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项目介绍：
宁夏国家水资源监控能力建设项目是按照水利部统一部署，依托“智慧宁夏”、水利云等公共资源，积极落实“互联网+水资源”行动的国家级水资源监控项目。该项目新建饮用水水源地在线监测、进一步提高取用水在线监测比率、增加水功能区监测覆盖率、深化完善信息平台建设，建成宁夏回族自治区统一的水资源管理系统，形成与实行最严格水资源管理制度基本适应的监测、计量、信息管理能力，基本满足水资源日常管理、最严格水资源管理制度考核和社会公众服务的信息化支撑需要。

项目水质监测站：鸭子荡水库、水洞沟水库、西夏水库、刘家沟水库、贺家湾水库、中庄水库、南坪水库

监测水质参数：高锰酸盐、氨氮、总磷、总氮、浊度、溶解氧、酸碱度、电导率、温度
生产厂家：杭州希玛诺光电技术股份有限公司
详情咨询热线：0571-87993658

 

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塞上水利：数千年的逐梦 

 

宁夏，全境海拔1000米以上，春多风沙、夏少酷暑、秋凉较早、冬寒较长，日照充足、蒸发强烈，年平均降水量约为300毫米左右。

 

宁夏水利源远流长，早在秦朝，就以蒙恬将军帅军30万，屯田实边，借用黄河分段下跌之势，自峡口流水自然落差处，选择合适地段开口，内侧口岸以石堤前出于河中，延伸并与河岸平行，以分水、壅高水位，引黄自流灌溉。位于青铜峡河东的秦渠就是这一杰作的产物，它开启了宁夏平原无坝引水的历史，成了塞上经济开发的肇始。

 

▲蒙恬将军

新中国成立后，宁夏的水利尽展恢弘画卷。一代一代水利人通过潜坝截引，穿山越沟，固海扬水工程、四大扬黄工程、中南部饮水工程等水利工程拔地而起，宁夏人民从此不再焦虑缺水问题。

                                                                                         

▲固海扬水-泉眼山泵站

 

但是解决饮水问题单单是引水、储水是不够的，水质安全也同样重要，利用现代科学技术持续监测水质情况，保障饮用水安全，才能彻彻底底解决当地人的甘泉梦。
 

希玛诺因此参与了国家水资源监控能力项目宁夏二期项目鸭子荡水库、水洞沟水库、西夏水库、刘家沟水库、贺家湾水库、中庄水库、南坪水库七大水源地的水资源监控项目的建设，守护这片土地上的生命之泉。

 

 

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宁夏建站：多方面的挑战 

 

一、宁夏地区的复杂水质

宁夏属于黄土高原与内蒙古高原的过渡地带，南部以黄土地貌为主，中部和北以干旱剥蚀、风蚀地貌为主，水体水质变化复杂，浊度较高，干扰监测仪表的正常运行，影响水质检测精度。

 

▲西夏水库浑浊水质

二、高寒地区的考验

宁夏地区冬季气温寒冷，极端温度可达零下30℃，冰层可达100cm。当地的低温环境对监测点取样、设备的防护、能源的自动管理来说都是一个极大的考验。如何克服严寒，避免冰雪影响，实时在线监测水质也是该项目的挑战之一。

▲宁夏的冬季

 

 

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解决困难：希玛诺的创新

 

一、多源光谱融合分析技术

自动监测站均采用了多源光谱融合水质分析技术，该技术利用光谱学、化学计量学、光电科学、自动化控制、通讯等领域的最新研究成果，建立水质污染综合指标与水样光谱之间的相关性数学模型，通过复杂的计算实现多项水质综合指标的高精度快速测量，并且整个测量过程不需任何化学试剂，无二次污染。

▲多源光谱融合分析技术原理

 

二、水体浊度动态补偿

针对宁夏部分地区水质情况复杂的问题，希玛诺为其量身打造了动态水质监测补偿算法。利用多维光谱校正和深度学习技术，使设备在复杂水质情况下依然保持良好的测量精度。

三、浮台模式，原位监测

希玛诺分析了每个水源地水体环境、地理气候、库底的地形地貌、水位变化、注水口位置和库区风向情况等特点，采用浮台模式，将水质自动监测站安装于各个水库取水塔与注水口的水流交汇处，改变了水质监测行业传统的岸边建站或集装箱建站的模式，实现原位监测。

▲原位监测的浮台模式

 

四、军工级耐寒保障，深潜式设备安装

为了应对宁夏高寒地区，对设备的元件进行了全面升级，采用了纳米工艺，军工级别的抗寒材料，并且通过实验室模拟高寒、高压环境进行反复试验，确保元件拥有最高级别的抗寒能力。

此外，希玛诺通过建立水体冰冻模型，预估冰层厚度，将监测设备整体沉入水面1米以下，始终监测流动的水体，避免水库冰层对水质监测造成影响。

 

五、全方位防护系统，无惧冰冻与撞击

为了防止浮台被挤压或冲撞，希玛诺在浮台周围安装了高韧性护舷，可以有效吸收冲击所带来的能量，提供了缓冲空间。并在浮台四周增加防冰冻设施，避免雨雪板结对浮台承载平台造成不可逆损害，给予水质自动监测站全方位保护。

▲中庄水库实拍图

 

六、建立EMS系统，保障电能供应

宁夏地区冬季气候寒冷，传统水质监测站需要安装空调或其它电热系统，消耗大量电能维持监测系统正常运行所需温度，避免寒冷环境造成光路畸变、电极故障等问题。对于电力匮乏或采用太阳能、风能供电的地区来说，高耗能的供暖设施给水质监测站的供电带来极大压力，监测设备可能无法稳定运行。

针对供电不足的情况，希玛诺定制了高效的EMS系统（Energy Management System，能源管理系统），实时获取日照、气温等气候参数和水质监测设备自身运行发热量，对水质监测系统内部各设备的运行时间和运行参数进行实时优化调整和自动整定，充分利用设备运行热能，提高外部供电效率，保证在严寒中设备正常运行。

 

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项目总结

 

宁夏七大水源地的水资源监控项目于2017年5月完工，截至2020年3月，已稳定运行1000多天。实践证明，希玛诺水质自动监测系统能够良好适应高寒气候，在零下30℃的情况下，依然能够可靠运行并稳定上报数据。该系统具有测量参数种类多、测量精度高、测量时间短、无二次污染、运行成本低等特点，突破了复杂水质准确监测难的技术瓶颈，实现了水质自动监测站在高寒地区依然保持较低功率稳定运行的目标。

该项目的成功投入使用，为中国北方地区的水质监测提供了一套有效的解决方案，给我国的水资源管理带来显著的社会、经济、环境效益。