矿用水文监测系统
矿井水文动态实时监测报警系统技术方案
山东科技大学机电技术研究所
山东鲁科自动化技术有限公司
前言
1、意义
水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产，其表现形式是矿井涌水量突然增大超出矿井排水系统的排水能力，因此，井下出水点的涌水量、排水沟水流量监测是一项非常重要的工作。目前，矿井一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。另外,水仓水位、井下钻孔水压、地面野外钻孔水位等参数也十分重要，有必要连续自动监测，但也普遍采用人工测量。因此，建立矿井水文自动监测报警系统十分必要。
2、系统主要实现监测内容
系统可全天候监测引起矿井水害的各种参数，并在地面监控计算机上显示和存储，一旦出现险情（根据综合信息预报），井下立即报警，以便及时采取措施，保证矿井及井下人员安全。监测数据可通过计算机网络查询，报警信息可以短信形式发送到有关人员的手机上。系统主要监测内容如下：
（1）矿井各含水层和积水区水位水压变化情况监测；
（2）矿井地面降水量、井下不同区域涌水量及其变化情况监测；
（3）矿井受水害威胁地点水文变化情况综合监测；
（4）矿井防水设施维护状况监测；
（5）矿井排水系统实际工况监测；
（6）地面地质钻孔水位、水温监测；
3、系统主要实现监测功能
（1）系统将各种防治水的因素和参数，完全集中到一个统一的数据库
之中实现数据的统一管理。
（2）定时测量间隔时间1分~24小时可以任意设置。
（3）具有初步的分析功能，显示各个地点历史数据，历史曲线可以自动绘制。
（4）可以根据需要自动打印有关的报表和曲线。 （5）具有超限自动报警功能，出现异常立即报警。 （6）具有网络管理远程管理功能。
（7）地面水文地质钻孔实现无线遥测通信功能。 4、系统硬件组成及工作原理
图3.1 系统组成
遥测分站
监控计算机
通信接口
局域网
钢丝电缆
本安电源
本安电源
分站级RS485总线
通信分站
通信分站
接线盒
传感器级M-BUS 总线
接线盒 快速接头
智 能 水压 传感器
智 能 水压 传 感 器
智 能 水压传感器
如图3.1所示，水文观测系统主要由智能型水压传感器、智能型水位传感器、智能型位移传感器等)、监测分站、通信线路、通信接口及计算机组成，分布在各测点的智能型传感器完成被测量（钻孔水压）的测量，并通过一条公共传输线路（传感器级M-BUS总线：四芯电缆，其中两根供电，两根通信）将测量数据发送给监测分站，再由监测分站通过另一条公共传输线路（终端级M-BUS总线：四芯电缆，其中两根复位，两根通信）远传至地面监控计算机，实现集中处理、存储、报警，并送入矿和集团公司的计算机网络。有关领导和部门只要打开各自的计算机，就可通过网页浏览、查询全部监测内容。各类传感器一般都受环境温度影响，为掌握影响程度，进行温度补偿，所有智能型传感器都装有温度传感器，温度传感器还可用于测水温。
系统分为三个网络层次，第一层由智能型传感器和监测分站组成，监测分站为主机，通过发送不同的地址（每个智能传感器都设有唯一的地址，地址范围1～100）依次控制各智能型传感器执行测量工作，并读取和存储其测量数据。智能型传感器采用总线集中供电方式，即由监测分站输出一对电源线，给智能型传感器供电，而监测分站由防爆电源直接供电；第二层由监测分站与监控计算机组成，监控计算机为主机，通过发送不同的地址（每个监测分站都设有唯一的地址，地址范围1～255）依次选通各监测分站，并读取其存储的测量数据；第三层为计算机局域网络，监控计算机作为网络结点，兼有文件服务器功能。第一、二层拓扑结构均为M-BUS 总线型，特点是多个网络结点可共用一条通信信道，非常适合煤矿井下测点分布较广的情形。M-BUS总线是欧洲标准的2线串行总线，专门为耗能测量仪器传送信息而设计，具有通信设备容量大（255点），通信距离远、通信速率高、布线简便（无极性、可任意分支，普通双绞线）、抗干扰能力强等优点。
当终端级M-BUS总线距离长或挂接监测分站较多时，需在总线上加终端中继器，以提高通信距离，终端中继器由单独的本安电源供电。同样，
当传感器级M-BUS总线距离长或挂接智能型传感器较多时，需在总线上加传感器中继器，以提高通信距离，传感器中继器也由单独的本安电源供电。
1 系统简介
矿用水文监测系统是利用计算机技术、通讯技术、传感器技术解决矿井水害防治问题，是多学科领域与水文科学相结合的产物。
该系统集矿井水文数据采集、数据处理、数据网络共享、矿井水害预警、辅助决策于一体，采用现代化的监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治。对保障煤矿的安全、正常生产具有重要的意义。
该系统由硬件系统和软件系统组成。系统的硬件部分研究内容主要有：传感器、遥测分站、传输系统（无线或有线方式）和水文监测主机等，系统可以通过传感器和遥测分站将地面或井下采集到的各种水文实时数据，使用GSM网或工业控制网，按照设计的通信协议，将各观测点的水文数据传输、处理并存储到水文信息数据库中。
系统的软件部分研究内容主要有：水文数据的实时采集、组织与数据库建立、水文数据分析处理、数据发布以及智能预测预警功能的实现。
2 总体功能描述
矿用水文监测系统是根据煤矿系统的规范和要求，充分利用数据采集技术、计算机技术、网络技术和数据库技术等实现地下水水文数据的采集、处理和发布为一体的综合信息管理系统，是现代化科技与管理密切结合的一项系统工程。它是煤矿部门实现地下水管理现代化、决策科学化的一个重要过程。其核心是数据的采集处理和信息发布，通过将水文数据采集并处理后发布给相关各个煤矿部门，为各个部门在实施煤炭安全开采上提供有力的决策依据和参考，最终实现避免突水事件发生、避免煤矿发生水灾这一目的。
对于本系统，从一般的意义上来说，是要实现从数据采集处理到信息发布处理的全过程的自动化，主要包括以下几个方面:
l)数据采集自动化:
即应通过一定的采集方法，能够将煤矿部门需要的地下水的水位（水
压）、流量、温度等数据自动的采集并按照一定的方式存贮。
2)数据处理自动化:
采集到的数据能够以实时数据、报表统计、图形等形式直观的显示。
3)信息发布自动化:
由于煤矿各个部门息息相关，因此，采集到的水文数据通过网络简单快捷发布给各个相关部门。
3 系统体系结构
3.1 体系结构示意图
整个系统覆盖的范围包括:分布于井下的监测点和井上监测点、水文在线监测系统中心主机、煤矿网络中心服务器、煤矿企业各部门;从与外部发生的联系来看，整个系统与三类外部实体发生联系:传感器、系统管理员和企业各部门用户。在每个测点由多功能监测仪监测、采集水文数据信息；利用矿上现有的以太网将井下采集到的数据提取到动态水文多参数遥测系统数据库；再由软件将井下和井上各个测点的数据集中起来存放到企业网络中心数据库中，并进行统计处理，提供给用户查询。可设置一台数据采集工作站专门用于数据采集、提取，设置一台数据库服务器用于数据的存贮。矿上各部门的终端用户通过煤矿企业网实现地上、井下水文多参数信息的查询与统计分析。
本系统采用以互联网为基础的三层体系结构，高层为集团公司，中层为煤业公司，基层为生产矿井，如图3-1所示，在三层结构中，可以采用组合的方式构成独立运行的系统模式，能够构建的系统模式如下：基层系统
