiang)互替代，根(gen)據聚類分(fen)析結(jie)果，環湖截污干渠(qu)(qu)(qu)69條(tiao)有效溝(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)可(ke)優化為15個監測斷面。

2.3.2基于物元分析的監測斷面分類

與(yu)聚類分(fen)析一致，本研(yan)究中同樣利(li)(li)用(yong)69條溝渠(qu)的(de)(de)5個(ge)水質指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)進行(xing)了物(wu)(wu)元(yuan)(yuan)分(fen)析。根據各(ge)(ge)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)(de)監測(ce)(ce)數(shu)據獲取了各(ge)(ge)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)(de)最(zui)(zui)劣值(zhi)(zhi)(zhi)B（最(zui)(zui)大值(zhi)(zhi)(zhi)）、最(zui)(zui)優值(zhi)(zhi)(zhi)A（最(zui)(zui)小(xiao)值(zhi)(zhi)(zhi)）及數(shu)學(xue)期(qi)望值(zhi)(zhi)(zhi)C（均值(zhi)(zhi)(zhi)），利(li)(li)用(yong)最(zui)(zui)優值(zhi)(zhi)(zhi)A、最(zui)(zui)劣值(zhi)(zhi)(zhi)B以(yi)(yi)及數(shu)學(xue)期(qi)望值(zhi)(zhi)(zhi)C構建(jian)了標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)物(wu)(wu)元(yuan)(yuan)矩陣和節域物(wu)(wu)元(yuan)(yuan)矩陣以(yi)(yi)及各(ge)(ge)渠(qu)段監測(ce)(ce)斷(duan)面的(de)(de)物(wu)(wu)元(yuan)(yuan)矩陣。分(fen)別建(jian)立(li)每一個(ge)監測(ce)(ce)斷(duan)面各(ge)(ge)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)對標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)物(wu)(wu)元(yuan)(yuan)的(de)(de)線性關(guan)聯函數(shu)，利(li)(li)用(yong)《城鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)水處理廠污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)排(pai)放標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)》（GB18918-2002）一級A標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)各(ge)(ge)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)值(zhi)(zhi)(zhi)及各(ge)(ge)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)實測(ce)(ce)值(zhi)(zhi)(zhi)，得到各(ge)(ge)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)歸(gui)一化(hua)權(quan)值(zhi)(zhi)(zhi)，并計算各(ge)(ge)監測(ce)(ce)斷(duan)面所有指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)(de)綜合關(guan)聯函數(shu)，以(yi)(yi)KA為(wei)縱坐標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)，KB為(wei)橫坐標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)可以(yi)(yi)繪制各(ge)(ge)渠(qu)段的(de)(de)各(ge)(ge)監測(ce)(ce)斷(duan)面的(de)(de)點聚圖，如(ru)圖1所示。

圖1綜(zong)合關聯函數點聚(ju)圖

從圖1可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出，各(ge)渠(qu)(qu)段的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)中，除個別(bie)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)外，均(jun)主(zhu)要(yao)分(fen)布于(yu)(yu)第Ⅱ和(he)第Ⅳ象(xiang)限內(nei)，根據KA和(he)KB的(de)(de)計算公式可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出，KA越小于(yu)(yu)-1時，該斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)水(shui)質越好(hao)，而當KB越大于(yu)(yu)-1時，該斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)水(shui)質越好(hao)。由此可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出位于(yu)(yu)第Ⅱ象(xiang)限的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)水(shui)質相對較(jiao)(jiao)差，是(shi)截污干渠(qu)(qu)需要(yao)優(you)先截流的(de)(de)污水(shui)，也是(shi)需要(yao)重(zhong)點監(jian)(jian)控(kong)的(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)。位于(yu)(yu)第Ⅳ象(xiang)限的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)水(shui)質相對較(jiao)(jiao)好(hao)。根據各(ge)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)綜合關聯函數值，將省城投段的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)分(fen)為(wei)(wei)3類(lei)，旅游度假區段的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)分(fen)為(wei)(wei)3類(lei)，晉城段的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)分(fen)為(wei)(wei)5類(lei)，昆陽段的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)分(fen)為(wei)(wei)4類(lei)，古城段的(de)(de)監(jian)(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)(mian)分(fen)為(wei)(wei)4類(lei)。

2.3.3監測斷面綜合優化結果

根據(ju)聚類分析(xi)和物元(yuan)分析(xi)能夠將環湖截污干渠系統(tong)服務范圍內的溝(gou)渠根據(ju)其水質特點進行分類，兩種分析(xi)方法所得的結果中，省城(cheng)投段(duan)、旅游(you)度假區(qu)段(duan)和昆(kun)陽段(duan)分類一致，古(gu)城(cheng)段(duan)和晉城(cheng)段(duan)分類結果有一定的差距(ju)。

