水文水利监测

一、建设背景

水利工程是安全工程、民生工程、发展工程，既利当下，又惠长远。“十四五”时期，水利工程高质量发展征程稳步起航，以数字赋能新阶段治水，既是顺应新形势下数字经济发展趋势的必然选择，也是推进新时代水利现代化建设的关键举措和必由之路，更是实现“治水”到“智水”的历史跨越。

当前智慧水利建设，主要是基于物联网、移动互联网、智能感知、大数据、云计算、人工智能和可视化技术，围绕全流域“水安全、水环境、水生态”，打造“横向到边，纵向到底”及“系统治理、全局掌握”的智慧治水解决方案。

二、监测意义

(1) 通过水文监测，我们可以了解水资源的可用性、水文循环过程以及水体的质量状况。这种信息对于水资源管理、防洪减灾、环境保护和生态恢复至关重要。

(2) 为我们提供了关于水资源的珍贵数据和信息。通过对水文循环、水位、水质和水量的监测，我们可以了解水资源的供应情况以及水文过程的变化。这对于合理规划和管理水资源非常关键。水文监测还可以帮助我们预测洪水、旱灾等自然灾害的发生，为防灾减灾提供依据。

(3) 通过监测水质，我们可以及时发现水体污染问题，并采取相应的措施进行治理和保护。最后，水文监测还可以为科研人员提供数据，用于研究水资源的分布、变化和利用方式，推动水文学科的发展。

三、建设内容

围绕云数据中心，以“看水一张网、治水一张图、管水一平台”为主题，进行智慧水利“五大内容”建设。

3.1建设目标

(4) 更全面灵活的水利行业内物与物、物与人、人与人之间的互联互通和相互感知能力。

(5) 更高效安全的水利信息处理和资源整合能力。

(6) 更科学的水利监测、预警、分析、预测和决策能力。

(7) 更高水平的水利设施远距离控制和智能化执行能力。

(8) 更协调的水利业务跨部门、多层级、异地点合作能力。

3.2一个中心+一个门户+一个平台

(1) 智慧水利云数据中心

围绕水利管理“可算”的目标，运用大数据、云计算、人工智能等技术构建智慧水利数据中心，编制水利数据资源目录，实现水利数据资源的统一汇聚、集中共享和深度挖掘。

(2) 智慧水利数据采集平台

围绕水利管理“可看”的目标，基于物联平台构建水利物联感知体系，通过接入水利物联感知设备监测数据，对设备终端进行全链路实时监控，达到“链路切换自动化、协议解析通用化、参数调节动态化、健康检查智能化”的目的。

(3) 智慧水利综合管理平台

围绕水利管理“ 可调 、可查 ”的总体目标，结合水利部门实际业需求，全面深化水利业务应用 ， 实现智慧分析能力全面 提升和水利业务精细化管理。

四、系统介绍

通过对水利对象及水利管理活动进行透彻感知、网络互联、信息共享和智能分析，最终形成“更透彻的感知、更全面的互联互通、更科学的决策、更高效智能的管理”的智慧水利管理体系，为水利业务提供智能处理、决策支持和泛在服务。

4.1 大数据可视化展示

智慧水利数据可视化通过数据采集、传感设备在线监测水利系统运行状态等，直观展示水位、雨量、水量、水质、工情、旱情、灾情等重点管理对象的实时监测数据，实现水利管理综合运营态势一屏掌握，达到全域数据的可视、可管、可控，具备系统智能化、数据资源化、管理精确化，保证水利设施运行安全，水利运营更高效和科学管理。

水利系统监测至关重要，通过大数据可视化，运维管理人员能够直观、高效、准确、具体的获取一手资料，分析水利实施的运行状态，掌握水利实施的工作形态，评价水利实施的安全状况，发现水利实施异常提供依据。

(1) 运用数据模型，集中精准展示各功能模块及各要素的重要数据、趋势分析、预警信息等，实现大数据动态化、真实化、实时化、趋势化、预警化

(2) 具备子系统关键监管数据的实时展示功能，可视化展示所选区域及其子区域的资源运行情况，包括各子系统不同模块站点的设备总数、在线率等

(3) 以折线图、柱状图、滚动窗等方式进行数据的动态展示，例如水情监测模块24小时水位折线图、雨情监测模块24小时降雨量折线图、积水点监测模块电子尺一周数据折线图、水位报警信息轮播等