基层系统+中层系统
基层系统+高层系统
基层系统+中层系统+高层系统
每种系统模式都可独立运行。采用如此的系统模型使本系统可以适应各种组织结构。
3.2 基层系统组成拓扑结构
本系统分为矿井井上和井下两部分，采用树状星型网络拓扑结构。
井上部分为地面水文长观孔的水位、水温监测，地面水位水温遥测自动记录混合分站采集水位和水温数据，通过GSM网络将数据传送到主站微机，进行数据处理。
井下部分利用水文监测分站进行数据采集，通过专用通讯电缆或井下环型以太网将数据传输到地面中心站，再通过局域网将数据发送到水文监测系统数据库。
图3-1 基于网络的水文在线监测系统网络结构图
互联网
防火墙
高层信息中心
（集团公司）局域网
ADSL 宽带
GPRS
水文监测分站
中层信息中心
（矿务局）
水文监测主站
（矿井）
中层信息中心
（矿务局）
中层信息中心
（矿务局）
水文监测主站
（矿井）
水文监测主站
（矿井）
水文监测分站
水文监测分站
基层部分采用物理三层结构，分别称为数据采集层（各种监测分站），数据处理层（实时监测主站），水文数据库及网络发布层。基层数据通讯可以采用矿井以太网、专用通讯线及电话线三种方式。
本系统实现了从数据采集、数据处理、数据的网络发布与应用。每一层都由软硬件两部分组成。
4 硬件系统组成及功能
3.1 系统硬件组成
系统由中心监测站和井上、下若干类分站构成。
3.1.1 主站组成
（1）工控计算机一套
（2）地面数据通讯主机一台
（3）打印机一台
（4）矿用调制解调器一台
（5）实时数据处理软件一套
（6）B/S模式网络版数据处理软件一套
（7）网络服务器一台
（8）UPS稳压电源一台
3.1.2 水文监测分站
3.2 系统功能
3.2.1 主站功能
（1）通过通讯设备向分站发送命令或接收分站采集数据。
（2）将处理后的监测数据实时显示并保存到磁盘。
（3）数据异常值（骤变、超出上下警戒值、掉电）声、光、电报警功能。
（4）实时显示水文分站相关参数值及监测值。
（5）设置井下分站的相关参数。
（6）实现数据的查询、编辑及导出功能。
（7）对数据进行处理，生成各种报表并打印输出。
（8）绘制多种参量的曲线图及直方图。
（9）进行水文数据的网络发布,各有关部门可通过网络进行数据浏览。
3.1.2 分站功能
（1）数据采集
（2）数据暂存
（3）数据显示
（4）井上子站通过GSM网将数据传输到主站微机
（5）井下子站将数据通过信号线传输到数据通讯分站
4系统主要技术指标
4.1 测量参数指标
（1）水位测量范围：0---1000米任选准确度：1‰F.S；
（2）水压测量范围：0Mpa-10 Mpa 准确度：1‰F.S；（3）温度测量范围：0---100℃准确度：0.2℃；
（4）明渠流量测量范围：≤10000 m3 /h 测量误差：≤5‰F.S；（5）管道流量测量范围：根据管道直径确定测量误差：≤1‰F.S；
4.2 主站
（1）数据传输方式：GSM-SMS
（2）分站容量：≤255
（3）网络传输协议：以太网、TCP/IP
（4）数据库：SQL SERVER
（5）地面测量时间间隔：1分钟---24小时任意设置；井下0.2秒；4.3 分站
（1）工作电压：(18±1)V DC；
（2）工作电流：≤500 mA；
（3）通讯接口：RS485总线；
（4）传输速率：1200 bps；
（5）分站数据存储容量：7272组数据；
（6）分站操作方式：中文菜单式；
（7）防爆型式：矿用本质安全型。
5系统分站安装方法
5．1井下管道流量、压力、水温有线遥测分站安装测量方法
井下管道流量、压力、水温分站的安装较为复杂，一般进行这样安装的观测孔都是对孔，一个孔测压力，另一个孔测量流量，压力测量孔要求影响孔的防水，所以就采用一个增加一个三通，将监测仪器和传感器安装在保护罩内，另外增加一个阀门，只有关上最上面的阀门，才能将压力传导到传感器。流量传感器下游增加一段管道，使流量传感器保持满管水。
图5-1井下管道流量、压力、水温有线遥测分站安装图
5.2 井下水压水温有线遥测分站安装测量方法
井下水压、水温有线遥测自动记录混合分站的安装方法和井下管道流
量、压力、水温有线遥测自动记录混合分站安装类似，只是少了流量监测传感器而已。
图5-2 井下水压、水温有线遥测分站安装图
5.3 井下明渠流量、水温有线遥测分站安装测量方法
1）流速-水位计算法（简称流速-水位法）测出流通通道某局部（点、线或小面积）流速，代表平均流速，再测量水位求得流通面积，乘局部流速与平均流速间的系数，经演算求取流量。
图5-3 井下超声明渠流量、水温有线遥测分站安装图
图5-4 井下明渠流量、水温有线遥测分站安装图
图5-4 井下明渠流量、水温有线遥测分站安装图
本系统根据煤矿水质较浑浊，含杂质多的特点，采用流速面积法（超声法）和测流槽法两种方法进行测量。
5.4 地面水文长观孔无线遥测分站安装测量方法
采用投入式传感器，利用压力计算水位，将传感器投入观测孔内，传感器输出的压力频率、温度频率和水对传感器的压力、水的温度成正比。
按照下式计算水位埋深和水温：
H=L-h=L-K(f-f0)
T=K(f-f0)
K为线性系数
f 为实测频率
f0 为初始频率或成为零频
图5-5 地面水位、水温无线遥测分站安装示意图
6 软件系统组成功能
6.1 软件体系与模块设计
应用软件系统主要由单机版和网络版组成，单机版可分成数据采集、数据处理、数据分析和系统管理等模块；网络版(水文数据网络发布系统)可分成前台和后台两部分，前台包括数据浏览、曲线浏览、报表浏览，后台包括基本信息管理、用户管理等模块。矿用水文监测系统的软件体系结构如图6-1所示。
图6-1 应用软件系统体系与功能模块设计
6.2 应用软件的设计与实现
主要功能是水文孔基本资料的输入、多参数水文数据的采集、水文数据的查询、水文数据的可视化、水位趋势分析以及异常情况报警等，系统以矿井水文信息的查询和分析为核心，提供了输入编辑、查询、分析、输出等实用而丰富的管理功能。核心任务是：为进行切实可行的矿井水害预测预报提供可靠的数据来源与趋势分析。
多参数水文动态监测智能预警系统
数据采集 数据处理 数据分析 系统管理
地面数据采集 曲线浏览 报表统计
对比分析 图
实时数据报警 趋势 分析预警 基本信息管理
系统设置
帮助
井下数据采集
数据查询 水文数据网络发布
水文数据网络发布系统
前台 后台
数据浏览 曲线浏览 报表浏览 用户管理
基本数据管理 实时数据 历史数据 实时曲线 历史曲线
日统计报表 月统计报表 年统计报表
集团管理 矿局管理
矿管理
测点管理
6.2.1 多参数水文动态监测智能预警子系统实现效果
图6-2 预警系统主界面
图6-3 实时数据显示
图6-4 历史数据查询
图6-5 水位埋深曲线图
图6-6 水位标高曲线图
图6-7 水位变化直方图
图6-8 同层水位对比曲线图
图6-9 复合式日曲线报表
图6-10 复合式月、年曲线报表
图6-11 任意时段曲线报表
