水文钻孔水位、水温自动监测预警系统
水文水资源监测预警系统建设方案
水文水资源监测预警系统建设方案一、引言水资源是人类生存和社会经济发展的重要基础，良好的水资源管理对于保障水安全、推动可持续发展具有重要意义。
水文水资源监测预警系统作为水资源管理的重要工具，能够及时、准确地获取水文水资源数据，并根据数据分析和模型预测，发出预警提示，为政府决策提供科学依据。
本文旨在提出一种水文水资源监测预警系统的建设方案，以加强对水资源的管理和保护。
二、系统需求分析1. 数据采集需求水文水资源监测预警系统需要搜集水文水资源的各类数据，包括水文数据（如水位、流量、降雨量等）和水资源数据（如水库蓄水量、河流水质等）。
系统需具备数据采集的能力，能够自动、准确地获取这些数据。
2. 数据存储和管理需求系统需要提供可靠的数据存储和管理功能，能够对搜集到的数据进行分类、整理和存储，并确保数据的完整性和可靠性。
同时，系统应具备一定的数据处理能力，能够对数据进行清洗、校正和分析。
3. 数据分析和预测需求系统需要具备强大的数据分析和预测功能，能够基于搜集到的数据进行统计分析、模型建立和预测。
系统应当能够根据预设的指标和标准，自动判断水文水资源的状态，及时发出预警提示。
4. 预警和报告需求系统需要具备预警和报告的功能，能够及时将预警信息传递给相关部门或人员，并生成相应的报告。
预警信息应包括预警级别、预警原因和建议措施等内容，报告应该直观、清晰地展示预警信息和分析结果。
5. 系统安全和可靠性需求系统的数据采集、存储和传输过程应具备安全性，能够有效防止数据丢失、泄露或遭到非法篡改。
系统应具备完善的备份和恢复机制，以确保系统的可靠性和稳定性。
三、系统设计方案1. 硬件设备根据数据采集需求，系统需要配置一定数量的传感器和仪器设备，用于实时监测各类水文水资源数据。
同时，为了保证数据的安全存储和高效处理，系统需要配置一台或多台服务器，并具备相应的存储和计算能力。
2. 软件平台为了实现数据采集、存储、管理和分析的功能，系统需要开发相应的软件平台。
地下水自动监测预警系统
谢谢聆听!
罗丹明，荧光素
优势
可以简单的交换所有传感器。 长期观测用安装在传感器除污 装置。
实时监测系统
系统框架
现场
数据收集 笔记本电脑
观测井
电池箱
RS-USB转 换器
※可以改变S&Dlmini的设定内容。
地下水位
电缆
传感器＋ 数据装置
数据传送
带有通信功能的数 据收集传输装置
GSM (GPRS) Internet
井
下水道 垃圾处理
场所
土壌・地下水 污染 化工工厂
发电所
地层埋藏
模拟信号
数字信号
脉冲信号
传感器
用户访问 （软件）
带有通信功能的数 据收集传输装置
数据收集传输
GSM (GPRS)
Internet
水位传感器
传感器和数据收集装置一体型 袖珍便携（ф22*158mm) 电力消费很低，不需要交换电
• 试点时间
2013-8～2014-7
项目概况
• 监测内容
pH、DO、EC、Turbidity、 Temperature和水位
• 监测设备
多参数水质计（Model-4676） 一体式水位计（Model-3030）
现场安装
水位计
蓄电池
水质计
现场维护
2013-9-18 2013-11-15
监测试点运行图
地下水自动监测预警系统
地下水质现状
全国655个城市中，超过60%的城市有地下 水饮用水源。地下水过度开采容易造成地 面沉降，植被改变，地质灾害，海水倒灌。
由于工业废水的肆意排放，导致80％以上 的地表水、地下水被污染。
水文监测系统的主要组成部分和功能
水文监测系统的主要组成部分和功能水文监测系统是用于监测和管理水资源的系统。
它通过无线传感器、数据记录仪、通信设备和数据处理软件等组成部分，实时、连续地观测和记录水文要素，如水位、水温、流量、雨量等的变化情况。
水文监测系统的设计和应用有助于及早预警水灾、优化水资源管理和保护水环境。
以下是水文监测系统的主要组成部分和功能：1.传感器：水文监测系统包括各种水文要素的传感器，如水位传感器、流量传感器、雨量传感器等。