(4) 通过对辖区水利各项数据及处置情况的实时直观展示，为领导决策及调度指挥提供精准的数据支撑

4.2 GIS

4.2.1 系统概述

应用GIS技术与实时数据相结合，直观显示各节制闸、泵站、监测站（水文气象、流速流量、水质等）的分布位置、供电信息、设备运行情况等关键监管要素，帮助管理人员快速掌握各站点分布情况及站点数据的实时动态信息。

4.2.2  系统功能 

l 应用GIS技术与实时数据相结合，实现智慧水利管理中所有关键监管要素的一张图展示、调度；

l 一张图功能模块按照设备类型、展现类型、业务类型，以不同标识展现闸泵监控站点、测流点、雨量站、河道水位站、水质监测站等信息。并可根据搜索需求，对设备类型、业务类型及区域进行选择性展示；

l 一张图上的标识点具备图层展示概要信息、穿透查看详情信息等功能，通过地图可直观、快速掌握各站点分布情况及站点数据的实时动态信息；

l 通过GIS地图可实现监测终端报警信息的动态显示，使水情、雨情监测预警的操作与应用更加便捷直观；

l 可实现视频信息的实时调取，达到指挥调度的功能。

4.3无人值守远程控制系统

无人值守远程智能控制系统是基于我司自主研发的智能控制器及软件平台，融合物联网、远程智能控制、远程数据采集、智能传感、云计算、大数据等前沿技术，对江河湖泊、水资源、水利工程、水旱灾害、水文信息、水库安全、农田水务以及各类涉水主体进行数字化、网格化、智能化管理，极大提高了水利的信息化建设和工作效率，减少了人力、物力的消耗，使水利设施的管理更便捷、高效、人性化，构建出“自然和谐共生”的智慧水利新格局。

该系统主要由水利设施环境（水位、流速流量、降雨量、温湿度、风速风向等）监测预警系统、山洪预警系统、远程视频监控系统、远程开关闸泵系统、太阳能供电系统（无市电供应时）、水利设施安防预警系统等组成，并可根据客户需求增减功能或定制开发。

4.4雨情自动遥测系统

雨情自动遥测系统是基于GIS地图开发，集信息采集、传输、分析和预警等多功能于一体的自动化遥测平台。通过平台可实现雨情的实时预警，以保证水库、渠道及建筑物的安全；根据雨情分析灌区需水量和来水量，实现水量的科学配置；依靠暴雨时的雨情监测，为区域的防汛排洪提供辅助决策依据。

(1) GIS地图展示

基于GIS地图开发并集中显示各遥测雨量站的分布位置（按经纬度）、降雨量数据等，并根据降雨量级对雨量站进行颜色标注，方便工作人员快速掌握各站点的雨量信息，并及时做出决策。

(2) 雨情监测管理

通过点击站点图标，可实现降雨状态、当前降雨起始时间、降雨时长、当前累计降雨量、实时水位等动态实时信息的展示与调取；同时，通过监测终端报警功能，实现全方位、全天候、全时段雨量超标实时报警，并以短信和APP形式发送至相关管理人员，实现自动预警、自动防控功能。

(3) 雨情分析管理

系统通过24小时降雨量统计折线图、雨情月报表以及雨情年报表，帮助管理人员迅速掌握雨量变化信息，提前做好防控准备，并为后期决策提供数据支持。并且，平台提供了雨情查询功能，管理人员通过搜索栏可直接查询各雨量站或者某天、某月、某年的雨情信息。

(4) 手机APP

雨情自动遥侧App，运用数字化、信息化、智能化手段提升雨情预警管理效能，支持短信预测、报警记录、数据统计分析、报警信息等等功能；可根据权限定时推送当日工作情况，自动分析汇总生成工作报表；并对各类关键指标，以动态图表、文字、仪表盘的形式直观展示，方便管理人员随时查看并处理，有效提升了行政效能，使无人值守远程控制管理工作更简单、便捷、高效。