結(jie)合各溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)斷(duan)面的(de)優化結(jie)果，在(zai)兼(jian)顧各來水(shui)(shui)(shui)(shui)類型的(de)基礎上(shang)，優先(xian)選擇現(xian)狀已接入(ru)環湖截污(wu)(wu)干渠(qu)(qu)(qu)、水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)大(da)、溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)斷(duan)面相對規則且(qie)具備(bei)在(zai)線監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)系統建設(she)的(de)用電(dian)及網(wang)絡傳輸(shu)等要求(qiu)的(de)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)進行監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)點位布(bu)設(she)。綜合考慮(lv)上(shang)述因(yin)素后，最終(zhong)確定的(de)在(zai)線監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)斷(duan)面共(gong)計10個（見圖2），每(mei)個渠(qu)(qu)(qu)段(duan)分別(bie)設(she)置1個合流污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)代(dai)表性(xing)(xing)監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)斷(duan)面和1個面源污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)代(dai)表性(xing)(xing)監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)斷(duan)面。其中，省城(cheng)投段(duan)、旅游度假(jia)區段(duan)、晉城(cheng)段(duan)、昆(kun)陽段(duan)、古(gu)城(cheng)段(duan)合流污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)代(dai)表性(xing)(xing)監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)斷(duan)面分別(bie)為35#、81#、100#、139#和156#，該部分溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)上(shang)游均(jun)(jun)分布(bu)有大(da)量(liang)(liang)村(cun)(cun)莊(zhuang)，雨(yu)季(ji)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)來水(shui)(shui)(shui)(shui)以(yi)合流污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)為主且(qie)水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)較大(da)，各溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)多穿(chuan)村(cun)(cun)而過(guo)，具備(bei)良(liang)好的(de)設(she)備(bei)安(an)(an)裝(zhuang)條件。省城(cheng)投段(duan)、旅游度假(jia)區段(duan)、晉城(cheng)段(duan)、昆(kun)陽段(duan)、古(gu)城(cheng)段(duan)面源污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)代(dai)表性(xing)(xing)監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)斷(duan)面分別(bie)為54#、63#、109#、140#和175#，該部分溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)雨(yu)季(ji)主要收集農田面源污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)，54#、63#臨近村(cun)(cun)莊(zhuang)，其余(yu)三個監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)點臨近干渠(qu)(qu)(qu)控(kong)制室，均(jun)(jun)具備(bei)較好的(de)監(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)安(an)(an)裝(zhuang)條件。

圖2環(huan)湖截污干渠系統(tong)監控斷面分(fen)布

2.4環湖截污干渠控制斷面優化布設

環湖(hu)截污干渠(qu)(qu)(qu)系(xi)統(tong)(tong)內(nei)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)眾多，對全(quan)部(bu)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)進行遠程(cheng)調控(kong)成本(ben)較(jiao)高且(qie)意義(yi)不大，應選(xuan)(xuan)擇(ze)具有調控(kong)意義(yi)的(de)(de)斷面，合理優化環湖(hu)截污系(xi)統(tong)(tong)收(shou)集的(de)(de)水(shui)質水(shui)量，全(quan)面發揮(hui)環湖(hu)截污系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)效能(neng)。遠程(cheng)控(kong)制點(dian)主要選(xuan)(xuan)擇(ze)服(fu)務范圍(wei)內(nei)水(shui)量大，且(qie)有條件截入(ru)干渠(qu)(qu)(qu)的(de)(de)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)，經(jing)過優化篩選(xuan)(xuan)，共選(xuan)(xuan)擇(ze)遠程(cheng)控(kong)制斷面25個(ge)，其中省城(cheng)投段(duan)、旅游度假區(qu)段(duan)段(duan)、晉(jin)城(cheng)段(duan)、昆陽段(duan)均選(xuan)(xuan)擇(ze)雨季(ji)平均流量大于(yu)3000m³/d，且(qie)具備接入(ru)條件的(de)(de)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)，溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)徑流控(kong)制率(lv)可分別(bie)達到(dao)(dao)65%、97%、66%、98%；昆陽段(duan)水(shui)量較(jiao)分散，選(xuan)(xuan)擇(ze)雨季(ji)平均流量大于(yu)2000m³/d，且(qie)具備接入(ru)條件的(de)(de)溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)，溝(gou)渠(qu)(qu)(qu)徑流控(kong)制率(lv)可達到(dao)(dao)62%。

表(biao)1不(bu)同分析(xi)方法斷面優(you)化(hua)結果對比(bi)

