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清大信安-智慧水务清大信安（北京）科技有限公司2016年4月清大信安智慧水务远程监测及控制系统解决方案清大信安-智慧水务目录一、地下水资源在线监测系统二、地表水资源在线监测系统五、灌区渠系自动化控制计量闸门系统三、用水计量在线监测系统四、流域流量在线监测系统地下水资源远程监测系统包括：1、地下水位远程监测系统2、地下水质及水位远程监测系统一、地下水资源远程监测系统已知值：H-海拔测量值：L-放线值h-测量显示值要求值：W-水位D-埋深D=H-WW=H-L+h单位：cmH海拔L放线值D埋深h测量值W水位0图一地下水位的测量参数关系水位判断：1、地下水位远程监测系统系统构成1）水位数据变送器2）数据互联装置3）计算机数据监控管理系统一体式/分体式地下水位监测终端设备终端设备有一体式和分体式终端设备，设备集数据采集、监测、远程通信多功能于一体，支持自报、应答工作模式，具有体积小、安装灵活方便、性能稳定、操作简单、成本低等特点，是一款高性价比的水资源自动监测系统的终端产品。结合完善的远程控制系统软件，可实现对地下水资源监测的科学化、现代化管理，是目前国内地下水监测建设的先进的系统解决方案。主要功能1）动/静态水位判定；2）设置；3）采集；4）显示；5）存储；6）查询；7）远程通讯；8）远程更新；9）报警；10）数据补报；11）定时；12）扩展功能等一体式地下水位监测终端设备干电池供电分体式地下水位监测终端设备由太阳能供电，全天实时远程监测，工作时间长，实现全天在线，并且安装灵活。分体式地下水位监测终端设备太阳能供电系统基本技术参数外形尺寸：直径2.9厘米，长度24厘米探头；监测参数：水位、水温、气压；通讯接口：数字接口/模拟量接口；防水等级：IP68；外壳材质：316L不锈钢/镍涂层；外接电源供电功能：有；采样频率：远程设定，兼实时召测；外部供电工作电压：4.8V～25V或220V交流供电；量程：1～300米大量程；切换方式：外/内部电池自动切换气压补偿方式：通过气压计补偿线缆有效拉力：＞30Kg结构：一体化结构；小型化技术参数水位分辨率：≤3‰MFB；水位测量精度：优于0.5％FS；电源反接保护：有；长期稳定性：优于0.1％FS；水位数字矫正功能：有；温度测量分辨率：优于0.1℃；探头工作温度范围：－20℃到+80℃；数据容量：65528条记录(含水位、水温）；数据存储:双备份存储方式；线缆长度：加固电缆；输出数据内容：水位（压力）、温度；功耗：平均≤0.01W低功耗供电，超低功耗设计；抗干扰防护措施：有，电源耐压2000V-5秒；2、地下水质及水位远程在线监测系统地下水质产品外观（地下水质常五项1水温重复性误差：±1﹪零点漂移：±1﹪量程漂移：±1﹪2PH值重复性误差：±0.1漂移：PH=9±0.1PH=7±0.1PH=4±0.13电导率重复性误差：±1﹪零点漂移：±1﹪量程漂移：±1﹪4溶解氧重复性误差：±0.3㎎/L零点漂移：±0.3㎎/L量程漂移：±0.3㎎/L5浊度重复性误差：±5﹪零点漂移：±3﹪量程漂移：±5﹪线性误差：±5﹪常规五项性能指标1）实时、快速监视监测地下水质的变化情况、规律及变化趋势，综合评价地下水质状况；2）实现地下水质监测从采集、传输、处理、计算、分析、输出、共享等全过程的数字化管理，融合环境监测、集成技术和预警，实现实时监测和应急指挥；3）网络监控、数据通讯、数据采集传输、现场监测设备一体化，实现地下水质监测设备自动测量、自动传输数据、监控和网络化管理等功能4）无需采水、药剂，系统集成传输系统多样化；5）水质监测多参数集成标准模块化，并配置有独立的控制模块和软件，实现设备模块化。6）根据实际需要选配监测参数模块，同一种模块，不同的监测仪器均可互换。调试、维护成本低，设备的可操作性和维护性好。