这些传感器将水文要素转化为电信号，以便进行数据采集和处理。
2.数据记录仪：数据记录仪是用来接收、存储和处理传感器所采集到的数据的设备。
它可以实时记录传感器的测量值，并将数据保存在内部存储器或外部存储介质中。
3.通信设备：水文监测系统通常需要将采集到的数据传输到远程服务器或数据中心进行处理和分析。
为实现数据传输，系统会配备通信设备，如GSM模块、无线通信设备、卫星通信设备等。
4.数据处理和分析软件：采集到的数据需要经过处理和分析，以便提取有用的信息和趋势。
数据处理和分析软件可用于对水文数据进行图表绘制、统计分析、预测模型建立等。
5.监测站点设置：水文监测系统在水文站点上进行布设，站点的选择应考虑到水文要素的重要性和需求。
监测站点通常设在河流、湖泊、水库和雨量站等位置。
6.数据传输和展示：水文监测系统可以实现远程数据传输和实时数据展示。
用户可以通过Web界面、手机应用或电子邮件等方式，随时查看和分析监测数据。
水文监测系统的应用范围广泛，包括洪水预警、水利工程管理、农田灌溉、生态环境监测等。
它可提供准确、实时、连续的水文数据，帮助决策者制定有效的水资源管理和应急响应措施。
水资源监测预警系统
水资源监测预警系统水，是生命之源，是人类社会发展不可或缺的重要资源。
然而，随着人口增长、经济发展以及气候变化等因素的影响，水资源面临着日益严峻的挑战，如水资源短缺、水污染、水生态破坏等。
为了有效地保护和管理水资源，保障水资源的可持续利用，水资源监测预警系统应运而生。
水资源监测预警系统是一种集成了现代信息技术、传感器技术、数据分析技术等多种手段的综合性系统，旨在实时监测水资源的状况，并及时发出预警信号，为水资源的管理和保护提供科学依据和决策支持。
一、水资源监测预警系统的组成部分1、监测站点网络这是系统的基础，由分布在不同地点的监测站点组成，如河流、湖泊、水库、地下水井等。
这些站点配备了各种传感器和监测设备，用于采集水质、水量、水位、水温等数据。
2、数据传输系统负责将监测站点采集到的数据实时传输到数据中心。
传输方式包括有线传输（如光纤）和无线传输（如 GPRS、卫星通信等），以确保数据的及时性和准确性。
3、数据中心是系统的数据存储和处理核心，接收并存储来自监测站点的数据，并运用数据分析算法和模型对数据进行处理和分析，提取有用的信息。
4、预警模块根据数据分析结果，当水资源状况出现异常或超过设定的阈值时，及时发出预警信号。
预警方式包括短信、邮件、声光报警等，以便相关部门和人员能够迅速采取应对措施。
5、决策支持系统基于监测和预警数据，为水资源管理部门提供决策支持，如制定水资源调配方案、水污染治理措施、水生态保护策略等。
二、水资源监测预警系统的工作原理监测站点的传感器实时采集水资源相关数据，通过数据传输系统将数据发送到数据中心。
数据中心对数据进行清洗、整合和分析，利用数学模型和算法判断水资源状况是否正常。
如果出现异常情况，预警模块会被触发，向相关人员发送预警信息。
同时，决策支持系统会根据数据分析结果生成相应的决策建议。
例如，当某个河流断面的水质监测数据显示污染物浓度超过国家标准时，系统会立即发出水污染预警，并提供可能的污染源分析和治理建议，以便环保部门能够迅速采取行动，控制污染扩散，保护水资源。
地面长观孔水位及井下涌水量自动观测和预警技术在丁集煤矿的应用
地面长观孔水位及井下涌水量自动观测和预警技术在丁集煤矿的应用摘要：丁集矿现有地面水文观测孔12个，井下涌水量观测站7个，为能够及时准确的采集地面水文观测站含水层水位、温度、矿井涌水量，并在含水层水位、水温、涌水量出现异常时，系统必须在地面监控中心站和矿调度发出声光报警信号。
采用远程采集、实时传输的的观测系统布置，实现了可以在监控主站的计算机上对全矿井上下各监控点的水文参数进行监测，同时含水层水位、水温、涌水量出现异常时，系统在地面监控中心站和矿调度发出声光报警信号。
关键词：丁集矿；水位；涌水量；实时观测引言丁集煤矿为淮沪煤电有限公司所辖的一座大型生产矿井，2004年6月28日开始开工建设，2007年12月26日建成投产。