【CN209485436U】一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920597521.8 (22)申请日 2019.04.28 (73)专利权人 四川中联云控科技有限公司 地址 610000 四川省成都市郫都区德源镇 (菁蓉镇)胜利北街189号3楼 (72)发明人 张帅 (74)专利代理机构 北京天奇智新知识产权代理 有限公司 11340 代理人 杨春 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种基于无人机的多传感器无线环境监测 系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种基于无人机的多传 感器无线环境监测系统，包括地面环境监测及指 挥中心、4G/5G基站、无人机空中监测子系统、无 人机地面控制终端、地面指挥车、数据库服务器、 监控服务器、地面监控终端、监测数据PC机和电 视墙，所述地面环境监测及指挥中心包括无人机 地面控制终端、地面指挥车、数据库服务器、监控 服务器、地面监控终端，所述地面环境监测及指 挥中心通过4G/5G基站与无人机空中监测子系统 无线通信，所述数据库服务器、监控服务器分别 与监测数据PC机和电视墙连接。本实用新型结合 无人机实现了对于监测点空中各类环境数据的 科学、全面、精确监测，并可以实时预警执法处 理， 对于治理大气污染具有重要价值。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209485436 U 2019.10.11 C N 209485436 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209485436 U 1.一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，包括地面环境监测及指挥中心(1)、4G/5G基站(2)、无人机空中监测子系统(3)、无人机地面控制终端(4)、地面指挥车(5)、数据库服务器(6)、监控服务器(7)、地面监控终端(8)、监测数据PC机(9)和电视墙(10)，所述地面环境监测及指挥中心(1)包括无人机地面控制终端(4)、地面指挥车(5)、数据库服务器(6)、监控服务器(7)、地面监控终端(8)，所述地面环境监测及指挥中心(1)通过4G/5G基站(2)与无人机空中监测子系统(3)无线通信，所述数据库服务器(6)、监控服务器(7)分别与监测数据PC机(9)和电视墙(10)连接；所述无人机空中监测子系统(3)包括飞控计算机单元(31)和与飞控计算机单元(31)连接的污染气体传感器(32)、粉尘传感器(33)、摄像头(34)、气象传感器(35)、电源模块(37)、存储模块(38)、4G/5G无人机图传模块(39)、4G/5G无线通讯模块(310)、GPS模块(311)，所述电源模块(37)还连接太阳能电池板(36)。 2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述污染气体传感器(32)包括但不限于二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、氮氧化物传感器。 3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述粉尘传感器(33)型号为DSM501。 4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述气象传感器(35)包括但不限于风速传感器、温湿度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、光照度传感器。 5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述电源模块(37)为锂电池。 6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述地面监控终端(8)为手机或者PDA。 2
水位自动监测、水位自动监控系统
水位自动监测、水位自动监控系统 一、适用范围 水位自动监测（水位自动监控系统）适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。 二、系统目标 水位自动监测（水位自动监控系统）监测水位动态信息，为决策提供依据。 三、系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。 四、系统组成 水位自动监测（水位自动监控系统）主要由监控中心、通信网络、水位监测终端设备、测量设备等四部分组成。 ◆监控中心： 主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS数据传输模块DATA-6107。 主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。 ◆通信网络：INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。 ◆终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。 ◆测量设备：水位计或水位变送器。
水位自动监测（水位自动监控系统）拓扑图 五、系统功能 ◆ 水位自动监测（水位自动监控系统）可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。 ◆ 采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。 ◆ 上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。 ◆ 支持串口水位计、0-5V 或4-20mA 信号输出的水位变送器。 ◆ 支持220VAC 供电、太阳能供电、锂电池供电。 ◆ 现场监测终端具备数据存储功能。 ◆ 可远程设置终端工作参数，支持远程升级。 ◆ 水位监测（水位监测系统）监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。 GPRS 浏览客户 市、县分中心 服务器 监控工作站 领导/其他处室 防火墙 局域网 INTERNET 公网 打印机 市电供电 监测终端 DATA-9201 太阳能供电 监测终端 DATA-9201 电池供电 监测终端 DATA-6216 超声波水位计 雷达水位计 投入式水位计
矿井水文动态监测系统技术规格书.doc
技术规格书 编制： 地测科： 地测副总： 总工程师： XX 矿 二零一零年七月十二日 一、总则 1、本规格书适用于矿综合水文动态监测系统。它提出了该系统及
其附属设备的功能设计、结构、性能、安装和实验等方面的技术参数。 2、本规格书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应保证提供符合国家标准、规范和本规格书的优质产品及其相应的优质服务。对国家有关安全、环境保护等强制性标准，必须满足其要求。 3、如果供方对本规格书的条文没有书面提出异议，那么需方可以认为供方提出的产品完全符合本规格书的要求。如有异议，不管是多么微小都应在投标书中以“对规格书中的意见和同规格书的偏差”为标题的专门章节中加以详细描述。 4、在签订合同之后，甲方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，具体项目由甲方、供应方共同商定。 5、本规格书所使用的标准如遇与供方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。 6、设备采用的专利涉及到的全部费用均认为包含在设备报价中，供方应保证甲方不承担有关设备专利的一切费用。 7、本规格书未尽事宜，由供需双方在合同技术谈判时协商确定。 二、项目概况 矿井水害一直是制约我国煤炭生产的因素之一，严重威胁着煤矿的安全生产。在煤矿生产过程中，对采掘工作面的涌水量、水沟流量、含水层水位动态情况等进行监测，了解水文动态情况，及时发现危险征兆并采取预防措施，是一项非常重要的防治水工作。