功能系统采用B/S架构，共划分为数据资源层、WEB支撑层、业务应用支撑层以及应用接入层（门户和应用）四个逻辑层，分别面向不同的问题域，从整体上表现为一个功能栈的结构，各个层之间通过相应的接口进行关联。在这几个层之外，通过构建安全体系，监控体系，质量服务等系统来保证系统的可维护性和稳定性。门户层应用层业务应用支撑层Web服务层数据资源层地下水资源远程监测管理软件系统架构图如下：参数输入页面Struts流程控制Web图表绘制数据库访问DAO数据库客户层应用层数据服务层结果展示页面软件保存所有监测井的各种信息如监测井编号、经度、纬度、井口高程等信息，各个监测井的水位、温度、气压等每天的变化数据记录也保存在这个数据库中；软件同时完成监测井信息的管理、用户及权限的管理、水位变送器(俗称探头)和数据传输设备的管理、水位及温度等采集数据的管理、大量数据的查询和检索等；监测井的信息主要包括：水文编号、设备编号、地下水类型、所处区域、井口高程、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、探头电压报警值、通讯电压报警值、信号质量报警值等信息，同时所有井可以在GIS图层上显示出来。同时监测井可以分组管理，组用户使用软件时，便可以只对本井组的监测井进行管理；用户和权限的管理包括用户的增加、删除、更名、属性更改、井组归属等功能功能数据接收在线1383个监测点，在线率90%以上监测站信息数据分析动静水位判定单站水位监测图单站水位变幅分析图主要功能主要功能单站同期对比图多站同期对比图主要功能单站水位信息查询区域平均水位统计主要功能多站水位信息对比查询长期监测数据分析监测井从间隔两小时的采集的所有水位数据观察，该井间隔性上午抽水，抽水过后水位很快恢复到原来状态。从日均水位观察，2011年3月15日日均水位为928.12米。从3月份起，短期内水位呈平稳状态小幅度变化；长期观测，水位呈缓慢的上升趋势，从2011年3月到2013年12月30日，水位上升了1.4米。水位上升长期监测数据分析监测井从间隔两小时的采集的所有水位数据观察，该井没有人为因素干扰，属于非使用中监测井，其水位一直在缓慢上升。从日均水位观察，2011年5月4日日均水位为700.36米，2011年12月30日日均水位为704.51米。水位长期呈上升趋势。水位上升长期监测数据分析监测井从间隔两小时的采集的水位数据观察，该井白天抽水，抽完水后，水位迅速回升到原来的值。从日均水位观察，5月份-9月份，日均水位在平均水位上下波动，9月份后，不在该监测不再使用，日均水位变幅很小，无论是否处于使用状态，该井的水位整体呈平稳态势。从5月份水位1073.54米到12月份水位1073.51米，水位变化仅0.03米。水位平稳长期监测数据分析监测井从间隔两小时的采集的水位数据观察，该井水位平稳。从日均水位观察，长期的水位变化非常平稳，从开始安装时水位358.19米到2014年01月03日的水位358.17米，接近一年时间水位变化仅为0.02米。水位平稳长期监测数据分析监测井从间隔两小时的采集水位数据观察，该井抽水。从日均水位观察，短期内水位变化幅度大，长期呈下降趋势，从开始安装水位为671.91米到2013年12月31日水位为671.06米，水位下降了0.85米。水位下降长期监测数据分析监测井从间隔两小时的采集水位数据观察，该井没有抽水迹象，水位呈小范围浮动。从日均水位观察，水位呈V字型变化。5-6月份水位开始下降，8-9月份水位开始上升，由安装时水位715.56米到2013年12月31日716.80，缓慢回升了1.24米。水位V字形变化项目管理分别在-30°C和70°C下保温2小时，测试设备耐低温与高温性能电磁干扰测试——将设备置于半电波暗室中进行EMC检测传感器密封打压——模拟深井7X24小时不间断监测出厂检测出厂检测安装调试针对监测井情况复杂，情况不同，定制不同规格线缆及解决方案以确保合理、有效、准确的进行监测。现场解决方案主要特点一市场上常见传感器用于监测井后，出现的密封漏水等多种问题。