.
图3.14 桃山水库无线远程水质监测系统的总体设计原理图
水质远程监测系统整体分为三个部分：远程水源地监测站点、无线传输链路、中心控制室。远程监测点又可以由三个部分构成：监测子站、GPRS数据传输设备、电源系统。监测子站建在排污口，采用多种水质传感器实时的监测水质变化，对某一断面的水体自动进行24小时不间断的采样、化验，并将所得的检测结果储存在现场的数据采集器中。无线传输链路采用GPRS数据传输，由远端点GPRS数据传输设备发送到GPRS网络，再经过服务转换，进入到Internet网络，最终传输到监控中心，并由服务器转发数据库到客户端软件。客户端软件依托于数据库，从而实现监控中心和远端点GPRS数据传输器之间的无线数据通信。整个系统的原理框图如图3.14所示。系统采用无线的方式进行通信，因此减少了整个系统的布线成本，安装方便，减小了系统的运行成本。
3.9.2流域监测系统的功能
桃山水库在线监测系统主要实现对地表水源四种水质参数的测量，即总氮、总磷、氨氮、和COD参数的测量，水质远程在线监测系统及上位机采用高稳定可靠的软硬件系统，具有操作简单，工作稳定，低功耗等特点。采用太阳能电池进行供电，由于后备电源（12V DC）的存在，可在失去外部供电的情况下保持通讯，以了解监测水源点所处的状态，具体的功能如下：
（1）现场分析日程的管理：运行预先设置好的分析日程，使得整个监测子
精品
.
站能够在规定的时间启动相应的设备（如采水泵等）和仪器（如DOC分析仪、氨氮分析仪等），以进行所需要的水质分析。
精品
.
（2）现场数据/状态的显示：各个分析仪的数据和状态在液晶屏上进行显示，用户可直接在屏上操作，切换显示画面，以显示全部最新数据、历史数据和状态，以及数据对应的系统时间等等。
（3）维护工程师的现场设置：工程师可在屏上进行操作，调整分析日程（如更改分析日程启动的时间、每次启动分析时所要进行的分析项目等），下载历史数据，更新配置文件等等。
（4）被采集的全部数据的存储：系统的内存为标准CF卡（与很多种数码相机采用的CF卡相同），内存容量由系统连接的分析仪的数量和采用的CF卡的容量决定，在选择了足够容量的（当前常见的卡容量达到4G）和适当的CF卡后，系统可实现100天的数据保存量。
（5）与中心站的数据通信以及控制链接：在每次分析结束后，通过GPRS，主动地将数据上传至中心站计算机。系统管理员在中心站，也可通过这个GPRS链接，从中心站计算机连接到任意一个监测子站，对其进行操作（如子站的历史数据下载、查看子站的工作状态、升级系统软件、变更分析日程，等等） （6）报警：在监测子站出现的任何异常状态时，主动地通过数据链接向中心站报警。包括：分析仪工作异常、水质参数突变、太阳能电池极板损坏等等。 （7）为用户可能的系统调整、升级和扩展做好准备：如果监测子站位置没有GPRS服务，可方便地为用户提供其它形式的数据链接（如CDMA 1X、有线modem、短信、微波、卫星，等等）；在3G通信提供商业化服务后，还可简单地转到3G链接，这样在数据传输以外，还可实现与监测子站的视频连接，对子站完成全方位的监控。
3.9.3传感器的选择
根据现场桃山水库水质调研和化验结果，桃山水库水质主要污染特征呈有机型污染，主要污染指标为化学需氧量和氨氮。因此流域在线监测主要测定CODcr、氨氮、总氮、总磷这四个技术指标。
以氨氮为例，传感器检测氨和氨氮的含量时，通过调整pH 值，将两种物质转化为同一种物质。NH
精品
.
3
为易溶于水无色的刺激性气体。传感器离子选择电极隔膜将检测试样与电
极内部溶液隔开，气体可以穿透隔膜，而水不可以。穿透隔膜的NH3溶解在电极内部溶液中，直到隔膜两侧的压力达到平衡。扩散的NH3溶解度与电极内部溶液氢离子的浓度有关。检测方法与pH 值相似。氨氮传感器探头利用pH 值等于4 来复位电极的响应。在检测间隙，传感器的电极保存在与试样检测范围相当的溶液中。
综合考虑，选择美国HACH公司的水质传感器，该公司的水质传感器体积小、可靠性高，比较适合于野外安装使用，具有较高的性价比。
3.9.4水质无线监测的优点
水质远程无线监测系统综合运用了计算机技术、网络技术、 电子等技术，使得监测人员足不出户就可以及时、准确地掌握重点流域某断面某时某刻的水质情况。所获得的数据能够真实地反映出水体质量和污染变化趋势，为桃山水库环境管理提供了可靠的依据；对周边工厂、养殖场和居民生活污水进行实时监控，起到有效的监督管理作用，对水质超标单位有据可依。
利用测得的数据反馈控制乡村污水生态处理与再利用示范项目、生活垃圾污染治理与综合利用示范项目、畜禽类污染治理与循环利用项目和滨水缓冲带污染防治生态项目，同时，由于实现了监测数据的远距离传输，为各级环境管理部门及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、 预警预报重大或流域性水质污染事故、监督总量控制制度落实情况、 排放达标情况等提供了保证。
3.10生态补偿制度
生态补偿机制指通过一定的政策手段实行生态保护外部性的内部化，让生态保护的“付出者”受到相应的费用的补偿。建立生态补偿机制是解决生态产品有效供给，体现社会公平，落实科学发展观的重要途径。为给七台河市提供水源，桃山水库上游地区在经济发展中受到了产业发展方向的约束。为保护上游水质，水污染物排放量大的工业项目不能上马，为涵养水源、保护植被，矿产资源开发受到限制。对上游地区为减少生态破坏失去的机会成本，应该给予生态补偿。
生态补偿作为一种水源地保护的经济手段，其目的是调动水源地生态建设与保护者的积极性。水源地生态补偿资金的筹集有两个渠道，一是政府财政转移支
精品
.
付，二是进行市场化筹集。其市场化筹集是根据“谁受益谁补偿”的原则，以水资源为载体，受益者依其消费的生态资源的数量进行付费。同时根据“谁保护谁受益”的原则，以整个水源地保护区为对象，界定生态补偿对象，同时按照其经济行为确定补偿要素，根据其在水源地生态保护中贡献的大小，在能够调动其积极性的前提下确定补偿标准。在水源地生态补偿的形式上可采用生态受益者对水源地直接补偿和间接补偿两种形式。
精品
七台河桃山水库水源地生态治理工程可研
