CN113607715A - 一种水体污染的管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水体污染的管控方法，包括(1)设备布设：在人力井或者现有潜水泵水井中投入传感器，传感器上设有电磁底座和线缆收紧机构，电磁底座上设有水位开关；在井口的储水机构内设置水质传感器，储水机构增加工业用水专用管路。(2)水质综合污染指数评价监测；(3)中继服务器数据处理；(4)污染警报，限制生活用水。本发明提高了数据传输效率，避免了无用数据占用大量传输流量，也同时降低了中继服务器处理水污染数据的工作量，使得无线传输技术能够更好利用到水污染数据传输，而且利用储水机构内水质传感器二次监测和水质综合污染指数评价监测数据多组平均的方法提高了数据准确性，减少了误报。

Description

一种水体污染的管控方法

技术领域

本发明属于水污染监测领域，具体本发明涉及水体污染的管控方法领域。

背景技术

在广大农村地区，地下水是饮用水的主要水源地，尤其在干旱地区，由于地表水缺乏、人员居住分散，无法大规模对地表水进行处理输送，分散采集地下水资源作为生活用水来源是过去、现在以及未来很长一段时间的饮用水供应方案。

但是干旱地区也同时储藏着大量矿产和石油，比如鄂尔多斯盆地普遍地表水缺乏，石油资源、煤炭资源都很丰富，石油的开采无法避免的对地下水造成污染，尤其在现在压裂技术促进贫油井提高开采量的情况下，大量的高压水回注地下，随着地层岩石压裂，受石油或石油开采添加物污染的水体很容易混到饮用水源附近，这就给人类生活用水安全造成了极大的威胁。虽然已经有规定水源井附近一定范围不能设置油井，但是由于早期水井分布分散，地下暗河、地下裂缝增加了透过性等原因地下水还是有被污染可能。

地下水被污染一方面需要增加监控手段，避免出现人员伤亡等重大事故风险，另外一方面要及时治理，避免污染区域扩大。地下水污染治理技术归纳起来主要有以下几种：污染源控制技术、水动力控制技术、异位处理技术、原位处理技术及监测自然衰减技术。这些技术的适用范围各异，对于不同地质条件需要用不同技术进行修复，以降低场地修复成本、提高修复效率。地下水污染监控技术主要是对水位的监测，偶尔有对水质的检测也都是采用放入水质检测仪等设备，但是现有设备测试线太短无法满足水位起伏，而且对成熟的深水井已经下有水管，起出十分困难，不可能起出重新设置加装传感器。比如CN201620773208.1一种地下水资源水质检测和水位监测***、CN202010581106.0地层水污染率井下实时监测方法与装置和CN201922002472.1一种石化污染场地地下水污染监测和预警装置都是需要重新构建监测井或者监测单元，无法和已有潜水泵井配套使用，也没法与现有人力井配套。

因此，目前对于地下水石油污染的监控手段匮乏，信息共享少，缺少一种合适的监控与应急处理方法，可以对地下水中污染物进行有效管控。

发明内容

本发明针对现有技术中石油开采和矿产开采会对地下水造成污染，监测和管控都比较困难技术问题，提供了一种水体污染的管控方法，利用底层水污染监测与上部监测配合互相印证的方法和局域内组网围测的方法快速定位、精准定位，实现水体污染的快速测量，保证了用水安全，也减少了测量数据处理难度。

具体的，本发明提供了一种水体污染的管控方法包括如下步骤：

(1)设备布设：在人力井或者现有潜水泵水井中投入传感器，传感器上设有电磁底座和线缆收紧机构，电磁底座上设有水位开关；在井口的储水机构内设置水质传感器，储水机构增加工业用水专用管路。

(2)水质综合污染指数评价监测：每隔一段时间通过线缆将水质数据传到地面后进行数据比对，如果污染指数与前一次数据差值是正值将差值发送到中继服务器，如果差值是零或者负值则放弃发送。

(3)中继服务器数据处理：将每个传感器测试点发送回来的污染指数数据与相邻传感器测试点的数据进行比较，获得污染递增路线。

(4)当污染递增路线呈单一趋向，且增幅最大点超过5％时向总机发送最大值数据和位置报告，并启动设置在井口的污染警报，限制用水。

(5)当步骤(3)污染递增路线呈中心点增长时，如果单一传感器测试点污染增幅超过15％，向总机发送测试数据和位置报告，并启动设置在井口的污染警报，限制用水。

本发明中，水质综合污染指数评价监测数据包括：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、挥发酚、汞、铅以及石油类中的一种或者多种。

