地下水监测系统整体解决方案

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1、 陕西颐信网络科技有限责任公司 2014 年 9 月 22 日 陕西颐信网络科技有限责任公司 地下水监测系统 整体解决方案 I 目目 录录 一、概述 - 1 - 1.1 项目背景 - 1 - 1.2 新产品研究 - 2 - 二、系统简介 - 2 - 三、系统功能 - 3 - 四、系统方案 - 4 - 4.1 数据流程及组网 - 4 - 4.2 系统组成 - 4 - 4.3 数据采集 - 5 - 4.4 数据传输格式 - 5 - 五、系统软件 - 5 - 5.1 软件平台 - 5 - 5.2 数据接收软件 - 5 - 5.3 数据查询分析软件 - 6 - 六、系统特点 - 10 - 七、产品性能

2、 - 10 - 7.1 一体化智能水位采集装置 - 10 - 7.1.1 产品特点 . - 11 - 7.1.2 技术指标 . - 12 - 7.2 无线手持参数设置仪 - 12 - 八、工程实例 - 14 - - 1 - 一一、概述概述 1.11.1 项目背景项目背景 2010 年 12 月 31 日中央及国务院发布了关于加快水利改革发展的决定 （中发 20111 号）明确提出水是生命之源、生产之要、生态之基，第一次将水利提升到关 系经济安全、生态安全、国家安全的战略高度；第一次提出要实行最严格的水资源管理 制度， 并把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措。 实行最严格水资源 管

3、理制度的关键是围绕水资源配置、节约和保护，确立水资源管理三条红线，建立水资 源管理责任制和考核制度， 确保水资源管理目标的实现。 一是确立水资源开发利用控制 红线，严格实行取用水总量控制；二是确立用水效率控制红线，坚决遏制用水浪费；三 是确立水功能区限制纳污红线， 严格控制入河湖排污总量； 四是建立水资源管理责任与 考核制度，加强水量水质监测能力建设。明确提出水资源管理目标：到 2020 年，全国 年用水总量力争控制在 6700 亿 m 3以内，万元国内生产总值和万元工业增加值用水量明 显降低，农田灌溉水有效利用系数提高到 0.55 以上，主要江河湖泊水功能区水质明显 改善，城镇供水水源地水质

4、全面达标，地下水超采基本遏制。 2012 年 1 月 12 日国务院发布了关于实行最严格水资源管理制度的意见 （国发 20123 号） ，对实行该制度做出全面部署和具体安排，是指导当前和今后一个时期 我国水资源工作的纲领性文件。 最严格水资源管理制度明确了新形势下水资源开发、 利 用、保护的要求与任务。并且在第八条严格地下水管理和保护中明确规定：加强地 下水动态监测，实行地下水取用水总量控制和水位控制。 为了追求发展、满足用水需求，一些地区对地下水进行了不合理开采，致使地下水 位持续下降，地下水漏斗接连出现，且漏斗范围不断扩大，甚至在部分地区引发了水源 枯竭、土地沙化、河水断流等严重的生态环境

5、问题。地下水资源不合理开发利用造成的 诸多问题， 已严重影响了水资源的可持续利用和生态环境的健康稳定， 对社会经济可持 续发展和生态环境安全构成了一定威胁。 在基本掌握地下水的赋存与分布特征的基础上， 建立地下水长期监测井网，提高自动监测能力，加强信息服务，开展基础理论和应用技 术研究，是提高地下水资源科学保护和合理利用，促进人与自然和谐相处，实现以水资 源的可持续利用支撑社会经济的可持续发展的迫切要求。 - 2 - 1. 1.2 2 新产品研究新产品研究 （1）一体化智能水位采集装置一体化智能水位采集装置 在国家实施最严格水资源管理制度的大背景下， 我公司积极研究开发地下水位监测 系统相关设

