一、地下水監測現狀及意義
目前，我國的地下水監測主要由水利部門和國土資源部門開展。根據《水法》、《水文條例》和國務院“三定”方案，水利和國土部門的地下水監測工作在監測的目的、功能、對象和指標等方面有所不同，各有側重。
加強地下水監測工作，充分利用先進的水位、水質在線監測、通訊傳輸、軟件開發等技術，形成集地下水水質信息采集、傳輸、處理、分析及信息服務為一體的信息系統，實現重點地區地下水水位、水質實時連續長期監測，可有效改善水資源管理和地質環境保護、地質災害防治方面嚴重滯后的局面，大幅提高地下水監測與信息服務能力，為地下水資源評價、地下水水源地保護預警提供有力的數據支持，為經濟社會發展和生態環境保護提供可靠的技術支撐。
二、地下水水質在線監測系統參考標準及規范
設備及服務參考以下標準及規范執行：
《水位觀測標準》（GB/T50138-2010）；
《紫外吸收（UV）水質自動在線監測儀技術要求》（HJ/T191-2005）；
《地下水監測規范》（SL/T183-2005）；
《地下水監測站建設技術規范》（SL360-2006）；
《地下水監測數據通信報文規定》（DXS 01-2016）；
《地下水數據庫表結構及標識符》（DXS 02-2016）。
三、地下水水質在線監測系統監測參數的選擇
根據當前儀器設備的發展趨勢，選擇以下參數，實現對地下水的監測。
|
序號
|
參數
|
原理
|
|
1
|
水溫
|
熱電阻
|
|
2
|
濁度
|
90°散射光
|
|
3
|
苯BTX
|
全光譜
|
|
4
|
氯苯
|
全光譜
|
|
5
|
石油烴
|
全光譜
|
|
6
|
UV254有機類
|
全光譜
|
|
7
|
砷
|
比色法
|
|
8
|
鉛
|
比色法
|
|
9
|
六價鉻
|
二苯碳酰二肼比色法
|
|
10
|
鎘
|
比色法
|
|
11
|
銅
|
BCO 分光光度法
|
|
12
|
汞
|
比色法
|
|
13
|
鋅
|
雙硫腙比色法
|
|
14
|
錳
|
甲醛肟比色法
|
|
15
|
氟
|
氟試劑比色法
|
化工廠地下水污染要求監測的參數：苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷（氣體無法測量）、氯苯、石油烴等有機類，砷、鉛、鉻、鎘、銅、汞、鋅、錳、氟化物等
四、監測系統的構成
4.1系統簡介
面對地下水自動監測系統建設中的問題，我公司從地下水資源環境的實際情況出發，提供了一套可靠、實用、方便的整體系統解決方案。地下水水位、水質在線監測系統方案依托中國通信網絡，集計算機技術、軟件技術、無線通信技術、測控技術于一體，實現地下水水位、水質數據的遠程監測。
4.2系統組成
地下水水位、水質在線監測系統方案由四部分組成：監測數據管理中心、通信網絡、微功耗測控終端、現場儀表。
l 監測數據管理中心：包括服務器（數據接收計算機、數據接收軟件、 數據查詢分析軟件）、打印機，GPRS數據接收模塊。整個監控系統的核心，監測每個監測點的實時數據，并將這些數據生成各種報表和曲線。
l 通信網絡：中國移動GSM/GPRS通信網絡。
l 微功耗測控終端：采集現場水位計、水質傳感器的數據并無線傳輸到監控中心，采用高能量電池供電。
l 水位計：測量監測井水位、溫度、電導率等參數。
水質傳感器：測量監測井水質參數
地下水水位、水質自動監測系統示意圖
自動監測系統架構圖
4.3微擾動采樣單元
G37系列地下水微擾動采樣監測系統
G38系列地下水綜合的采樣系統
用途：G37列地下水微擾動采樣監測系統是一種基于氣動原理的微擾動采樣系統，用于地下水原位采樣。該系統可廣泛應用于水利、 環保、檢測等行業，適用于污染場地、石化場地、 園區等采樣工作，尤其適用于揮發性有機物的采 樣檢測。
G38系列地下水綜合的采樣系統支持微擾動洗井、大流量洗井、微擾動采樣、大流量采樣多種組合模式；支持藍牙及4G/5G終端控制模式，更易于操控；
內置洗井及采樣模式算法，配置多種模式選擇，使用更廣泛。