3滇池環湖截污干渠監控系統功能設計

滇池環湖截污(wu)干(gan)渠(qu)監控(kong)系統(tong)主要包括在線監測(ce)控(kong)制系統(tong)、傳(chuan)輸(shu)系統(tong)和(he)智能化控(kong)制平臺系統(tong)三個(ge)部分組成。滇池環湖截污(wu)干(gan)渠(qu)監控(kong)系統(tong)邏輯框圖如圖3所示。

3.1在線監測及控制系統基本功能設計

根(gen)據環湖截(jie)污系(xi)(xi)統(tong)各溝渠的水(shui)質特(te)征，主要選取括COD、NH3-N以及流(liu)量3項監測(ce)(ce)指標進行監測(ce)(ce)。由于(yu)環湖截(jie)污系(xi)(xi)統(tong)在降(jiang)雨過程中溝渠水(shui)質水(shui)量變化(hua)較(jiao)大，在線監測(ce)(ce)設(she)(she)備需(xu)滿足(zu)以下要求：①設(she)(she)備成熟、實(shi)(shi)用，能(neng)夠滿足(zu)監測(ce)(ce)系(xi)(xi)統(tong)需(xu)求且運行穩定；②能(neng)夠滿足(zu)監測(ce)(ce)所需(xu)的監測(ce)(ce)頻率和監測(ce)(ce)精度(du)；③設(she)(she)備使用維(wei)護方便，運行費用低；④具有標準通信接口，能(neng)夠實(shi)(shi)現與管理系(xi)(xi)統(tong)的信息傳輸。

環湖截(jie)污系統各溝(gou)(gou)(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)(qu)遠程監(jian)控(kong)(kong)點的(de)截(jie)流調(diao)度(du)主要依靠數控(kong)(kong)啟閉閘(zha)門(men)(men)(men)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)來實現。每個調(diao)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)點分別(bie)(bie)在干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)沉砂(sha)(sha)池預留接口位置(zhi)和沉砂(sha)(sha)池下(xia)游(you)溝(gou)(gou)(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)(qu)斷面(mian)位置(zhi)安裝一套啟閉閘(zha)門(men)(men)(men)，分別(bie)(bie)用于控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)環湖截(jie)污干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)對(dui)溝(gou)(gou)(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)(qu)污水的(de)截(jie)流和溝(gou)(gou)(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)(qu)向滇池湖體的(de)排放。閘(zha)門(men)(men)(men)采用機閘(zha)一體式預制(zhi)(zhi)手(shou)電(dian)兩用鋼(gang)鐵閘(zha)門(men)(men)(men)，閘(zha)門(men)(men)(men)尺(chi)寸(cun)規格參數根(gen)據(ju)監(jian)控(kong)(kong)溝(gou)(gou)(gou)(gou)渠(qu)(qu)(qu)(qu)實際(ji)斷面(mian)尺(chi)寸(cun)設置(zhi)。各閘(zha)門(men)(men)(men)可根(gen)據(ju)監(jian)控(kong)(kong)平臺下(xia)發(fa)的(de)指(zhi)令單獨控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，具(ju)備(bei)三種(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方(fang)式：現場(chang)手(shou)動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、遠程手(shou)動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)以及(ji)遠程全自動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。

在線監測(ce)系統和實時(shi)控(kong)制閘門(men)采(cai)用可編程控(kong)制器（PLC）接受監控(kong)平臺下(xia)達的指令，并執行現場監測(ce)、閘門(men)啟閉等(deng)控(kong)制動作過程。

3.2數據采集、傳輸系統基本功能設計

數據采集系統宜支持目(mu)前主流的遠程數據傳輸(shu)方法并可(ke)通(tong)過(guo)以(yi)太網(wang)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun)。數據傳輸(shu)可(ke)通(tong)過(guo)GPRS/4G/5G無線(xian)寬帶網(wang)或光(guang)纜的方式(shi)進(jin)行(xing)傳輸(shu)。

3.3智能化控制平臺系統基本功能設計

環湖截污體系監控(kong)(kong)平臺系統主(zhu)要用于收集各截流調(diao)度控(kong)(kong)制(zhi)點實(shi)時發送的(de)溝渠水(shui)(shui)質、水(shui)(shui)位監測數據(ju)、干渠液(ye)位系統的(de)監測數據(ju)，通過數據(ju)分(fen)析(xi)，掌(zhang)握環湖截污系統截流的(de)水(shui)(shui)質水(shui)(shui)量情況，根據(ju)分(fen)析(xi)結果進(jin)行控(kong)(kong)制(zhi)斷面的(de)實(shi)時調(diao)度控(kong)(kong)制(zhi)，并下發控(kong)(kong)制(zhi)調(diao)度指(zhi)令。