6、备，已成功研发出 TH-IRG2000 一体化智能水位采集装置；相关性能及技术 指标符合水利部水文自动测报系统技术规范（SL 61-2003） 等标准要求，相关数据 通讯协议已通过水利部水资源监测数据传输规约（SZY206-2012） 、 水文监测数据通 信规约(送审稿)符合性检测。 （2）无线无线手持手持参数参数设置仪设置仪 无线手持参数设置仪 TH-HTS2000 是一款基于 Android 智能手机开发的设备参数设 置仪， 采用便携式 USB 接口的蓝牙转 RS485 模块与 TH-HTS2000 应用软件与蓝牙转 RS458 模块通过蓝牙配对的方式进行连接即可便捷的对设备的参数进行设置

7、与读取。 （3）井口保护井口保护装置装置 我公司在根据地下水监测井的现状， 自制研发出钢制井口保护装置， 便于安装和运 输，根据现场情况选择安装；更有利于保障地下水监测井井口及自动监测装置的安全， 同时也保证通信数据的传输。 二、二、系统系统简介简介 地下水位监测系统结合已有的监测井网， 建立地下水监测井网， 充分利用现有的通 信网络和设施，形成一个集地下水信息采集、传输、接收与处理为一体的初步的信息系 统，基本实现对区域的地下水集中供水水源地和超采区的有效监测；为各级领导、各部 门和社会提供及时、准确、全面的地下水动态信息，满足科学研究和社会公众对地下水 信息的基本需求，为优化配置、科学管理

8、地下水资源，防治地质灾害，保护地质环境提 供优质服务， 为水资源可持续利用和自治区重大战略决策提供基础支撑， 实现经济社会 的可持续发展。 - 3 - 图图 4 4- -2 2 系统系统组成组成安装安装结构结构图图 三、三、系统系统功能功能 （1）采集功能：采集地下水井水位数据，且监测站点的数据采集周期可根据需 要进行远程设置或现场人工配置。 （2）发送功能：一体化水位测量装置支持数据一发五收，即可同时向五个数据 中心/分中心发送数据。 （3）管理功能：具有数据分级管理功能，监测点管理等功能。 （4）查询功能：信息接收系统软件可对所有地下水井位置进行显示，并可查询 各地下水井的实时或历史水位信

9、息。 （5）分析功能：水位数据可以生成水位标高等值图、过程曲线及报表，供趋势 分析。 （6）扩展功能：系统软件具备良好的系统扩展功能，地下水位监测站可根据实 际需要随时添加。 - 4 - 四、四、系统系统方案方案 4 4. .1 1 数据流程及数据流程及组网组网 地下水监测系统由若干个地下水位监测站和五个中心站/分中心站组成；数据通 过移动网络直接发送到中心站。水位信息采用一站多发的形式发送至相关中心站。 图图 4 4- -1 1 系统数据流程图系统数据流程图 4 4. .2 2 系统组成系统组成 地下水监测系统主要由现场数据采集和中心数据接收两部分组成，其中各部分 包括设备如下： （1）现场

10、部分：一体化水位监测装置、井口保护装置； （2） 中心数据接收部分： 固定 IP/短信接收机、 数据接收计算机、 数据接收软件、 数据查询分析软件。 说明：数据传输部分利用移动网络进行数据传输。 （3）现场参数设置部分：无线手持参数设置仪。 1#一体化 智能水位采集装置 N#一体化 智能水位采集装置 1#中心站 现场数据采集现场数据采集 数据传输数据传输 GPRS/CDMA/GSM 5#中心站 中心数据接收中心数据接收 - 5 - 4 4. .3 3 数据采集数据采集 一体化地下水自动监测采用无人值守的管理模式，实现水井水位信息的自动采 集与传输。一体化自动监测站采用自报式、查询应答式相结合的

11、遥测方式和定时 自报、事件加报和招测兼容的工作体制。 4 4. .4 4 数据传输数据传输格式格式 一体化智能水位采集装置数据传输格式统一采用水利部 水资源监测数据传输规约 （SZY206-2012） 或水文监测数据通信规约(送审稿)进行数据编码传输。 五五、系统软件系统软件 5 5. .1 1 软件平台软件平台 操作系统：操作系统： Windows7、 Windows Vista、 Windows XP、 Windows Server 2003、 Windows Server 2008、Windows NT 等。 数据库系统数据库系统：Microsoft SQL Server 2005 及以

