一、概述
地下水資源較地表水資源復(fù)雜,因此地下水本身質(zhì)和量的變化以及引起地下水變化的環(huán)境條件和地下水的運(yùn)移規(guī)律不能直接觀察,同時(shí),由澆灌導(dǎo)致的地下水超采以及地下水的污染引起的地面沉降是緩變型的,一旦積累到一定程度,就成為不可逆的破壞。因此準(zhǔn)確開(kāi)發(fā)保護(hù)地下水就必須依靠長(zhǎng)期的地下水監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握動(dòng)態(tài)變化情況。這就需要建立一套地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)建設(shè)必要性
為了使有限的水資源能夠支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,提高水務(wù)管理能力,全面推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè),保證城市供水安全,充分利用現(xiàn)代化迅速發(fā)展的自動(dòng)化信息技術(shù)和科學(xué)管理措施,整合已有的水利、氣象、水文、供水、排水和水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系,建設(shè)地下水實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng),將工程措施與非工程措施緊密地結(jié)合在一起,使有限的水資源得到充分合理的利用是十分必要的,而且意義重大。
三、建設(shè)目標(biāo)
掌握地下水水資源信息,為水資源的合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。建立基于網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的水資源綜合數(shù)據(jù)庫(kù),存儲(chǔ)地下水水位、水溫、信息,同時(shí)結(jié)合地理信息系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一展現(xiàn),為水資源管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。
4.1系統(tǒng)概述
本系統(tǒng)依托傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信技術(shù)于一體,實(shí)現(xiàn)地下水水位、水溫?cái)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。對(duì)傳輸距離沒(méi)有要求。監(jiān)控中心工作人員足不出戶,就可以查看本地區(qū)內(nèi)所有監(jiān)測(cè)井的數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),返回的所有數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù),生成各種報(bào)表和曲線。系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性,可以方便地增減測(cè)站數(shù)量和傳感器的數(shù)量。修改工作將通過(guò)密碼控制由有關(guān)管理人員進(jìn)行操作,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。
4.2系統(tǒng)功能
① 實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測(cè)站的水位、水溫、數(shù)據(jù);
② 實(shí)現(xiàn)水位超限和監(jiān)測(cè)設(shè)備故障自動(dòng)報(bào)警
③ 實(shí)現(xiàn)水位、水溫、自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢、編輯等功能;
④ 完成自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能,包括統(tǒng)計(jì)報(bào)表、趨勢(shì)曲線等
⑤ 完成對(duì)各自動(dòng)監(jiān)測(cè)站站點(diǎn)類型、設(shè)備類型、通訊方式、監(jiān)測(cè)指標(biāo)等基本信息的編輯功能;
⑥ 由操作系統(tǒng)提供安全管理。在人機(jī)界面上設(shè)置口令,僅允許有權(quán)限的操作人員進(jìn)行操作,記錄操作人員的登錄情況;
⑦ 系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能自動(dòng)寫入水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),可以將實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)讓相關(guān)部門進(jìn)行WEB瀏覽,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;
⑧ 支持軟件系統(tǒng)維護(hù),分級(jí)管理。
⑨ 支持手機(jī)APP展示,數(shù)據(jù)查詢,測(cè)點(diǎn)管理,統(tǒng)計(jì)分析等。
⑩ 系統(tǒng)具有良好的數(shù)據(jù)接口,方便數(shù)據(jù)對(duì)接
4.3系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由二部分組成:云平臺(tái)/手機(jī)APP、一體化遙測(cè)壓力式水位計(jì)(二參量)。