當單點暴雨強度較大，溝(gou)渠(qu)水(shui)位超出警(jing)戒水(shui)位時，溝(gou)渠(qu)下游(you)斷(duan)面截流控(kong)(kong)制(zhi)閘開啟(qi)，保(bao)障溝(gou)渠(qu)排洪安(an)全(quan)。當降雨強度降低(di)，溝(gou)渠(qu)水(shui)位下降至溝(gou)渠(qu)常水(shui)位，且干(gan)渠(qu)處于安(an)全(quan)水(shui)位運行(xing)，接(jie)入口控(kong)(kong)制(zhi)閘開啟(qi)的(de)情況(kuang)下，關閉溝(gou)渠(qu)下游(you)斷(duan)面截流控(kong)(kong)制(zhi)閘。

當干(gan)(gan)渠系統截(jie)流(liu)(liu)的雨污(wu)水較多，干(gan)(gan)渠水位超出(chu)警(jing)戒水位時，截(jie)污(wu)干(gan)(gan)渠上各(ge)截(jie)流(liu)(liu)調(diao)度控(kong)制(zhi)點(dian)接入(ru)口控(kong)制(zhi)閘關閉，保障干(gan)(gan)渠系統安全運行(xing)。當干(gan)(gan)渠水位降(jiang)低至警(jing)戒水位線80%的情況下，截(jie)污(wu)干(gan)(gan)渠上各(ge)截(jie)流(liu)(liu)調(diao)度控(kong)制(zhi)點(dian)接入(ru)口控(kong)制(zhi)閘開啟(qi)，干(gan)(gan)渠繼續接納(na)溝渠污(wu)水。

當隨著低濃(nong)(nong)度地表徑流(liu)的混入，代表性溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)水(shui)質濃(nong)(nong)度達到(dao)低濃(nong)(nong)度報(bao)警(jing)界限時，相應渠(qu)(qu)(qu)(qu)段面(mian)(mian)源污(wu)水(shui)截(jie)流(liu)調度控(kong)(kong)制(zhi)點溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)下游斷(duan)面(mian)(mian)截(jie)流(liu)控(kong)(kong)制(zhi)閘(zha)開(kai)啟，干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)入口(kou)控(kong)(kong)制(zhi)閘(zha)關(guan)(guan)閉(bi)，保障清水(shui)順流(liu)入湖(hu)。當代表性溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)水(shui)質濃(nong)(nong)度高于(yu)低濃(nong)(nong)度報(bao)警(jing)界限，且溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)、干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)水(shui)位均處于(yu)安全水(shui)位以下時，溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)下游斷(duan)面(mian)(mian)截(jie)流(liu)控(kong)(kong)制(zhi)閘(zha)重(zhong)(zhong)新關(guan)(guan)閉(bi)，干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)入口(kou)控(kong)(kong)制(zhi)閘(zha)重(zhong)(zhong)新開(kai)啟，干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)繼續接納溝渠(qu)(qu)(qu)(qu)污(wu)水(shui)。環湖(hu)截(jie)污(wu)干(gan)渠(qu)(qu)(qu)(qu)系統具(ju)體控(kong)(kong)制(zhi)方(fang)案見表2。

4結語

環(huan)湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)(wu)(wu)干渠(qu)(qu)(qu)監(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統構建完成后，能(neng)夠通過優(you)化(hua)(hua)設置的(de)(de)(de)(de)在線(xian)監(jian)測系(xi)(xi)(xi)(xi)統獲(huo)取接入溝渠(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)實(shi)時水質水量數據，根據智能(neng)化(hua)(hua)調(diao)度平(ping)臺的(de)(de)(de)(de)分析計(ji)算(suan)，獲(huo)取整個環(huan)湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)(wu)(wu)干渠(qu)(qu)(qu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)運行情況(kuang)及(ji)截(jie)(jie)流(liu)的(de)(de)(de)(de)水質水量動態狀況(kuang)，通過遠程控(kong)制的(de)(de)(de)(de)閘門系(xi)(xi)(xi)(xi)統，實(shi)施環(huan)湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)(wu)(wu)干渠(qu)(qu)(qu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)水質水量聯(lian)合調(diao)度，確保干渠(qu)(qu)(qu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統能(neng)夠截(jie)(jie)流(liu)高濃度污(wu)(wu)(wu)水，減少低濃度污(wu)(wu)(wu)水對干渠(qu)(qu)(qu)調(diao)蓄容積的(de)(de)(de)(de)擠(ji)占，提(ti)升(sheng)環(huan)湖(hu)截(jie)(jie)污(wu)(wu)(wu)干渠(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)截(jie)(jie)污(wu)(wu)(wu)效率，最大化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制進入滇池的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)染負荷。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章