內(nèi)河水面溢油在線監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、船舶溢油污染是內(nèi)河的主要污染之一。隨著內(nèi)河航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展，內(nèi)河船舶的數(shù)量不斷增加，溢油污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)越來越大。一旦發(fā)生大型溢油事故，內(nèi)河沿線的居民生活、生態(tài)、水上生物、旅游景區(qū)等將受到嚴(yán)重危害，而且這種危害在短時(shí)間內(nèi)很難消除。溢油事故的發(fā)生是很難預(yù)測(cè)的，當(dāng)溢油事故發(fā)生時(shí)，如果能及時(shí)監(jiān)測(cè)到溢油發(fā)生的地點(diǎn)以及當(dāng)?shù)氐乃暮蜌庀笮畔?，并迅速采取有效的防擴(kuò)散措施，將可以減少溢油污染的不良影響。因此，內(nèi)河溢油的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)于減少內(nèi)河油污染的危害具有

2、很重要的意義。
　　 本論文根據(jù)內(nèi)河河道和內(nèi)河溢油的特點(diǎn)，對(duì)內(nèi)河溢油監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了研究，并將溢油監(jiān)測(cè)技術(shù)、氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)、水文監(jiān)測(cè)技術(shù)、無線通信技術(shù)以及溢油應(yīng)急技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了一套全天候?qū)崟r(shí)在線的內(nèi)河溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。論文主要研究工作如下：
　　 (1)進(jìn)行了可見光傳感器和紅外傳感器的溢油監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究。通過可見光和紅外傳感器采集了水面油膜圖像，并應(yīng)用圖像處理軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)水面有水草、泡沫等物質(zhì)干

3、擾時(shí)，可見光傳感器和紅外傳感器均無法清楚區(qū)地分水和油。此外，當(dāng)傳感器晃動(dòng)時(shí)，也很難區(qū)分水和油。
　　 (2)進(jìn)行了能量吸收傳感器ID-227的溢油監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究。建立了ID-227傳感器溢油數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了ID-227傳感器在空氣、凈水靜止、凈水波動(dòng)、水面漂浮0＃柴油、重柴油、原油、航空煤油、滑油、食用油、水草、樹葉、泡沫以及不同環(huán)境溫度下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，并運(yùn)用快速傅里葉濾波、中位值平均濾波、小波變換等多種濾

4、波方法對(duì)實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，最后根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果對(duì)傳感器在空氣、凈水靜止、凈水波動(dòng)、水面油膜和油膜波動(dòng)等5種狀態(tài)進(jìn)行了特征提取和分類，實(shí)現(xiàn)了水面油膜的識(shí)別。
　　 (3)進(jìn)行了激光反射傳感器OFD-1的溢油監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究。建立了OFD-1傳感器溢油數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并通過該平臺(tái)進(jìn)行了OFD-1傳感器在凈水靜止、凈水波動(dòng)、水面漂浮0＃柴油、原油、航空煤油、滑油、食用油、水草、樹葉、泡沫、油面波動(dòng)等多種環(huán)境下的輸出信號(hào)數(shù)據(jù)采集，

5、同時(shí)對(duì)不同環(huán)境溫度、以及降雨條件下傳感器的輸出也進(jìn)行了采集，然后運(yùn)用快速傅里葉濾波、中位值平均濾波、小波變換等濾波方法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果對(duì)傳感器在凈水靜止、凈水波動(dòng)、水面油膜和油膜波動(dòng)等狀態(tài)進(jìn)行了特征提取和分類。實(shí)現(xiàn)了水面油膜的識(shí)別。
　　 (4)根據(jù)內(nèi)河溢油特點(diǎn)，通過對(duì)可見光、紅外、ID-223、ID-227、油份濃度儀等不同水面油膜監(jiān)測(cè)傳感器的實(shí)驗(yàn)研究和分析比較，最終選定ID-227作為基于內(nèi)河航標(biāo)的溢油

6、監(jiān)測(cè)設(shè)備，OFD-1作為基于內(nèi)河橋梁的溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備。
　　 (5)分析了內(nèi)河溢油、內(nèi)河水文以及內(nèi)河航標(biāo)的特點(diǎn)，根據(jù)這些特點(diǎn)和當(dāng)前內(nèi)河溢油監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)了基于多功能航標(biāo)和橋梁的內(nèi)河水面油膜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　 (6)根據(jù)航標(biāo)特點(diǎn)開展了與內(nèi)河溢油應(yīng)急相關(guān)的溫度、水流速度、風(fēng)速、降雨量以及能見度等傳感器的選型研究并進(jìn)行了整個(gè)傳感系統(tǒng)的電路和電源設(shè)計(jì)。
　　 (7)構(gòu)建了內(nèi)河溢油遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)信息的傳輸系統(tǒng)，并分別在實(shí)驗(yàn)室和內(nèi)河進(jìn)行