云平臺(tái)/手機(jī)APP:整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心,監(jiān)測(cè)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)生成各種報(bào)表和曲線。
一體化遙測(cè)壓力式水位計(jì):采集介質(zhì)中水位、水溫的數(shù)據(jù)并無(wú)線傳輸?shù)皆破脚_(tái)/手機(jī)APP。
五、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)
監(jiān)測(cè)井一般都建在戶外,現(xiàn)場(chǎng)有交流電的考慮采用市電供電,沒(méi)有交流電的且采集速率比較快推薦太陽(yáng)能供電,常規(guī)采集速率推薦電池供電。一體化遙測(cè)壓力式水位計(jì)(二參量)可定時(shí)采集定時(shí)上報(bào),采集上報(bào)間隔可修改。推薦每天上報(bào)1次,每日采集6次。
水位計(jì)投入井下后,直接將遙測(cè)終端放置在在井口保護(hù)裝置內(nèi)或掛在井房?jī)?nèi)。
5.1單個(gè)監(jiān)測(cè)站配置
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 備注 |
1 | 地下水測(cè)控終端 | 將水位、水溫等無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)至恒瑞云平臺(tái) |
2 | SIM卡 | 即手機(jī)卡,4G無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)卡 |
3 | 二參量水位計(jì) | 采集水位、水溫、數(shù)據(jù);HR8003型二參量水位計(jì) |
5.3技術(shù)參數(shù):
5.3.1電池供電遙測(cè)終端機(jī):
1)通訊模塊為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品;
2)支持4G 電信、聯(lián)通、移動(dòng)全網(wǎng)通,雙頻 GSM/GPRS;
3)下位機(jī)指令控制按需上、下線;
4)支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)、公網(wǎng)、云系統(tǒng);
5)具有采集雨量、水位、流量等相關(guān)的模擬量和數(shù)字量的儀表數(shù)據(jù)能力;
6)具有對(duì)累計(jì)流量和瞬時(shí)流量采集發(fā)送功能;
7)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘,并具有系統(tǒng)時(shí)鐘同步功能;
8)支持4G/北斗衛(wèi)星/GPRS/SMS通訊、超短波通訊、擴(kuò)展串口通訊等多通道切換功能,支持主備通道切換,多中心上報(bào);
9)接口:2路開(kāi)關(guān)量輸入、2路開(kāi)關(guān)量輸出、1路RS232或1路RSA85、2路4~20mA、1路可控12V輸出接口;
10)具有看門狗,可保證死機(jī)自動(dòng)復(fù)位;
11)數(shù)據(jù)傳輸:具有一站多傳功能,且自帶校驗(yàn)功能,確保數(shù)據(jù)傳輸完整準(zhǔn)確;
12)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):終端機(jī)內(nèi)置大容量存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)容量≥IMB;
13)具備補(bǔ)發(fā)數(shù)據(jù)功能:當(dāng)主、備信道都發(fā)送不成功時(shí),數(shù)據(jù)報(bào)文將暫存到本地,在通信恢復(fù)正常后需補(bǔ)發(fā)全部應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù);
參數(shù)項(xiàng) | 說(shuō)明 | |
主要性能指標(biāo) | 敏感元件 | 高穩(wěn)型壓力傳感器 |
水位量程 | 0~10m H?O…0~200m H?O | |
水位精度 | 0.05%F.S(0~70℃)、1級(jí)精度 | |
水位分辨力 | 1mm | |
溫度精度 | ±0.2℃ | |
溫度分辨率 | 0.05℃ | |
穩(wěn)定性 | 0.05%F.S/年 | |
過(guò)載 | 2X F·S | |
時(shí)間漂移 | ≤±1cm/10d(水溫變化≤±3℃) | |
溫度漂移 | ≤±1cm(水溫變化4℃~40℃) | |
電氣特性 | 溫補(bǔ)范圍 | 0~50℃ |
工作溫度 | -10~80℃ | |
供電電壓 | DC5~30V (典型24V) | |
電源保護(hù) | 防反接、過(guò)電壓保護(hù) | |
輸出方式 | RS485數(shù)字信號(hào)/MODBUS-RTU協(xié)議128個(gè)變送器節(jié)點(diǎn) | |
結(jié)構(gòu)特性 | 殼體材質(zhì) | 316L不銹鋼 |
測(cè)量介質(zhì) | 流體介質(zhì) | |
電纜材質(zhì) | 聚氨脂或聚氯乙烯 | |
電纜規(guī)格 | Φ7.6mm導(dǎo)氣屏蔽雙鋼絲線纜, | |
環(huán)境特性 | 防護(hù)等級(jí) | IP68 |
重量 | 約300克(不含線纜) | |
環(huán)境振動(dòng): | 承受GB/T9359所規(guī)定振動(dòng)試驗(yàn) | |
自由跌落 | 承受GB/T9359所規(guī)定的跌落試驗(yàn) | |
電磁環(huán)境 | 符合GB/T17626.8第3級(jí) | |