12、上数据库管理系统。 5 5. .2 2 数据接收数据接收软件软件 （1 1）用户管理）用户管理 软件系统的功能按角色管理， 不同的角色具有不同的功能权限。 系统具有两种不 同的角色，一是“系统管理角色” ，另一为“普通用户角色” 。操作人员或用户按角色 分组管理，具有相应角色的功能权限，能进行相应的操作。 （2 2）操作日志）操作日志 记录每个用户的操作痕迹，用于分析用户的操作行为，以便追溯错误的源头。 “系统管理角色”的用户有权删除早期不用的信息，以节约数据库空间。 （3 3）设备配置）设备配置 用户在中心站可设置监测井的编码、名称、通道号以及各通道的参数（RTU 地址 码除外） 。配置监测

13、井参数命令集包括对监测井地址、通信方式、数据采集及通信策 略、电源控制方式等进行配置修改。 用户亦可通过中心站向各监测井的 RTU 下发命令，对统一编号、水位标高、水 位埋深、温度、探头电 压、通讯电压、信号质量、采集时间、发送时间、接收时间、 - 6 - 气压值、孔口标高、地面标高等信息进行查询。 （4 4）数据接收）数据接收 接收软件运行于中心站计算机，能实时接收监测井通过 GPRS/SMS/CDMA 信道传 输的水位、电源电压等各种实时检测的数据、状态信息等。 （5 5）数据处理）数据处理 将原始通信数据解析，将数据帧信息转换为日期、站号、站名等信息后存入遥测 数据库中，供相关系统软件共

14、享。 （6 6）实时数据监控）实时数据监控 对实时接收的数据根据用户设置的报警阀值进行超限报警，从而实现对地下水 位的实时监测； （7 7）实时数据显示）实时数据显示 实时接收的数据以数据、表格、图形等形式显示监测点的数据。 （8 8）数据存储）数据存储 接收软件接收到监测井数据后， 将原始通信数据写入日志文件， 用于原始数据备 份及系统故障核查；同时将处理过的遥测数据存入遥测数据原始库，为用户建立起 具有对数据库进行初始化、数据备份和恢复等功能的数据库管理维护应用软件，以 保证数据库安全和数据的一致性。 （9 9）自动校时）自动校时 中心站按照系统的配置参数，自动地将中心站计算机的日期时间写

15、入监测井的 RTU 中，以保证监测井时钟与中心站时钟的同步。 （1010）数据库自动备份）数据库自动备份 为了保证数据库的安全和数据的一致性，防止用户对数据库中数据的误操作或 者数据库管理系统本身的损坏所带来的损失，接收软件中设计了数据库系统的全量 和增量备份功能，定期地将数据备份到其它存储介质如移动硬盘，以备不时之需。 5 5. .3 3 数据查询分析软件数据查询分析软件 （1 1）测站测站信息查询信息查询 对所有监测井的统一编号、原始编号、地下水类型、所处区域、地面标高、孔口 标高、口径、经度、纬度、打井日期、井盖备注、通讯设备编号、探头编号、探头埋 深、探头安装日期、通讯设备安装日期、探

16、头电压报警值、通讯电压报警值、信号质 - 7 - 量报警值等信息进行查询。 （2 2）监测监测数据数据查询查询 接收的数据以数据、表格、图形等形式显示监测点的数据；并根据给定条件检索 和查询数据，同时可以直接导出生成 TXT 或者 EXCEL 报表数据文件，同时具有生成 水位标高的等值图、过程线等功能。 A A、地下水实时监测地下水实时监测 地下水实时监测功能利用 WEBGIS 技术，以行政区、灌区、地下水监测区电子地 图为背景，动态显示各个地下水监测点的空间分布位置，系统实时刷新地下水监测 数据，将最近的数据标注到地下水监测点上，方便用户浏览。当发生地下水监测点数 据超限时，系统自动将地图上的监测点图标置为红色，闪烁提示，使用户直观的掌握 当前行政区或灌区内的地下水监测最新状况。 相同的地下水实时数据也可以通过简报表格的处理方式进行显示。 B B、地地下水报表查询下水报表查询 地下水报表查询