优先的本发明中，水质综合污染指数评价监测数据为pH值、溶解氧、石油类数据监测。

本发明中，水质综合污染指数评价监测采用pH传感器、溶解氧传感器、水中油监测传感器。

本发明中，污染警报开启后，对应井口的储水机构内水质传感器启动监测，监测采用多通道激光拉曼测试***和程控多通道电化学测试***联用技术。

本发明中，水质综合污染指数评价监测采用多通道激光拉曼测试***和程控多通道电化学测试***联用技术。

本发明中，当污染递增路线呈单一趋向，且增幅最大点超过5％时，所有涉及污染升高点启动储水机构内水质传感器监测，并将发报时间缩短为之前1/2。

本发明中，涉及污染升高点启动储水机构内水质传感器监测同时，开启已经储存水分类处理，启动曝气设备，添加pH调节剂、重金絮凝剂、吸附剂中的一种或者多种进行水处理。

本发明中，当经过水处理试剂、设备处理后储水机构内水质传感器监测正常时打开工业用水输水管路，将水作为工业用水提供。

本发明中，水质综合污染指数评价监测数据在井下探讨实时监测过程中，对五组及五组以上进行平均后向地面反馈。

本发明中，当获得污染递增路线后，对污染源头进行查找控制，控制后加快递增路线最高点水井的抽排力度，将水抽出后采取对应措施消除污染物。

本发明中，对于污染递增路线呈中心点增长时立即检查周围地表或者浅层地埋污染源头，控制源头后将周围传感器监测频率提高一倍以上，同时降低提高污染点水井抽水速度，将周围一圈水井抽水量降低，将污染点井水处理后用于污染点冲洗。反复冲洗能够将污染物抽出地面进行处理，或者添加处理剂冲洗能够将污染物质在土壤中分解，避免污染源扩散。

本发明的有益效果:

本发明提供的一种水体污染的管控方法提高了数据传输效率，避免了无用数据占用大量传输流量，也同时降低了中继服务器处理水污染数据的工作量，使得无线传输能够更好利用到地下水污染信息传输中，提高数据共享效率，而且利用储水机构内水质传感器二次确认监测和水质综合污染指数评价监测数据多组平均的方法提高了数据准确性，减少了误报。将已污染水源和可能污染水源进行处理调配，更加保证了饮用水源的安全性，提高了水的综合利用效率，通过对地面及浅层污染源的冲洗降低了土壤内污染物残留，为以后雨水等土壤渗滤安全进入饮用水体系提供了保障。

附图说明

图1是本发明设备布设示意图。

图2是本发明井下测试设备。

图1-2中，1-传感器、2-电磁底座、3-电池、4-线缆收紧机构、5-水位开关、6-储水机构、7-工业用水专用管路、8-回力簧片、9-充气空腔。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明的方法不限于下述实施例。

实施例一：一种水体污染的管控方法的设备布设

在人力井或者现有潜水泵水井中投入传感器1，传感器1上设有电磁底座2和线缆收紧机构4，电磁底座2上设有水位开关5；在井口的储水机构6内设置水质传感器1，储水机构1增加工业用水专用管路7。

本发明中，所述传感器1是将pH传感器、溶解氧传感器、水中油监测传感器等探头插在一个电磁底座2上。

本发明中，电磁底座2上部设有充气空腔9，当电磁底座2断电后会上浮，保证能够测试井水上层污染数据。解决了石油类污染大多集中在水表层，而井水水位变化导致固定位置安装的测试探头难以准确获知污染状况的情况。

电磁底座2上的水位开关5在接触到水后被接通，电磁底座2打开产生磁性，会吸附到最近的潜水泵位置上或者人力水井的水桶、缆绳等可吸附位置，这样方便稳定采样监测。当水位下降后，水位开关5断开，磁力消失，磁力底座2下降到水位处重新吸附。测试一个测试周期后，整体断电，此时水位上升，电磁底座2就会上浮，等到测试时重新吸附。

本发明的线缆收紧机构4是将线缆缠绕在一个转轴上，转轴一段设有回力簧片8，簧片弹力8小于整个电磁底座和传感器的重力，当电磁底座2吸附好后回力簧片8会将多余的线缆收集缠绕在转轴上，当水位下降后又会随着水位降低拉长线缆，避免多余线缆被吸到潜水泵或者缠绕到其他地方影响水井的抽水工作。

实施列二：

本发明提供了一种水体污染的管控方法包括如下步骤：

(1)设备布设好后水质综合污染指数评价监测：每隔一段时间通过线缆将水质数据传到地面后进行数据比对，如果污染指数与前一次数据差值是正值将差值发送到中继服务器，如果差值是零或者负值则放弃发送。