目前，煤矿众多观测点的水文动态情况一般由人工定期逐点观测，一是需要观测人员多，且工作量大；二是观测密度满足不了水害预测预报对观测的实时性要求，特别是水害事故发生前，不能及时发现异常情况；三是难以同步获得各观测点数据；四是人工观测经常出现人为的观测误差。矿井综合水文动态监测系统可彻底解决上述问题。 三、系统总体要求 本次系统集成投标厂家需要建立矿井的综合水文动动态监测网络系统，包括地面水文遥测和井下水文监测2个子系统及其集成。 根据煤矿建设和生产的特点，此系统应满足： 1）硬件设备选型必须符合有关国家标准和行业标准，并通过国家技术监督局认定的型式检验。用于防爆环境的设备，还必须通过国家技术监督局认定的检测机构的防爆检验，并取得“防爆合格证”。下井设备还应取得国家煤矿安全局的“煤矿安全标志”，要充分考虑满足防爆、防尘、抗高温潮湿和电磁干扰的要求。地面系统充分考虑防雷和抗电磁干扰的设置。 2)在物理上和逻辑上都有考虑到网络通信的冗余，确保网络通路的安全。 3）系统应可靠、稳定性强、人机界面友好、操作简单、维护方便。 4）方案厂家对整个系统元器件的选型和配置，要求质量可靠，设备一流。并对整个系统的性能及所需软硬件作介绍。
河道智能监测系统
河道智能监测系统 系统概述 河道智能监测系统适用于远程监测自然河流、人工运河、景观河道等的实时水文状况。河道智能监测系统在及时掌握河流水源变化情况并及时预警洪涝事故、避免人员和经济损失等方面有着重要意义。 系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容各种类型的流速、流量仪表和水位、水温、水质、降雨、蒸发等传感器。 解决方案 1、系统组成 河道智能监测系统DATA-9201由监测中心、通信网络、前端监测设备、测量设备等四部分组成。 ◆监测中心：由服务器、公网专线（或移动专线）、水文监测系统软件组成。 ◆通信网络：GPRS/短消息/北斗卫星、Internet公网/移动专线。 ◆前端监测设备：水文遥测终端。
◆测量设备：雨量传感器、水位计、工业照相机或其它仪表变送器。 2、中心配置 监测中心设备主要由服务器和公网专线组成，服务器上安装操作系统软件、数据库软件和水文监测系统软件。 水文监测系统软件采用C/S结构设计。具有操作权限的管理人员，安装访问客户端后才可远程登入该系统，保证了系统的安全性。 3、通信网络 监测中心具备宽带网络（类型：光纤、网线、ADSL等），并绑定固定IP。 前端监测设备可采用GPRS、短消息或北斗卫星等多种通讯方式向监测中心
传输数据。 4、前端监测设备 ◆采用超低功耗设计，核心产品选用GPRS低功耗测控终端，可大大减少太阳能供电成本，同时降低施工难度。 ◆支持GPRS、短消息、北斗卫星等多种无线通讯方式。 ◆支持与多中心进行数据通信。 ◆GPRS实时在线传输数据时，可设定各项监测数据的上、下限报警值，数据越限时主动上报。 ◆维护方便，终端支持就地/远程设定工作参数，支持就地/远程升级设备程序。 ◆铁制/不锈钢防护外箱可选。 ◆可定时为变送器供电。 ◆可输出开关量控制信号，实现设备的远程控制。 ◆可接入工业照相机，定时、异常情况对现场进行拍照，将照片发送给监控中心。 系统功能 管理功能：具有数据分级管理功能，监测点管理等功能。 采集功能：采集监测点水位、降雨量等水文数据。 通信功能：各级监测中心可分别与被授权管理的监测点进行通讯。 告警功能：水位、降雨量等数据超过告警上限时，监测点主动向上级告警。 查询功能：监测系统软件可以查询各种历史记录。 存储功能：前端监测设备具备大容量数据存数功能；监测中心数据库可以记
矿井水文动态监测系统在煤矿防治水中的应用
矿井水文动态监测系统在煤矿防治水中的应用 【摘要】潘二煤矿安装了矿井水文动态监测系统，通过近两年来的应用，水文技术人员能够动态掌握井上、井下水文钻孔水位、水压、水温、流量等水文情况，起到了预防水患的作用，并为论证A组煤层开采的可行性、设计方案的科学性以及生产的安全性提供了有力的水文资料，确保在开采A组煤层时能取得最佳经济效益。 【关键词】水文；动态；监测；防治水 潘二煤矿现年产量为360万吨，一水平的C组煤、B组煤已近枯竭，下一步主采煤层为B组的4煤和A组的3煤。B4煤属于强突出煤层，为了能够尽快解放B4煤，潘二煤矿通过相应的安全技术措施，将A3煤作为B4煤的下保护层开采。不但确保了矿井的可持续发展，还为今后整个潘谢矿区A组煤的开采提供宝贵的经验。 A组煤的开采受地下水威胁比较严重，为了安全开采A组煤层，必须首先施工相应的疏水降压巷道和配备相应的疏干降压设施，并制定相应的安全技术措施来确保安全生产，因此对地下水的监测就十分必要了。潘二煤矿原先采用各种各样的监测方法，基本上是以人工为主，在不同程度上存在这样那样的缺陷。因此，潘二煤矿安装了西安欣源测控技术有限公司研发的KJ402矿井水文动态监测系统，该系统精度高、实时性强、运行可靠、自动化程度高，能够连续长期测量、分析数据，适用各种不同环境的水压水位观测，对于及时处理水患，保障煤矿的正常安全生产具有重要的现实意义。 1 KJ402矿井水文动态监测系统简介 KJ402矿井水文动态监测系统是对矿井上、下水文观测点进行综合监测的系统。系统以工控机为核心，集电子、通讯、网络和水文等技术为一体的现代化监测系统，它涉及到水文数据的采集、显示与上传，通过网络来进行各部分的连接工作，最终完成在煤矿企业内部水文信息数据的共享。 通过本系统，技术人员可在地面办公室内动态监测井上、井下各水文观测点的水位、水压、水温、流量信息。在遇突发事件，如断层、不良封闭钻孔、顶板渗水等引起井下透水事故时，水文技术人员通过分析系统主站内井上、井下各分站反馈回的综合信息，便可迅速判断出是哪个层位的含水层透水及涌水量，从而进行有效引、堵、排水工作，大大提高了矿井的安全生产。 2 KJ402矿井水文动态监测系统的组成 整个系统由2个子系统组成：地面水文遥测系统和井下水文监测系统组成。 2.1 地面水文遥测系统
佛山市马口水文站智能感知系统
