窃听废水污染:通过光纤分布式声学传感检测河流出水的排放事件

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 声学传感技术 声学传感技术
• 水资源管理 水资源管理

背景情况:

• 废水排放对河流生态系统和公共卫生产生重大影响.
• 有效监测排放管道对于污染控制至关重要.
• 当前的监测方法可能缺乏必要的时空分辨率.

研究的目的:

• 引入和评估一种新的分布式声学传感 (DAS) 方法,用于检测河流出水管道的废水排放.
• 评估DAS在识别放电事件的位置,时间和特征方面的性能.
• 确定影响DAS检测能力的因素,如电缆类型和离出口的距离.

主要方法:

• 控制的实地实验是在一个工业园区的河边进行的.
• 使用悬浮光纤电缆使用分布式声学传感 (DAS) 来检测来自流废水流 (10-30 Hz) 的振动.
• 振动功率分析和时间频率技术用于外泄局部化和放电事件特征化.

主要成果:

• 通过检测特有的振动信号,DAS成功检测了废水排放事件.
• 使用振动功率分析,精确地确定了输出位置.
• 检测能力受电缆类型的影响 (热塑性外套紧的缓冲电缆增强了检测) 和外泄纤维分离 (检测范围与流速相调).
• 频率中心点分析显示了自动放电识别的潜力.

结论:

• DAS提供了一种具有极小侵入性和高时空分辨率的方法,用于监测河流流出口.
• 这项技术可以提前警告污染,并快速定位污染源,从而支持改善水资源治理.
• DAS是一个有前途的工具,用于连续的,全网络的废弃物监测和环境保护.