4.5自动水位站监测系统

河道自动水位监测预警系统集太阳能供电、视频监控和无线传输设备于一体，由雷达或压力式水位传感器感知水位变化，视频监控提供水位图像信息，GPRS、4G(移动、联通、电信）信号实时传输监测数据，以保障水利信息的时效性和准确性。同时，系统还具备超限报警、自动记录上传、低电量报警、站点档案查看等功能，实现了河道信息采集、存储、分析、查询、管理、输出的数字化和信息化建设。

(1) 防汛指挥模式

当有汛情时，可切换至此模式，界面集中展示报警水位站的实时水位情况，可任意调取水位站的实时监控图像，并参照实时的天气预报信息，对汛情做出及时的决策和处置方案，使报警与指挥融为一体，让防汛工作的开展更精准、更具有时效性。

(2) 水位实时数据

实时显示各水位站的水位、瞬时流量、流速、警戒水位等水文信息，以及各水位站的水位小时变化曲线图。并通过提供360度现场监控图像，实现水位信息的动态实时展示与调取。

(3) 报警管理

当水位高于警戒水位时，系统会通过手机短信、平台预警、APP预警等多种提示方式将预警信息发送至管理人员手机，责任人根据情况可及时采取应对措施并上传预警处置记录。通过监测终端报警，实现了城市防汛的自动预警、自动防控功能。

(4) 手机APP

自动水位站监测App，运用数字化、信息化、智能化手段提升城市防汛监测预警管理效能，以水位站管理功能模板为主，支持短信预测、报警记录、数据统计分析、报警信息等功能；可根据权限定时推送当日工作情况，自动分析汇总生成工作报表；并对各类关键指标，以动态图表、文字、仪表盘的形式直观展示，方便管理人员随时查看并处理，有效提升了行政效能，使城市防汛管理工作更简单、便捷、高效。

4.6自动流量站监测系统

自动流量站监测系统由远程数据采集装置、通讯网络、中心数据处理软件组成。系统是对河道流量实施实时监测并预见未来变化的一种科学情报工作，流量自动测报是防洪调度的基础和关键，有了准确的流量数据自动测报，才能在防汛和管理运用中做到心中有数，取得主动权。

(1) 测流量点管理

提供了测流点流量查询功能，管理人员通过搜索栏可直接查询各个流量点数据或者某个日期的流量信息。同时，通过平台可对站点信息进行管理，包括站点的新增、修改、删除等。

(2) 测流点历史记录

提供了测流点历史记录功能，管理人员通过搜索栏可直接查询各个流量点数据或者某个时间段内的流量信息，帮助管理人员迅速掌握河道流量变化信息，提前做好防控准备，并为后期决策提供数据支持。

4.7水利设施安防预警系统

（一）自动语音警告系统

当现场有人非法入侵时，语音警告系统自动开启，并循环播放提前录入的语音警告，直至入侵者离开。

语音警告可实现循环播放录制的语音，配置高保真音箱。可插U盘，可选择语音。

（二）远程人工喊话系统

当有人距离水利设施过近，并且自动语音警告系统连续开启超过3次以上时（次数可后台设置），位于使用单位控制中心的电脑平台和手机APP上会弹出报警信息和提醒，此时管理人员可通过调取实时监控视频来查看现场情况，决定是否进行远程人工喊话对入侵人员进行驱离。

（三）门禁报警系统

水利设施的电器设备远离城区，更容易被犯罪分子盯上，为了更大程度保护水利设备，在闸泵房的防盗门上加装了门禁报警系统。当泵房或闸室的门关闭后，门禁系统自动处于布防状态；门被打开时，门禁报警系统自动启动，同时开启声光（闪烁红色灯光并发出刺耳声音）报警，同时报警系统向平台发送报警信息。

（四）存储设备定位追回系统

对水利设施安防系统中的存储设备安装GPS定位系统，具有双供电功能，内置7800mAH高性能电池。无外部供电时，可实现55天高精准定位。当现场的存储设备遭到非法盗取时，可通过设备定位系统进行跟踪、定位、报警、追回。

                                                                                                                                    设备技术指标