(3)中继服务器数据处理：将每个传感器1测试点发送回来的污染指数数据与相邻传感器1测试点的数据进行比较，获得污染递增路线。

(4)当污染递增路线呈单一趋向，且增幅最大点超过5％时向总机发送最大值数据和位置报告，并启动设置在井口的污染警报，限制用水。

(5)当步骤(3)污染递增路线呈中心点增长时，如果单一传感器测试点污染增幅超过15％，向总机发送测试数据和位置报告，并启动设置在井口的污染警报，限制用水。

本发明中，水质综合污染指数评价监测数据包括：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、挥发酚、汞、铅以及石油类。

本发明中，水质综合污染指数评价监测采用pH传感器、溶解氧传感器、水中油监测传感器。

本发明中，水质综合污染指数评价监测采用多通道激光拉曼测试***和程控多通道电化学测试***联用技术。

本发明中，污染警报开启后，对应井口的储水机构内水质传感器启动监测。

本发明中，当污染递增路线呈单一趋向，且增幅最大点超过5％时，所有涉及污染升高点启动储水机构6内水质传感器1监测，并将发报时间缩短为之前1/2。

本发明中，涉及污染升高点启动储水机构6内水质传感器1监测同时，开启已经储存水分类处理，启动曝气设备，添加pH调节剂、重金絮凝剂、吸附剂中的一种或者多种进行水处理。

本发明中，当经过水处理试剂、设备处理后储水机构内水质传感器1监测正常时打开工业用水输水管路7，将水作为工业用水提供。

本发明中，水质综合污染指数评价监测数据在井下探讨实时监测过程中，对五组及五组以上进行平均后向地面反馈。

本发明中，当获得污染递增路线后，对污染源头进行查找控制，控制后加快递增路线最高点水井的抽排力度，将水抽出后采取对应措施消除污染物。

本发明中，对于污染递增路线呈中心点增长时立即检查周围地表或者浅层地埋污染源头，控制源头后将周围传感器监测频率提高一倍以上，同时降低提高污染点水井抽水速度，将周围一圈水井抽水量降低，将污染点井水处理后用于污染点冲洗。

实施例三：

适用本发明时，与全部地下水监测数据都通过数据传输到终端处理相比，处理效率提高80％以上，数据传输量降低了75％左右，而且通过阵列式布局，能够监测范围，形成联网式反馈全面协调统一管控的效果。比单个位置监测更加精准。

如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)设备布设：在人力井或者现有潜水泵水井中投入传感器，传感器上设有电磁底座和线缆收紧机构，电磁底座上设有水位开关；在井口的储水机构内设置水质传感器，储水机构增加工业用水专用管路；

(2)水质综合污染指数评价监测：每隔一段时间通过线缆将井下水质数据传到地面后进行数据比对，如果污染指数与前一次数据差值是正值将差值发送到中继服务器，如果差值是零或者负值则放弃发送；

(3)中继服务器数据处理：将每个传感器测试点发送回来的污染指数数据与相邻传感器测试点的数据进行比较，获得污染递增路线；

(4)当污染递增路线呈单一趋向，且增幅最大点超过5％时向总机发送最大值数据和位置报告，并启动设置在井口的污染警报，限制用水；

(5)当步骤(3)污染递增路线呈中心点增长时，如果单一传感器测试点污染增幅超过15％，向总机发送测试数据和位置报告，并启动设置在井口的污染警报，限制用水。

2.如权利要求1所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述水质综合污染指数评价监测数据包括：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、挥发酚、汞、铅以及石油类中的一种或者多种。

3.如权利要求1所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述污染警报开启后，对应井口的储水机构内水质传感器启动监测。

4.如权利要求2所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述水质综合污染指数评价监测采用多通道激光拉曼测试***和程控多通道电化学测试***联用技术。

5.如权利要求1所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述当污染递增路线呈单一趋向，且增幅最大点超过5％时，所有涉及污染升高点启动储水机构内水质传感器监测，并将发报时间缩短为之前1/2。

6.如权利要求5所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述涉及污染升高点启动储水机构内水质传感器监测同时，开启已经储存水处理，启动曝气设备，添加pH调节剂、重金絮凝剂、吸附剂中的一种或者多种进行水处理。

7.如权利要求6所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述当经过水处理试剂、水处理设备处理后储水机构内水质传感器监测正常时打开工业用水输水管路，将水作为工业用水提供。

8.如权利要求1所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述水质综合污染指数评价监测数据在井下探头实时监测过程中，对五组及五组以上进行平均后向地面反馈。

9.如权利要求1所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述当获得污染递增路线后，对污染源头进行查找控制，控制后加快递增路线最高点水井的抽排力度，将水抽出后采取对应措施消除污染物。

10.如权利要求9所述的一种水体污染的管控方法，其特征在于，所述对于污染递增路线呈中心点增长时立即检查周围地表或者浅层地埋污染源头，控制源头后将周围传感器监测频率提高一倍以上，同时降低提高污染点水井抽水速度，将周围一圈水井抽水量降低，将污染点井水处理后用于污染点冲洗。

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