規范：《HJ1019-2019 地塊土壤和地下水中揮發性有機物采樣技術導則》《HJ164-2020 地下水環境監測技術規范》
《重點行業企業用地調查樣品采集保存和流轉技術規定》
特點：支持微擾動洗井、大流量洗井、微擾動采樣、大流量采樣多種組合模式；
支持藍牙及4G/5G終端控制模式，更易于操控；內置洗井及采樣模式算法，配置多種模式選擇，使用更廣泛。
應用場景：
石化場地：石化類場地，園區及尾礦等區域地下水污染較為復雜， G37能夠采集代表性的原始水樣，適用于場地調查、 場地修復治理以及第三方實驗室樣品提取工作。
地勘行業：當前，地勘系統地下水調查工作正在有序推進。 G37能夠有效執行相關地下水采樣工作， 采樣有效性能夠客觀的反應地下水當前情況。
水務行業：G37已經逐步埋入水務領域，并成功幫助用戶完成了多次戶外采樣任務。 水務系統地下水井分布廣泛， G37的采樣有效性是不可忽視的優勢。
監測方式：抽水式地下水監測已經逐步進入市場的需求層， 地下水**的概念正在以的速度增強，G38可親切的幫助客戶一站式解決采水難題。
安裝方式：高集成小型化的特點， 即便安裝空間再壓縮一下， 依然能夠傲視群雄，使得其同樣可以應用于微型站監測。多樣的安裝方式和友好的通訊模式， 讓它能夠暢行各種應用， 無論是立體安裝， 還是集成化嵌入，都可迎刃而解。
4.4監測傳感器設備選型
4.4.1全光譜水質分析儀（con::cube+spectro::lyser）
con::cube全參數控制器：全新一代的s::can控制終端高性能、節能的工控機配有*新的英特爾Atom技術和4 GB內存寬屏彩色顯示器（7“)并帶有觸摸屏功能，就像使用手機一樣，高度直觀、可觸；功能圖案可在不同位置進行拖曳標準情況下，可連接和顯示4個s::can傳感器；可以選擇連接無數個傳感器支持兩個額外清洗設備低于3W的低耗電量（測量間隔為15分鐘），太陽能板應用雙頻WCDMA和四頻EV-DO網絡連接技術提供的全球網絡連接所配置的WIFI插件，用于遠程遙控和數據傳輸100 Mb/s高速以太網接口，將數據集成到大型網絡通過 U盤方便地進行數據傳輸通過繼電器輸出、4-20mA、SDI-12、Modbus RTU/TCU以及Profibus DP與SCADA的接頭通過4-20 mA輸入, SDI-12和Modbus RTU/TCP集成第三方傳感器利用8個擴展插槽可以方便擴展其他的模擬和數字輸入輸出預先安裝了過程控制軟件moni::tool，可選其他的軟件工具（如：數據有效性甄別和事件甄別）顯示濃度值、歷史數值、光譜值以及所有的事件全套s::can監測站和監測網絡的設置、校準、管理都很便捷。
技術參數：
集成：1 x s::can 光譜探頭和3 x s::can 傳感器或 ISE(離子選擇性)探頭
顯示屏：VGA彩色顯示屏 7"TFT(可選）
功能顯示：4 x LED
操作方式：觸摸屏（可選）
以太網-瀏覽器或 VNC
WIFI-瀏覽器或VNC
USB (鍵盤，鼠標)
3G modem (可選)
操作系統：嵌入版 XP
主存儲器：1 GB RAM
內置存儲器：4 GB
與 s::can 光譜探頭的接口連接：1 x MIL,IP 68,RS485,12 VDC
與 s::can 傳感器的接口連接：3 x 系統插頭,IP 68,RS485,12 VDC
與第三方傳感器的接口：RS485 Modbus, SDI-12, *多可有16個 4-20mA輸入
網絡連接：802.11n a/b/g WIFI 300Mb/s
Ethernet LAN
與 SCADA (數據采集與監控系統)的接口：Modbus RTU 或TCP, Profibus DP (可選)，SDI-12
數據傳輸：通過 PC 或 USB 閃盤
遠程控制和數據傳輸：通過以太網/XML協議
GSM 調制解調器：全球多模式連接
850/190 Mhz GSM/GPRS/EDGE
850/900/1800/1900 MHz HSDPA/HSUPA/UMTS