矿井水文地质条件中等，2016~2019年实际正常涌水量96.6m3/h，最大涌水量118.6m3/h。
本区为新生界厚松散层覆盖的勘查区，水文地质工作采用钻探取芯，测井曲线解释划分含、隔水层，钻孔简易水文地质观测，抽水试验及采样相结合的综合水文地质工作方法。
经分析对比研究所取得的水文地质资料，从而达到查明矿井水文地质条件的目的。
丁集井田含水层（组）主要由新生界松散层含水层（组）、二叠系砂岩含水层（组）和石炭系太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（组）三部分组成。
根据矿井水文地质条件，结合2019～2022年生产规划，丁集煤矿在规划期内可能遇到的水害有煤系砂岩裂隙水、断层水、老空水、钻孔水、松散层孔隙水。
煤系砂岩裂隙水为矿井直接充水水源，对全矿所有采掘进工作面均有一定影响。
为满足《煤矿防治水细则》要求，2018年11月丁集矿对矿井水文自动监测系统进行了升级改造，增加矿井井下涌水量自动观测站，用以观测矿井涌水量变化情况，并实现井下和地面数据异常变化时在地面主站和矿调度能发出声光报警信号。
1 概况丁集矿现有地面水文观测孔12个，其中新生界上含观测孔1个、中含观测孔1个、下含观测孔3个(其中1个孔水位高出孔口)、下第三系观测孔1个、火成岩观测孔1个、石炭系Ⅰ组灰岩观测孔2个(其中1个孔水位高出孔口)、Ⅱ组灰岩观测孔1个(水位高出孔口)、Ⅲ组灰岩观测孔1个、奥灰观测孔1个。
水位监测报警系统、水位自动监测报警系统
五、系统功能 ◆ 水位监测报警系统可独立运行，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。 ◆ 水位监测报警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。
---系统概述--地下水水位监测报警系统（水位自动监测报警系统）是掌握地下水变化规律、了解地
下水开采状况、指导地下水资源保护的重要手段，可对地下水的水位、水温、水质等参数进 行长期监测并自动存储监测数据，地下水自动监测系统可对地下水的变化规律进行动态分析。
针对地下水监测井分布地域广、数量众多的特点，本系统依托既有的 GPRS/CDMA 无线 网络平台进行建设，具有投资成本低、建设速度快、无通信距离限制等优点。 ---系统拓扑图---
四、系统组成 水位监测报警系统（水位自动监测报警系统）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。
• 获得“全国工业产品生产许可证”
• 取得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书 • 取得“水文实时监测管理系统”软件产品登记证书
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。
浅析多参数水文动态监测智能预警系统在煤矿的研究与应用
浅析多参数水文动态监测智能预警系统在煤矿的研究与应用【摘要】井下水害事故的发生，严重威胁着煤矿工人的人身安全和矿井安全。
传统的水文监测方法已经不能满足现代化矿井的发展需要，利用多参数井下动态水文系统对井下水文情况进行实时监测，可以及时对井下各涌水点的变化情况及相关参数进行监测，对预防水害事故的发生，保障人身安全减少经济损失起到积极的作用。
【关键词】水害；地下水文；动态监测；系统近年来随着国民经济的快速发展，社会对煤炭的需求量日益增加，随着开采深度的不断加大，井下水害已经成为影响煤矿安全生产的主要因素，井下重大水灾事故的发生给煤矿井下作业人员的人身安全和国家财产带来了威胁。
如何监测地下水的动态变化、矿井各主要排水点的涌水量变化情况可以有效的避免水害事故的发生，所以对地下水文信息的动态监测是煤矿安全生产中必不可少的内容。
羊场湾煤矿矿井水文地质类型划分为复杂型，随着开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，矿井受水害威胁的程度越来越严重。