现有机井情况非常复杂，针对各种情况，定制不同规格线缆及解决方案。基于现有监测井的各种解决方案特制内含钢丝线缆双屏蔽双护套丁腈橡胶聚氨酯三元乙丙橡胶护套管及外钢丝加固主要特点二现有井情况非常复杂，针对各种情况，定制不同规格线缆及解决方案。基于现有监测井的各种解决方案主要特点二双层防破损线缆测试0.7MPa水压，7*24小时实验，严格测试后，保证传感器质量。基于现有监测井的各种解决方案主要特点二现有机井情况非常复杂，针对各种情况，定制不同规格线缆及解决方案。基于现有监测井的各种解决方案主要特点二7*24小时后测试服务本土化及售后个性化服务本土化服务本土化及售后个性化售后个性化针对客户的需求，制定个性化售后服务。水位水质在线远程监测系统通过信息化和自动化方式快速准确的掌握江、河、湖、海、地下水和水库等监测点的监测数据，及时、准确的分析数据，掌握水体变化状况，推测水体变化趋势，为实现水资源监测的科学化、现代化管理提供先进有效的系统解决方案。二、水库河道水位水质在线监测系统1、系统功能综合应用管理单元该单元主要完成系统的综合信息管理工作，主要包含环境在线自动监控平台软件、WEB发布软件、数据库软件、子站数据接入软件、硬件服务器、网络设备等远程水质水位分析设备该设备主要完成水循环检测以及系统的数据采集、处理、存储、传输等工作。包括水质预处理、分析以及控制；数据有线或无线传输设备，现场图像监控，并针对水库水质监测增加了水库库容量实时上报等。WEB发布管理功能：基于WEB的发布管理系统和数字化地图GIS，发布信息可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。客户端零维护，成本低，系统的扩展容易。可通过手机随时随地访问终端设备。远程传输模式：有线模式(RS485、以太网)和无线模式(GSM、GPRS)。设备监测参数范围广：可监测参数有水质常五项和COD等水情，雨情，水库安全预警等；接入设备的传感器接口有4~20ma电流信号12路，0~5V电压信号4路，RS232/485接口4路。操作权限管理功能：定义不同的操作用户有不同的操作权限，实现用户分级管理。系统设备状态自动检测功能：系统具备设备状态自动检测功能，控制中心将可收到系统各个重要部分的相关设备信息，方便了系统设备的日常维护。数据信息管理：建立、使用和维护的专用数据库。二、水库河道水位水质在线监测系统1水温重复性误差：±1﹪零点漂移：±1﹪量程漂移：±1﹪2PH值重复性误差：±0.1漂移：PH=9±0.1PH=7±0.1PH=4±0.13电导率重复性误差：±1﹪零点漂移：±1﹪量程漂移：±1﹪4溶解氧重复性误差：±0.3㎎/L零点漂移：±0.3㎎/L量程漂移：±0.3㎎/L5浊度重复性误差：±5﹪零点漂移：±3﹪量程漂移：±5﹪线性误差：±5﹪常规五项性能指标可扩展化学需氧量COD、总磷TP、总氮TN、氨氮NH3-N等参数。2、性能指标3、系统结构分类组成描述管理层数据采集及传输单元1.与控制层设备进行交互，实现对采、配水单元及预处理单元的控制；2.与测量单元的设备进行交互，实现对分析仪的数据采集及控制；3.通过现场的综合布线系统，接受子调度控制中心的宏观调度命令完成远程与现场的交互。控制层控制单元由PLC系统组成，负责对采、配水及预处理单元控制。设备层采水单元受控制单元控制，按设定逻辑、流程作业。配水（预处理）单元检测单元主体与数据采集单元交互，部分接口与控制单元交互。辅助单元根据系统需求进行的相关功能扩展。水质监测信息接收系统1、采样点位置选择：1）不允许安装点：进水洞、排水洞、死水区、急流漩涡、水草丛生区、腐败性物质和废渣、垃圾堆积区及坝体。远离上述位置100米左右。2）合理安装点：水流相对平稳、水面宽阔、无急流处采样。力求采得具有代表性的水样，能够比较真实地反映水体水质的基本情况。2、现场防冻防热（防晒）3、现场电源4、设备具有三防（防潮、防腐、防漏电）4、设备水库安装要求实施方案橡胶软管钢管浮船的固定双锚固定+岸边