850/900/1900/2100 MHz
電源：D-315-230: 100 ... 240 VAC
D-315-024: 10 ... 30 VDC
接地：<0.5 歐姆,至過程介質
功耗(典型)： 10 W (沒有顯示, 沒有模擬端口)
30 W (全配置)
功耗(*大) ：20 W (沒有顯示，沒有模擬端口)
60 W （全配置）
模擬輸出：*多8 x 2 x 4-20mA
模擬輸入：*多8 x 2 x 4-20mA
用于自動清洗的輸出：2個
數字輸入：*多7 x 2 x 24 VDC
繼電器輸出：4 x 2A (250 VAC)
系統誤差繼電器：1 x 2A (250 VAC)
尺寸(寬 x 高 x 深) ：280 x 209 x 85 mm
外殼材料：鋁合金，粉末涂層
重量(*小值)： 2 kg (無顯示)
3 kg (包含顯示)
工作溫度：-20 ... 50 °C
儲存溫度：-20 ... 60 °C
儲存濕度：5 ... 90 %
防護等級：IP65
符合電磁兼容性標準：EN 61326:2006
符合**性標準：EN 61010-1:2011
UL 61010-1:2004 R10.08
CAN/CSA-C22.2 NO. 61010-1-04+GI1(R2009)
4.4.2全光譜傳感器
根據應用情況,可監測CODmn、TOC、DOC、NO2-N、NO3-N、BTX、BOD、UV254、氯苯、石油烴等有機物。
即插即測
測量原理：紫外可見光全光譜（220-720nm或220-390nm)
多參數探頭
適用于地表水、地下水、飲用水和污水
長期穩定且免維護的運行
出廠前預校準
內置壓縮空氣的自動清洗管路
直接在水中安裝測量（浸沒式）或通過流通管道安裝（監測站）
通過s::can控制終端和s::can軟件進行操作
可以在100mm、35mm、15mm、5mm、2mm、1mm或0.5mm之間選擇**耐用的光程口徑插件
易于安裝，無堵塞
技術參數：
測量原理：紫外-可見光譜測量范圍 220 - 720nm
紫外光譜測量范圍 220 - 390 nm
詳細的測量原理：閃爍氙燈，256個光二極管
自動補償儀：雙光束測量，全光譜
交叉靈敏度自動補償：濁度/固體顆粒/有機物質
出廠前進行預校準：所有參數
內置存儲器：656 KB
集成溫度傳感器：-10 ... 50 °C
溫度傳感器分辨率：0.1 °C
集成壓力傳感器(可選)：0 ... 1,2/2/11 bar
壓力傳感器分辨率測量范圍的：1：1000
集成方式：con::nect & con::cube
電源：11 ... 15 VDC
功耗(典型)： 4.2 W
功耗(*大)： 20 W
與 s::can 控制終端的接口連接：MIL 連接器,IP 68,RS485,12 VDC
與第三方控制終端的接口：電腦/壓縮空氣鏈接終端包含網關 modbus RTU
電纜長度：7.5 m固定電纜 (-075) 或1 m 固定電纜 (-010)
電纜類型：TNPU夾套
外殼材料：不銹鋼 1.4404
重量(*小值)： 3.4 kg（包含電纜）
尺寸(直徑 x 長) ：44 x 612 mm / 698 mm
工作溫度：0 ... 45 °C
儲存溫度：-10 ... 50 °C
工作壓力：0 ... 3 bar
高壓技術規格：10 bar
防爆技術規格(可選)：符合 EN60079-0、-1的產品認證及ATEX的防爆認證
安裝/固定：浸沒或在旁通(流通管道)中
流速：3m/s(*大值)
機械穩定性：30 Nm
防護等級：IP68
自動清洗：介質-壓縮空氣
允許壓力-3 ... 6 bar
空氣體積-7 ... 20 升(每次清洗)
清洗時間-1 ... 5 秒(每次清洗)
清洗時間間隔-每到第 1 至第 10 個
測量間隔-取決于應用
延時-10 ... 30 s
符合電磁兼容性標準：EN 61326:97/A1:98/A2:01
符合**性標準：EN 61010-1:2002