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水庫水位庫容監測系統方案

供稿:廈門辰邁智慧 2020/8/10 10:22:42

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  • 關鍵詞: 水庫水位庫容監測系統
  • 摘要:庫容大小決定著水庫調節徑流的能力和它所能提供的效益。因此,確定水庫特征水位及其相應庫容是水利水電工程規劃、設計的主要任務之一。

一、前 言

水利行業在中國有著悠久的歷史。隨著國民經濟的迅猛發展,水利工程在國民經濟中所起的作用越來越大,防汛更是直接影響國民經濟發展的一個重要方面。我國有水庫8萬座左右。眾所周知,水庫在防洪、興利上具有重要的調節作用,如何保證水庫庫容,及合理有效的利用水資源,是水利建設者需要探討的主要內容。 

目前,防汛抗洪工作逐步從被動抗洪向主動防汛轉變。為進一步提高防汛抗洪決策的有效性和可靠性,實施防汛遠程實時監控系統建設,可及時對可能或正在發生的汛情、險情、災情進行動態監視,隨時了解現場情況,以便采取相應的預防和補救措施確保水庫安全運行。對領導決策和減少洪水災害,緩解城市的防洪壓力,保障人民生命財產的安全具有重要作用。

為了保證水庫大壩后續安全運用,充分發揮水庫的效益,新建和完善現有的監測設施,建設水庫庫容智慧綜合管理系統,是非常必要的。系統通過建立庫區水位庫容監測,結合洪水預報、洪水調度、歷史數據管理、數據分析、成果決策等智慧化管理體系,實現對水庫庫容安全、水資源、水環境的實時監控,優化管理模式和創新管理手段,有效提升水庫的綜合管理水平,為水庫的安全可持續運營提供科學保障。

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二、需求分析

 庫容大小決定著水庫調節徑流的能力和它所能提供的效益。因此,確定水庫特征水位及其相應庫容是水利水電工程規劃、設計的主要任務之一。

(1) 死水位和死庫容水庫正常運用情況下允許水庫消落到最低的水位稱為死水位,該水位以下的庫容即死庫容。除特殊情況外,死庫容不參與徑流調節,即不能動用這部分水庫的水量。

(2) 正常蓄水位和興利庫容水庫正常運用情況下,為滿足設計的興利要求,在設計枯水年(或枯水段)開始供水時應蓄到的水位,稱為正常蓄水位,又稱設計興利水位。該水位與死水位間的庫容即興利庫容。正常蓄水位到死水位間的水庫深度稱為消落深度或工作深度。

(3) 防洪限制水位水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位稱為防洪限制水位??筛鶕樗匦院头篮橐?,對汛期不同時期分段擬定。

(4)  防洪高水位和防洪庫容當退下游防護對象的設計洪水位時,水庫為控制下泄流量而攔蓄洪水,這時在壩前達到的最高水位稱為防洪高水位。該水位與防洪限制水位間的庫容稱為防洪庫容。當防洪限制水位低于正常蓄水位時,防洪庫容與興利庫容的部分庫容是重疊的,可減小專用防洪庫容,重疊部分稱共用庫容或重疊庫容,在汛期是防洪庫容的一部分,而在汛后則為興利庫容的一部分。

三、方案設計

方案基于現場的水位和地形圖,得出水庫水位(Z)----面積(F)關系曲線和水庫水位(Z)---庫容(V)關系曲線,水庫終端站點通過水位計采集現場的水位數據,通過無線網絡2g /3G/4G、NB-IoT、北斗衛星等無線傳輸方式將數據傳輸到平臺,平臺軟件根據設計好的程序計算出當前庫容,以便管理單位進行維護和管理。

3.1 系統拓撲

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本系統由前端子系統,網絡傳輸系統,后端監控管理平臺組成。

3.2 前端子系統

由水位計、數據采集終端、數據傳輸終端和供電系統組成,主要用于水位數據采集。其中采集終端作為核心設備,負責將水位計采集的水位數據經過編碼后通過2G/3G/4G、北斗衛星等方式上傳到服務中心,實現數據實時上傳,同時可選NBIoT、網橋傳輸水位數據。

3.3 傳輸系統

信息傳輸由傳輸天線、運行商基站系統等組成;基于IP網絡,利用TCP/IP通信協議進行數據傳輸。各前端子系統把前端攝像機采集的音視頻數據、GPS數據以及傳感器數據通過4G無線網絡實時傳輸到管理平臺上

3.4 監控管理平臺

1、采用B/S分布式架構,擴容方便,可滿足不斷增長的運營業務需求;

2、系統模塊化設計,功能擴展更方便;

3、分布式架構,擴容方便,可滿足不斷增長的運營業務需求;

4、樹狀結構顯示,層級清晰;

5、支持離線或在線設備遠程批量配置和軟件升級;

6、及時報警方便掌握設備狀態;

7、靈活權限管理,權責分明,安全便捷;

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審核編輯(王靜)
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