佛山市马口水文站智能感知系统 发表时间：2018-10-31T18:44:06.577Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：韩晶[导读] 物联网技术的应用给现代化的水文遥测管理带来了新的思路，对遥测站的故障排除更有针对性、时效性 广东省水文局佛山水文分局广东佛山摘要：物联网技术的应用给现代化的水文遥测管理带来了新的思路，对遥测站的故障排除更有针对性、时效性。本文以佛山市马口水文站作为试点开发了智能感知系统，该系统对提高水文遥测站点管理水平、提高水文监测工作效率有重要的实用价值，值得推广。关键词：物联网技术；水文监测；智能感知马口水文站位于西北江三角洲顶端、广东省佛山市三水区西南街道金本，是西江进入珠江三角洲河口区的首个控制站，作为国家重点水文站和珠三角重要控制站，马口水文站担负着向中央、水利部、省市及地方的报汛任务，为广州、佛山、中山、江门、珠海、澳门等地 区的防汛抗旱、城镇供水用水、水资源开发利用与管理保护，提供重要的基础信息与技术支撑，对下游的防洪防涝起着举足轻重的作用，是守护粤港澳大湾区经济、社会和民生安全的关键节点。由于珠三角地区雷暴频发，雷电灾害造成的损失占珠三角地区自然灾害损失的5.84%，已经成为影响珠三角地区的第四大灾害。水文遥测设备雷击之后造成仪器损坏，后续维修耗费人力物力影响数据接收。本文结合马口水文站的实际水文监测情况对智能感知系统的实际应用情况进行探讨。 1 系统架构 1.1物联网及其体系架构物联网技术将传感器技术、通信技术、分布式计算技术与现代化控制技术紧密结合，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网的体系框架包括感知层、网络层、应用层和公共技术。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括各种监测要素传感器、摄像头、GPS等感知终端，其主要功能是识别物体、采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，实现物联网的智能应用。 1.2智能控制终端系统架构系统采用二级架构，传输采取以太网组网方式，以建设1个监控中心工作站，100个前端监控单元FSU。系统由数据采集、数据传输、监控管理平台几个部分组成，通过TCP/IP网格构建成一个网络化、系统化、集中化的监控管理平台。 图1 马口水文站智能感知系统架构 2系统组成 在佛山市三水区马口水文站建设的智能感知系统主要包括以下两方面。 2.1智能电源保障系统Ibox 智能电源保障系统Ibox是由自动重合闸、动传保障器ipower、开关电源、电池组成。自动重合闸是针对雷击、过欠压、异常漏电等原因导致的跳闸情况可进行自动合闸。尤其在雷暴天气，感应电流电压超过阀值后将进行跳闸保护仪器，感应电流电压恢复正常后将自动合闸，在雷暴日较多的珠三角地区，对仪器起到保护作用。动传保障器ipower可输出多路电源（本系统采用5路），并配合后台智能电源保障系统平台软件实现远程可对任何一路电源进行管理，包括对每一路电源负载（采集终端或传感器）进行检测，发现异常情况可单独对某一路电源进行断开或该路电源负载进行重启功能。Ibox动传保障箱通过集中供电模块、ipower动传保障器、交换机（通信设备）集成在一个箱体内，避免了设备在安装时候需要大量布线的情况；并且箱体通过接线端与外部连接，方便了智能控制终端的安装、拆卸和更换。动传保障监护管理系统可以实时监控运行状态、预期故障发生、迅速排除故障、记录和处理相关数据、进行综合管理、从而节约值班人员调度等多重能力，进而提高关键设备运行的可靠性以及保证通信网络的安全畅通及实现少人和无人值守。 2.2水文数据采集传输系统马口水文站智能感知系统中水文数据采集传输系统大致分为六大模块，分别为实时监测模块、历史数据模块、报表数据模块、报警数据模块、后台管理模块和日志查询模块。系统可进行马口水文站多个变量的数据采集监测，包括蒸发、雨量、气压、风速、风向、温度、湿度、土壤墒情、水位等，并通过GIS 地图、虚拟三维模型展示监测的数据和设备的运行状态，当出现异常情况通过平台自动告警及短信通知值班人员，同时可实现远程控制拍照。并且系统自带wifi功能，能在不开箱的情况下查看实时监测数据并对设备进行参数设置，大大方便了巡检人员的巡检工作；移动侦测功能，内置针孔摄像头，当箱门异常开启会触发延迟拍照，给打开机箱门的人进行拍摄，起到一定的防盗作用亦可作为巡检记录。数据存储功能，采用标准DDR2SDRAM，结合智能电源保障系统，在传输网络或外部供电中断的情况下把需要的数据暂时保存到采集终端。 3.系统特点及功能 3.1 系统特点（1）实时可靠的告警分析与管理。实时采集各个监控点状态，并对监控点分析与判断，状态改变或超过设定阀值即触发告警，告警反应时间10s以内，及时有效预期故障发生。（2）系统根据实时监测的设备运行数据，实现资源的整合与优化，提高设备利用率，真正实现各个网点的智能化、自动化管理。（3）系统采用C/S模式，实现图形化的人机管理界面，提供多元化、多维度的报表分析功能，为维护管理及扩容扩展提供了客观、可靠、全面的辅助决策依据。 3.2系统功能系统主要包括实时监控、告警管理、数据管理、配置管理、安全管理以及增值服务六个模块。下面本文重点介绍一下几个核心模块的功能及应用。（1）监控功能
矿井水文地质概述及检查要点
第一部分矿井水文地质 一、地下水与矿井水的的基本知识 1、自然界中的水 地球上的水，以气态、液态和固态形态存在于大气圈、地球表面及地壳中。地球上的总水量约占地球体积的1﹪，约14亿立方公里。大气圈、水圈、岩石圈里的水，彼此之间有着密切的转换关系，要通过水的循环来实现。------大循环、小循环。 1）地下水的主要类型：包气带水（土壤、沼泽等）、潜水（冲积层）、承压水（奥灰岩溶水）。 2）地下水水质：地下水水质有好多分类方法，如按水的温度分类、按矿化度分类、按酸碱度分类、按硬度分类、按放射性、耗氧量、卫生条件分类等等。 2、矿井水的主要来源 1）煤层及煤系围岩中的地下水：孔隙水、裂隙水、岩溶水。 2）地表水源：河、湖、海、水库、水塘等。 3）大气降水的直接渗入。 4）老窑及淹没井巷积水。 3、矿井水的涌水通道 1）自然通道：孔隙、裂隙、岩溶、透水断裂带。 2）人为通道：未封闭或封闭质量差的钻孔、回采后顶板冒落和底板鼓胀裂隙、矿井排水后因潜蚀掏空产生的疏通裂隙和地表塌陷。
3）影响矿井充水的因素：自然因素----地形、煤层上下岩层的组合形式、地表水。 人为因素----开拓方式、采煤方法、疏干方法。 二、矿井水文地质 1、矿井水文地质工作的基本任务 1) 开展矿区（井田）水文地质补充调查、补充勘探和水文地质观测工作。 2) 为矿井建设、采掘、开拓延深、改扩建提供所需的水文地质资料或专门报告。 3) 在采掘过程中进行水害分析、预测和防探水。 4) 开展矿区（井田）专门防治水工程中的水文地质工作。 5) 为补充和改善矿区（井）生产、生活供水进行调查、勘探，提供水源资料。 6) 根据需要开展老矿区环境水文地质调查和研究。 2、地质类型的划分 1) 划分依据：矿区水文地质条件、井巷充水及其相互关系、受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性、补给条件、单井年平均涌水量、开采受水害影响程度、防治水工作难易程度等。 2) 煤矿矿井矿井地质类型：水文地质简单、水文地质中等、水文地质复杂、水文地质极复杂。（崔矿为水文地质比较复杂----专家意见） 3、补充调查与观测
无人机河流环境监测解决方案
