مع تقدم التحضر ، وتلوث المياه أصبحت أكثر وأكثر خطورة ، وحماية البيئة المائية أصبحت واحدة من المهام الهامة في التنمية الاجتماعية . رصد نوعية المياه والإنذار المبكر من مصادر التلوث أصبحت مفتاح ربط إدارة نوعية المياه الحديثة . الأساليب التقليدية في رصد نوعية المياه هي في معظمها من صنع الإنسان أخذ العينات والتحليل ، ليس فقط لفترة طويلة ، وانخفاض الكفاءة ، ولكن أيضا عدم كفاية الاستجابة لحالات الطوارئ والتلوث . لحل هذه المشكلة ،نوعية المياه التنبيه التلقائي تعقبمن خلال رصد التغيرات في نوعية المياه في الوقت الحقيقي ، جنبا إلى جنب مع تتبع التكنولوجيا المتقدمة ، فإنه يوفر الأساس العلمي والاستجابة في الوقت المناسب لمنع تلوث المياه .

مبادئ التصميم

جوهر تصميم نوعية المياه التنبيه التلقائي تتبع الصك هو أنه يدمج وظائف الرصد الآلي ، وتحليل البيانات ، مصدر التلوث تتبع . ويشمل مبدأ عملها الخطوات الرئيسية التالية :

الرصد الآلي والحصول على البيانات

أولا ، تعتمد على شبكة أجهزة الاستشعار ، في الوقت الحقيقي رصد نوعية المياه من المعلمات ، مثل قيمة الرقم الهيدروجيني ، الأوكسجين المذاب ، درجة الحرارة ، التعكر ، مجموع الفوسفور ، النيتروجين الكلي ، والمعادن الثقيلة ، بقايا المبيدات ، وهلم جرا . وبالإضافة إلى ذلك ، بعض المؤشرات الحيوية المحددة في الماء يمكن الكشف عنها بواسطة جهاز الاستشعار البيولوجي . الحصول على البيانات في الوقت الحقيقي من هذه المعلمات يتم إرسالها إلى مركز البيانات من خلال نظام الإرسال اللاسلكي ، والتي هي مريحة لمزيد من التحليل والمعالجة .

معالجة البيانات و الكشف عن الشواذ

رصد البيانات في الوقت الحقيقي من خلال خوارزمية مسبقا نموذج لتحليل نوعية المياه تغيير الاتجاه . إذا كانت المعلمة يتجاوز نطاق الأمان المحدد ، الجهاز يرسل إشارة تحذير على الفور . من خلال الجمع بين تحليل العديد من المعلمات ، يمكن للنظام التعرف على نوعية المياه ودرجة التغيير أكثر دقة . هذه العملية تنطوي على استخراج البيانات ، والتعرف على الأنماط ، التحليل الإحصائي متعدد المتغيرات وغيرها من التقنيات للمساعدة في تحديد المخاطر المحتملة من نوعية المياه التغييرات .

3 - تتبع مصادر التلوث

تتبع مصدر التلوث هي واحدة من المهام الهامة . عندما يتم الكشف عن نوعية المياه غير طبيعي ، فإن النظام سوف تستخدم تكنولوجيا التعرف على بصمات الأصابع ، جنبا إلى جنب مع نموذج نشر الملوثات ، ونظم المعلومات الجغرافية وغيرها من الأدوات ، وتحليل مصادر الملوثات . على سبيل المثال ، عندما يتجاوز مستوى النيتروجين والفوسفور في المياه ، يمكن للنظام تحليل مصادر التلوث المحتملة من خلال مقارنة مع البيانات التاريخية لتحديد ما إذا كان التلوث يأتي من مصادر غير نقطة الزراعية والصناعية تصريف مياه الصرف الصحي المنزلي .

ثانياً - مجالات التطبيق

نوعية المياه التنبيه التلقائي تتبع أداة تستخدم على نطاق واسع في إدارة البيئة المائية في المناطق الحضرية .

حماية مصادر المياه في المناطق الحضرية

مصدر المياه هو مفتاح إمدادات المياه في المناطق الحضرية ، وحماية نوعية المياه هو تدبير هام لضمان سلامة مياه الشرب في المناطق الحضرية . من خلال وضع في مصدر المياه ، ونوعية المياه في الوقت الحقيقي رصد التغيرات في الجسم الماء ، مصادر التلوث يمكن العثور عليها في الوقت المناسب إنذار . على سبيل المثال ، عندما يتم الكشف عن تركيز غير طبيعي من بعض المواد الكيميائية السامة في مصدر المياه ، يمكن للنظام بسرعة قفل مصدر التلوث ، وإخطار الإدارات ذات الصلة في الوقت المناسب للتعامل معها ، على نحو فعال تجنب التلوث على نطاق واسع الحدث .

2 - رصد محطات معالجة مياه الصرف الصحي والصرف الصحي

محطات معالجة مياه الصرف الصحي والصناعية منافذ الصرف الصحي هي واحدة من المصادر الرئيسية لتلوث المياه في المناطق الحضرية . من خلال تركيب مياه الصرف الصحي منفذ يمكن رصدها باستمرار ، ونوعية مياه الصرف الصحي يمكن أن يتقن في الوقت الحقيقي . إذا كان الإفراط في تصريف مياه الصرف الصحي أو غير المعالجة ، ونظام إنذار تلقائيا وتحديد مصادر التلوث . من خلال تحليل البيانات ، مساهمة مختلف مصادر التلوث في نوعية المياه يمكن العثور عليها .

3 - إدارة نوعية المياه في حوض نهر وتتبع مصادر التلوث

في إدارة نوعية المياه في حوض النهر ، من خلال رصد البيانات في الوقت الحقيقي من عدة نقاط الرصد في حوض النهر ، يمكن تحديد موقع مصدر التلوث ودرجة التلوث بدقة . ولا سيما الزراعة غير نقطة مصدر التلوث ، والجريان السطحي ، وغيرها من العوامل ، في كثير من الأحيان من الصعب تتبع مصدر معين . من خلال تحليل البيانات متعددة النقاط وتطبيق خوارزمية تتبع مصدر التلوث ، يمكن تحديد توزيع مصادر التلوث بسرعة ، وتوفير مصدر التلوث الدقيق الخريطة ، وتوفير الدعم من أجل الإدارة المتكاملة لحوض نهر وصنع القرار .

على أساس تكنولوجيا الاستشعار المتقدمة ، خوارزميات معالجة البيانات ، مصدر التلوث تتبع النموذج ، وتصميم وتطبيق نوعية المياه التلقائي تعقب الإنذار المبكر يوفر كفاءة عالية وذكية حل لرصد نوعية المياه ومنع التلوث . من خلال رصد في الوقت الحقيقي ، وتحليل البيانات ، والكشف عن مصادر التلوث الشاذة تتبع ، ليس فقط يمكن أن تجد نوعية المياه في الوقت المناسب ، ولكن أيضا يمكن أن توفر بيانات دعم مصدر التلوث تتبع وإدارة البيئة المائية ، مما يحسن إلى حد كبير كفاءة ودقة المياه المعالجة البيئية .