도시화 발전이 끊임없이 추진됨에 따라 수질 오염 문제가 날로 심각해지고 물 환경의 보호는 사회 발전의 중요한 임무 중의 하나가 되었다.수질 모니터링과 오염원의 조기 경보는 이미 현대 수질 관리의 관건적인 부분이 되었다.전통적인 수질검측수단은 대부분 인공표본추출분석으로서 주기가 길고 효률이 낮을뿐만아니라 돌발적인 오염사건에 대한 호응도 부족하다.이 문제를 해결하기 위해수질 자동 경보 소원기운에 따라 생겨났는데 이는 실시간으로 수질변화를 감시하고 선진적인 소원기술과 결부하여 수질오염예방퇴치에 과학적의거와 적시적인 반응을 제공해주었다.
1. 설계원리
수질 자동 경보 추적 기기의 설계 핵심은 수질 자동 모니터링, 데이터 분석과 오염원 추적 기능을 통합한 데 있다.이 작업에는 다음과 같은 주요 단계가 포함됩니다.
1. 자동 모니터링 및 데이터 수집
우선 센서 네트워크에 의존하여 pH값, 용존산소, 온도, 탁도, 총인, 총질소, 중금속 함량, 농약 잔류 등 수체 중의 여러 수질 매개변수를 실시간으로 모니터링한다.또한 생물 센서를 통해 물속의 특정 생물 표지물을 감지할 수 있다.이러한 매개 변수의 실시간 데이터 수집은 무선 전송 시스템을 통해 데이터 센터로 전송되어 더 많은 분석과 처리가 용이합니다.
2. 데이터 처리 및 이상 검출
모니터링 데이터는 미리 설정된 알고리즘 모델을 통해 실시간 처리하고 수질의 변화 추세를 분석한다.매개변수가 설정된 안전 범위를 벗어나면 기기가 즉시 경고 신호를 보냅니다.여러 파라미터에 대한 공동 분석을 통해 시스템은 수질 변화의 성질과 정도를 더욱 정확하게 식별할 수 있다.이 과정은 수질 변화의 잠재적 위험을 식별하는 데 도움을 주는 데이터 마이닝, 패턴 인식 및 다변량 통계 분석 등의 기술과 관련된다.
3. 오염원 추적
오염원의 근원을 추적하는 것은 그 중요한 기능 중의 하나이다.수질 이상이 감지되면 수질 지문인식 기술을 활용해 오염물질 확산 모델, 지리정보시스템(GIS) 등의 도구를 결합해 오염물질의 출처를 분석하는 시스템이다.예를 들어, 수체에 기준치를 초과한 질소와 인 함량이 나타났을 때, 시스템은 역사적 데이터와 대조하여 가능한 오염원을 분석하여 오염이 농업 면원, 공업 배출 또는 생활 오수에서 비롯되었는지 판단할 수 있다.
2. 응용분야
수질자동조기경보소원기가 도시수질환경관리에서의 응용은 광범한 전망을 갖고있는데 다음은 몇가지 전형적인 응용장면이다.
1. 도시 수원지 보호
수원지는 도시 급수의 관건이며, 수원지의 수질을 보호하는 것은 도시의 식수 안전을 확보하는 중요한 조치이다.수원지에 설치함으로써 수체의 수질 변화를 실시간으로 감시하고 오염원을 발견하여 즉시 경보할 수 있다.예를 들어, 수원지에서 일부 유독성 화학물질의 농도 이상이 검출되었을 때, 시스템은 신속하게 오염원을 잠그고, 즉시 관련 부서에 통지하여 처리할 수 있으며, 대규모 오염 사건이 발생하지 않도록 효과적으로 방지할 수 있다.
2. 하수처리장과 오염물 배출구 모니터링
하수 처리 공장과 공업 오염 배출구는 도시 수질 오염의 주요 원천 중의 하나이다.설치를 통해 오수 배출구를 중단 없이 모니터링해 실시간으로 오염물 배출 수질을 파악할 수 있다.기준치를 초과하거나 처리되지 않은 폐수 배출이 발생하면 시스템은 자동으로 경보를 울리고 오염원을 파악한다.데이터 분석을 통해 서로 다른 오염물 배출원이 수질에 기여하는 것을 발견할 수 있어 목적성 있는 정비 조치를 제정할 수 있다.
3. 유역 수질 관리와 오염원 추적
유역 수질 관리에서 유역 내 여러 모니터링 지점의 데이터를 실시간으로 모니터링함으로써 오염원의 위치와 오염 정도를 정확하게 식별할 수 있다.특히 농업면원오염, 빗물의 경류 등 요소는 흔히 구체적인 원천으로 거슬러올라가기 어렵다.다점 데이터에 대한 분석과 오염원 추적 알고리즘의 운용을 통해 오염원의 분포를 신속하게 확정하고 정확한 오염원 지도를 제공하여 유역의 종합적인 관리와 결정에 지원을 제공할 수 있다.
수질 자동 경보 추적 기기의 설계와 응용은 선진적인 센서 기술, 데이터 처리 알고리즘과 오염원 추적 모델에 의탁하여 수질 모니터링과 오염 예방 치료에 효율적이고 지능적인 해결 방안을 제공하였다.실시간 모니터링, 데이터 분석, 이상 검측과 오염원 추적을 통해 수질 문제를 제때에 발견할 수 있을 뿐만 아니라 오염원 추적과 물 환경 관리에 데이터 지원을 제공하여 물 환경 관리의 효율과 정확성을 크게 향상시켰다.