无人机河流环境监测解决方案 由于内陆水体环境复杂、水域面积相对小且污染类型多样，对数据精度要求较高，因此目前无人机遥感技术在内陆水环境监测中的应用研究相对较少，主要是利用无人机环境遥感技术从宏观上观测水质状况，航拍制作分辨率为0.1m的实景图像数据进行监测，并实时追踪和监测突发环境污染事件的发展，而在海洋中应用技术相对较为成熟，监测指标主要涵盖了水温、赤潮、海上溢油、水深、藻华等，传感器包括照相机、多光谱成像仪、CCD摄影机、轻型红外航扫仪、激光测深仪、成像光谱仪、化学传感器等。 在环境调查中，对地理信息的需求通常有如下困难：大面积观测、多时相观测、复杂区域观测、所需数据成果的多样性。而无人机低空摄影测量技术的兴起，为环境调查尤其是长度较长、区域复杂的河流环境调查提供了极大的便利。 无人机航空摄影测量系统是由无人机技术、遥感与测量技术、计算机技术等共同发展而融合的新技术，通常由硬件（包括无人机、相机、计算机等）、软件（地面站控制软件、相片处理软件、影像应用软件等）和售后服务团队组成。无人机航空摄影测量相对于常规测量具有如下的优势： 1）机动性、灵活性、安全性。无人机复杂条件起降、飞行、危险恶劣环境下（森林火灾、火山爆发等）直接获取影像。 2）低成本获取数据。无人机遥感系统的购置、运行成本都大大低于卫星和载人飞机，其对场地和人员的技术要求也比载人飞机低，且日常维护简单，使遥感数据的获取成本大大降低。 3）大面积观测。无人机观测的面积和多个因素相关，例如相机、需求的分辨率、飞行高度、飞行时间。以下是在250px的分辨率下，不同传感器的飞行高度以及单张照片的覆盖面积。
4）复杂区域观测。对于一些复杂区域例如河流、滩涂等常规测绘工具难以进入的区域，无人机测绘具有巨大优势。 5）分辨率高、多角度。低空多角度拍摄，直接获取地面纹理信息，有效避免卫星遥感和普通航空摄影测量建筑物遮挡问题。空间分辨率能达到分米甚至厘米级，可用于构建精确的数字模型和三维立体景观图。 6）成果丰富。无人机航空摄影测量系统能够提供丰富的测量成果，如点云、DEM、DSM、DOM，甚至三维模型。 河流沿岸的排污企业 排污口将正射影像导入到谷歌地球，可以清晰地看出，无人机获取的正射影像跟原谷歌影像完美“拟合”，这样能查看排污口在地球上的绝对位置，方便工作人员实地查找。
水文监测系统
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 水文监测工作中的问题与对策 水是生命之源，在人类的生存和发展中发挥着不可替代的作用，但是当前由水而引发的自然灾害严重威胁人们的生命和财产安全，造成了大量的财产损失和人员伤亡，因此做好水文监测工作成为社会主义现代化建设中的一个重要课题。水文监测工作涉及的范围比较广泛，且需要依靠较高的科学技术手段作为保障，特别是近年来随着水文灾害的不断加剧，对水文监测工作的质量提出了更高的要求。为此，针对当前水文监测中存在的问题，相关部门必须要加强认识，积极采取有效措施加以解决和应对，促进水文监测工作的顺利展开和发展。 1水文监测工作中的问题 1.1监测设施设备的测洪能力较低 自从1998年发生特大洪灾以来，我国的水文监测工作取得了一定的发展，用于水文监测的基础设施建设水平有了大幅度的提高，并更新和改造了大型动力测船以及水文缆道等，使得水文监测能力和质量大大提高。但是从整体上来看，水文监测设施设备的测洪能力依然较低，主要表现在以下方面：一是改造之后的测洪能力只是能够测量到设站以来的最大洪水，对于超标洪水的监测远远不够：二是对于一些大洪水或者是特大洪水的监测依然采用的是传统的浮标测洪法，监测质量低下。 1.2技术手段较为落后
在当前的水文监测中，不少监测站依然是利用测深杆来测量水深，利用流速仪来测量水流速度，利用横式采样器来采取沙样等。这些测量方式在中低水测量中的准确度较高，但是监测大洪水时往往存在着测速和取沙定位困难、精准度较差的问题。并且由于单次测验所耗费的时间较长，劳动强度较大，且所测量的数据无法自动传输给计算机，使得水文监测工作的质量和效率不高。 1.3水文监测人员的综合素质较低 水文监测工作的好坏在很大程度上取决于水文监测人员的专业水平和自身能力，但是当前很多的水文监测人员综合素质较低，在很大程度上影响和制约了水文监测工作的质量和效率。主要表现为水文监测人员不能与时俱进，在业务技术、思想政治、以及职业道德等方面存在着一定的问题和缺陷，使得水文监测的技术水平受到限制，再加上缺乏足够的责任心和责任感，在实际的工作中存在着晚测、漏测、误测等现象，使得水文监测资料的真实性无法得到保障，对以后的防灾减灾工作产生了不利影响。 1.4科技成果的推广转化工作不到位 当前我国在水文监测方面所投入的经费不足，导致水文实验研究以及科技成果的推广转化工作比较薄弱，影响了水文监测工作质量的提高。到目前为止，我国的水文工作人员在水平升级、小发明、以及小创造等活动中研发出了一批有较强实用性的科研成果，但是却仅仅局限于研发单位的内部使用，并没有得到广泛推广，无法充分发挥其价值和作用。 2水文监测问题的对策 2.1加强水文监测队伍建设 首先，要建立一支高素质高水平的职工队伍，从职称、学历、技能等方面入手，对人才结构进行合理调整，实现人力资源的优化配置，从整体上提高水文监测职工队伍的综合素质。并且要加强对职工的教育和培训工作，提高他们的专业技能和责任意识，以满足水文监测工作的实际需要；同时，还要注重对领导队伍的建设工作，提高领导管理的质量和水平。具
积水智能监测系统方案
城市积水智能监测系统概要设计书
1 前言 随着我国经济的不断繁荣，大中城市的建设也在突飞猛进地高速发展，城市圈也在已经不断扩大。为了缓解交通压力和保证出行的畅通，许多城市建设了不少的立交桥和下穿隧道。 近年来，由强降雨引起的城市下穿隧道及立交桥下低洼处存在大量积水的现象时有发生，且有愈演愈烈的趋势。在我国南方多雨的城市，积水有的竟然高达一米以上，且长时间不能及时排走，给人们的出行带来了很大的不便，严重时竟引发行人的死亡和失踪事件。此现象已经引起市政、应急、防汛、路政等政府有关部门的高度关注。一方面要积极修建并管理好排水设施；另一方面建设城市道路积水监测系统，也极为必要，它既可以为决策机构的领导提供道路积水的实时信息，也为市政排水调度管理机构提供支持，还可以通过系统中的LED显示屏以及广播、电视等媒体为广大老百姓提供出行指南。 为了贯彻执政为民、服务大众的政府理念，市政工程管理处、城市应急中心以及常州工学院将在2013年雨季来临前联合建设我市的城市积水智能监测系统，以保证广大市民顺利、安全的度过汛期。 2 系统结构 城市积水智能监测系统主要为城市道路、地面、隧道、立交桥等容易积水的场合提供预警服务。系统采用高度集成的一体化设备，包含多传感器接入，本地化预警，远程无线发射，蓄电池充放电管理等单元，具有易于架设，使用简单，待机功耗低，通信距离远，可靠性高的优点。 城市积水智能监测系统主要由市数据中心以及分布在我市各处的监测站两大组成。其中： 监测站包括积水监测仪、电子水位计、温湿度传感器、雨量传感器、视频摄像机等设备监测各个积水点的水文、气象数据，可以完成积水深度、温度、湿度、雨量等数据采集以及视频图像、图片信息的采集，并通过无线方式上传至市数据中心。 市数据中心通过相关的软件，接收并处理由监测站发来的数据，将处理的数据信息在第一时间分发给相关部门决策者，并根据具体情况及时发布预警信息。 系统结构如图所示：
无人机在环境保护领域的应用
无人机在环境保护领域 的应用 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
无人机在环境保护领域的应用 应用背景 目前我省正处在工业化和城镇化高速发展的新时期，随之而来的环境压力越来越大，环境保护任务也日趋繁重。环境基础数据资料的获取是做好当前环境保护工作的前提，随着环境保护工作要求的不断提高，环境基础数据资料的精确性、可靠性和时效性也迫切需要提高。以建设项目环境保护管理为例，在环保验收工作中，我们发现部分建设项目特别是生态类建设项目的地理位置、建设范围、规模与环评审批时的变化较大；部分建设单位未按照环评审批要求开展项目建设，非法侵占了自然保护区、饮用水源保护区等需要特殊保护的区域，对生态环境造成了较大的破坏；部分建设单位未按照环评要求进行生态恢复与建设，或者生态恢复面积与环评批复要求差距较大。此类项目建设变更对生态环境破坏大、影响长期，但因无准确的基础数据底图，难以准确甄别，环评审批、环境监理、环保验收多无据可查，给防范和后续处理工作增加很大难度，环境管理依据存在缺失。类似的问题也普遍存在于环境监测、环境监察、环境应急和生态保护等环境保护领域的其他多个方面。 无人机应用的优势 以无人机作为空中作业平台，与传统航空、航天遥感平台相比具有以下优势：（1）数据获取成本低。无人机的运行成本都大大低于卫星和载人飞机，其对场购置、地和人员的技术要求也比载人飞机低，且日常维护简单，使数据的获取成本大大降低。 （2）安全作业保障能力强。无人机采用自主和地面遥控作业方式，可进入高危地区开展工作，回避了飞行人员和地面人员的安全风险。 （3）数据精度高。无人机由于飞行高度低，可获取的影像拥有较高的图像分辨率。高分辨率航片影像可使得在较小空间尺度上观察地表的细节变化、进行大比例尺制图以及监测人为活动对环境的影响成为现实。 （4）具备快速的应急响应能力。无人机体积小、质量轻、操作方便、易于转场，其起飞降落公路或其他较开阔的地面受场地限制较小，在操场、均可起降；其可以在短时间内迅速升空，实现数据的快速获取。
矿井水文监测系统技术方案
KJ514矿井水文监测系统 设 计 方 案 诚德电子科技有限公司 二0一三年七月
1. 项目意义 在传统的矿井水文监测方法中，采用人工携带仪器进行测量和记录的方法进行监测。传统的监测方法对于所需要的监测数据不能进行实时的监测，而且借助人工来实现这一系列数据的记录和管理，工作量将是极为巨大的，而且容易出现错误，数据间断，造成管理上的混乱。在无法得到准确、连续、实时的数据和分析结果的情况下，对相关管理部门的科学、迅速的决策造成了很大的难度。在办公自动化和管理信息化的趋势下，这种落后的操作不利于建设现代化矿山的发展，达不到矿井防治水害的要求。 2. 项目设计依据 (1) 保障**煤矿安全生产、及时防治水害的需要 地下水的动态变化，能直观地反映含水层的水文地质条件，长期监测矿井主要充水含水层对防治矿井水害发生具有重要意义。及时掌握水文动态，可以达到对水害事故的早发现、早预报、早防治，保障煤矿的安全、正常生产。 (2)**煤矿水文地质类型(“中等”型) 煤监局《**矿业有限公司水文地质类型划分报告》显示，**矿水文地质类型为“中等”型。 (3) 《煤矿安全规程》(国家安全生产监督管理总局，2011)要求 第252条规定，水文地质条件复杂的矿井，必须针对主要含水层建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预测分析。并制定相应的“探、防、堵、截、排”等综合防治措施。 (4) 《煤矿防治水规定》(国家煤矿安全监察局，2009年)要求 第19条：矿井应当建立水文地质信息管理系统，实现矿井水文地质文字资
料收集、数据采集、图件绘制、计算评价和矿井防治水预测预报一体化。建立水文地质信息管理系统，可以提高防治水工作效率，提高防治水工作决策水平。 第108条：进行水体下采掘活动时，应加强水情和水体底界面变形的监测。地表水情监测一般包括：水位、水质、流量和汛期降雨量变化等；地下水情监测包括：水位、水质和水温变化等。水体底界面的变形监测主要在地表水体底界面进行。有条件的矿井应设立水情自动监测系统。 (5) 保护生态环境的需要 利用该系统可评估煤炭开采过程中对地下水资源的影响，及早采取措施避免造成对生态环境的影响。 (6) 《省煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》（晋煤安发[2012]715号）的规定 防治水安全质量标准化标准及考核评分表附表A.4中明确要求，水文地质条件中等及以上的矿井都必须建立水文观测系统（承压开采的矿井，必须建立地下水文动态观测系统），并按规定时间坚持观测和分析水情变化。 3. 项目实现的系统功能及特性 （1）、井下各水文参数实时监测、实时传输及超限报警。 （2）、建立**煤矿矿井水文数据库。 （3）、实现了现场数据的实时在线传输，及时掌握井下井上水文情况。 （4）、支持局域网客户端模式及WEB用户浏览器模式的数据共享 （5）、专线/工业环网的传输方式，适合于井下恶劣的工作坏境，保证系统的稳定工作。 （6）、使用防水航空接头，安装维护简单，防水、防尘性好。 （7）、强大的软件分析功能，具有多参数曲线同时绘制功能及统计直方图功能
水文监测系统
水文监测工作中的问题与对策 水是生命之源，在人类的生存和发展中发挥着不可替代的作用，但是当前由水而引发的自然灾害严重威胁人们的生命和财产安全，造成了大量的财产损失和人员伤亡，因此做好水文监测工作成为社会主义现代化建设中的一个重要课题。水文监测工作涉及的范围比较广泛，且需要依靠较高的科学技术手段作为保障，特别是近年来随着水文灾害的不断加剧，对水文监测工作的质量提出了更高的要求。为此，针对当前水文监测中存在的问题，相关部门必须要加强认识，积极采取有效措施加以解决和应对，促进水文监测工作的顺利展开和发展。 1 水文监测工作中的问题 1.1 监测设施设备的测洪能力较低 自从1998 年发生特大洪灾以来，我国的水文监测工作取得了一定的发展，用于水文监测的基础设施建设水平有了大幅度的提高，并更新和改造了大型动力测船以及水文缆道等，使得水文监测能力和质量大大提高。但是从整体上来看，水文监测设施设备的测洪能力依然较低，主要表现在以下方面：一是改造之后的测洪能力只是能够测量到设站以来的最大洪水，对于超标洪水的监测远远不够：二是对于一些大洪水或者是特大洪水的监测依然采用的是传统的浮标测洪法，监测质量低下。 1.2 技术手段较为落后 在当前的水文监测中，不少监测站依然是利用测深杆来测量水深，利用流速仪来测量水流速度，利用横式采样器来采取沙样等。这些测量方式在中低水测量中的准确度较高，但是监测大洪水时往往存在着测速和取沙定位困难、精准度较差的问题。并且由于单次测验所耗费的时间较长，劳动强度较大，且所测量的数据无法自动传输给计算机，使得水文监测工作的质量和效率不高。 1.3 水文监测人员的综合素质较低水文监测工作的好坏在很大程度上取决于水文监测人员的专业水平和自身能力，但是当前很多的水文监测人员综合素质较低，在很大程度上影响和制约了水文监测工作的质量和效率。主要表现为水文监测人员不能与时俱进，在业务技术、思想政治、以及职业道德等方面存在着一定的问题和缺陷，使得水文监测的技术水平受到限制，再加上缺乏足够的责任心和责任感，在实际的
矿井水文观测制度
郑州市慧祥煤业有限公司 矿井水文观测制度 编制单位：地测科 编制时间： 2014年元月
地面水文观测制度 1、认真做好地表水体分布情况调查。对于含水层露头或采动导水裂隙带能影响到的地表水体、大气降雨、水位、水量等，要坚持每月进行3次正常观测。雨季要根据降雨情况增加观测次数。 2、认真做好降雨量观测，并做好记录，建好台帐，收听收看天气预报，分析天气变化趋势，及早采取预防措施。 3、根据需要对井田范围内的水源井进行调查。内容包括取水量、水位、井口坐标、井的结构及井深等。对新打的钻孔及时上台帐登记。 4、地面14703水文观测钻孔每月3次水位观测，雨季必要时加密观测，并认真做好原始记录，及时登记上台帐。 5、进行观测工作时，应当按照固定的时间和顺序进行，并尽可能在最短时间内测完，并注意观测的连续性和精度。钻孔水位观测每回应当有2次读数，其差值不得大于2 cm，取值可用平均数。测量工具使用前应当校验。水文地质类型属于复杂、极复杂的矿井，应当尽量使用智能自动水位仪观测、记录和传输数据。
矿井涌水量观测制度 牢固树立以防为主的思想，加强矿井各地点涌水量观测，发现异常，预先进行水害预报和采取有效措施。 根据《煤矿防治水规定》要求，每月进行3次涌水量观测。雨季要根据降雨情况增加观测次数。认真做好记录，建好台帐，分析涌水量变化趋势，发现异常采取预防措施。 对于井下新揭露的出水点，在涌水量尚未稳定或尚未掌握其变化规律前，一般应当每日观测1次。对溃入性涌水，在未查明突水原因前，应当每隔1-2 h观测1次，以后可适当延长观测间隔时间，并采取水样进行水质分析。涌水量稳定后，可按井下正常观测时间观测。 当采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富水性强的含水层、穿过与富水性强的含水层相连通的构造断裂带或接近老空积水区时，应当每日观测涌水情况，掌握水量变化。确保安全生产。
无人机环境监测解决方案
1 行业现状 目前我国正处在工业化和城镇化高速发展的新时期，随之带来的环境问题也日益凸显。近年来，雾霾不断“袭击”着我国大部分城市，使得城市居民深受其害，所以对于日益严重的环境问题的监测和治理已刻不容缓。环境基础数据资料的获取是做好当前环境保护工作的前提，环境基础数据资料的精确性、可靠性和时效性也迫切需要提高。 传统环境监测面临问题 ?人工去实地勘察、采样方式， 工作量大、工作效率低，获取 信息周期长 ?采用环保、规划、测绘等部门 已有的资料作为环境监测基 础资料，数据时效性差 ?利用卫星遥感数据进行环境 污染监测，数据重访周期长， 分辨率低 ?利用载人飞机获取环境监测 基础资料，使用成本高，维修 费用高，操作复杂，空域申请 复杂
2 解决方案 2.1 建设项目环境保护管理 建设项目所在区域的现势地形图，是建设项目环评阶段环评单位编制的环境影响评价文件之一。无人机航测系统能够为环评单位在短时间内快速时效性强、精度高的图件作为底图使用，并且可有效减少在偏远、危险区域现场踏勘的工作量，提高环境影响评价工作的效率和技术水平，为环保部门提供精确、可靠的审批依据。 建设项目区域地形图测绘 ●首先，对测区地形进行踏勘，并规划无人机飞行航线； ●其次，利用固定翼无人机iFly U3搭载高分辨率航拍相机Sony A7r进行区域航拍，获 取高分辨率航片及POS数据； ●然后，利用Pix4Dmapper软件，对航拍数据进行空三加密； ●接着，利用摄影测量工作站，导入空三加密成果，进行立体测图，得到测区大比例尺地 形图； ●最后，结合高分辨率正射影像和大比例尺地形图数据，为环评部门进行环境影响评价提 供依据。 无人机制作区域地形图的优势：
水文钻孔水位、水温自动监测预警系统
水文钻孔水位、水温自动监测预警系统 一、系统的意义 复杂矿井水文钻孔水位、水温的数据监控是确保矿井安全运转的日常工作之一。目前大多矿区仍然采用传统的人工观测水位措施。该措施需要工作人员不分昼夜，不分天气好与坏，都得去现场利用皮尺或一些原始的工具手动测量。人工检测一般无法做到实时性，一些突发情况的紧急处理往往就在短短的几分钟内，因此实时性的监测显得尤为必要。 钻孔一般在野外，路况差且相对分散，如果路途遥远还得驾驶交通工具，既费时也费力，既不经济也不安全。 本系统利用GPRS/GSM无线数据传输网络对矿区水文钻孔数据进行实时采集，整理传输，达到监测与预警功能。与国家正在大力倡导建设的“数字化”矿井有机地结合，也为日常管理和监测提供基础数据。其优点：利用公网，不需自建和维护通信网；不易遭受雷电袭击和人为破坏；组网灵活，站点变动和扩充容易；数据采集站设备利用太阳能，费用低。 二、该系统应用的行业有： l、工业遥信、遥测、遥控 2、电信行业无人值守站机房监控和远程维护(如移动基站、微如移动基站、微波、光纤中继站等) 3、城市配电网自动化系统与抄表数据传输 4、高压电力设备监测、自来水、煤气管道、闸门、泵站与水厂
监控 5、城市热网系统实时监控和维护 6、环境保护系统数据采集 7、三防与水文监测 8、人民防空警报设备监测 9、气象数据采集 10、其他无人值守(如仓库、办公楼等如仓库、办公楼等)监控 11、金融、零售行业 12、移动车辆监控调度系统 13、油罐及输油管线监控 14、城市路灯监控 15、移动办公以及医疗监护 三、主要技术原理: 本系统主要由智能信息采集终端、信息综合服务器和用户终端三
矿用水文监测系统
矿井水文动态实时监测报警系统技术方案 山东科技大学机电技术研究所 山东鲁科自动化技术有限公司
前言 1、意义 水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产，其表现形式是矿井涌水量突然增大超出矿井排水系统的排水能力，因此，井下出水点的涌水量、排水沟水流量监测是一项非常重要的工作。目前，矿井一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。另外,水仓水位、井下钻孔水压、地面野外钻孔水位等参数也十分重要，有必要连续自动监测，但也普遍采用人工测量。因此，建立矿井水文自动监测报警系统十分必要。 2、系统主要实现监测内容 系统可全天候监测引起矿井水害的各种参数，并在地面监控计算机上显示和存储，一旦出现险情（根据综合信息预报），井下立即报警，以便及时采取措施，保证矿井及井下人员安全。监测数据可通过计算机网络查询，报警信息可以短信形式发送到有关人员的手机上。系统主要监测内容如下： （1）矿井各含水层和积水区水位水压变化情况监测； （2）矿井地面降水量、井下不同区域涌水量及其变化情况监测； （3）矿井受水害威胁地点水文变化情况综合监测； （4）矿井防水设施维护状况监测； （5）矿井排水系统实际工况监测； （6）地面地质钻孔水位、水温监测； 3、系统主要实现监测功能 （1）系统将各种防治水的因素和参数，完全集中到一个统一的数据库
之中实现数据的统一管理。 （2）定时测量间隔时间1分~24小时可以任意设置。 （3）具有初步的分析功能，显示各个地点历史数据，历史曲线可以自动绘制。 （4）可以根据需要自动打印有关的报表和曲线。 （5）具有超限自动报警功能，出现异常立即报警。 （6）具有网络管理远程管理功能。 （7）地面水文地质钻孔实现无线遥测通信功能。 4、系统硬件组成及工作原理 图3.1 系统组成 遥测分站 监控计算机 通信接口 局域网 钢丝电缆 本安电源 本安电源 分站级RS485总线 通信分站 通信分站 接线盒 传感器级M-BUS 总线 接线盒 快速接头 智 能 水压 传感器 智 能 水压 传 感 器 智 能 水压传感器