矿主采煤层的水害威胁主要源自侏罗系直罗组底部粗砂岩含水层，传统的水文监测方法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。
这种方法既浪费人力、物力，也浪费财力，已不能适应煤矿发展的需要。
针对传统的水文监测方法中存在的问题，我矿引进了多参数水文动态监测智能预警系统来对井下水文动态变化进行实时监测。
该系统由硬件系统和软件系统组成，系统的硬件部分主要有：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，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网或工业以太网，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。
综合应用计算机科学、水文科学、电子技术、通讯技术和信息处理技术，建立水文信息资源动态管理模型。
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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
部分组成,见图1。
智能信息采集终端由CPU（ARM）、GPRS/GSM模块、检测、控制四部分组成，主要承担水位信息的采集任务，并将采集的信息通过GPRS/GSM模块发送至信息综合服务器。
信息综合服务器主要由管理控制、数据接收和发送、终端处理三个模块组成，主要实现对数据的接收、存储、显示等。
用户终端是为用户提供水位的共享界面。
用户终端分计算机终端和手机用户终端两种。
计算机终端用户安装上编制的应用程序后，可通过Internet查阅信息综合服务器种的详细水位资料。
四、系统组成
（一）系统配置
1、系统主站组成
（1）主控站工控机
（2）数据处理软件系统
（3）网络版数据发布软件
主要功能：
（1）通过数据通讯接口接收分站数据。
（2）将数据整理保存到磁盘。
（3）完成数据的显示、查询、编辑。
（4）对数据进行处理，生成各种报表并打印输出。
（5）绘制水位、温度变化趋势曲线、直方图。
（6）网络上传监测数据。
2、系统分站
分站是通过GSM无线通讯方式，连续或定时自动记录水文长观孔内水位、水温的变化情况，并利用GSM无线通讯模块将所测数据传送至主控站进行数据处理。
每个分站组成
（1）水文分站一台（2）数据通讯模块（内置）一个（3）太阳能+电池组一组（5）液位传感器一套（6）传感器专用电缆若干米
（7）防盗保护罩一套
（二）、系统功能
1、地面数据通讯接口功能
●接收各类水文分站发来的水文数据，通过串行接口发送到系
统主控站及服务器；
●接受并解释主控站发来的控制各类水文分站并进行相应操作
的命令。
2、数据处理主站功能
●通过数据通讯接口发送命令或接收数据，将数据整理保存到
磁盘，并上传到数据存储服务器；
●完成数据的显示、查询、编辑，对超限水文数据作出报警提
示；
●绘制水压（水位）、温度变化趋势曲线、水位等值线图，生成
各种报表并打印输出；
●进行水文数据的网络发布,各有关部门通过网络进行数据浏
览。
3、数据存储、备份服务器功能
●服务器是采用部件级冗余配置，硬件容错系统能够提供高可
靠性，部件出现故障时无需停止服务器运行；
●发送命令给系统主控站，实时接收系统主控站发来数据，整
理保存到磁盘，同时进行数据备份；
●对存盘数据进行网络发布，供数据上传控制站提取；
4、数据上传控制站功能
●双机备份，从数据存储、备份服务器提取数据；
●进行水文数据的网络发布,各有关部门通过网络访问进行数
据浏览。
5、各类水文分站功能
●数据采集；
●数据暂存；
●数据显示；
●通过GSM网/通讯电缆将数据传输到系统主控站。
6、数据处理软件功能
●通过遥测主站发送命令或接收数据，将数据整理保存到磁盘；
●完成数据的显示、查询、编辑，对超限水文数据作出报警提
示；
●绘制水压（水位）、温度变化趋势曲线、水位等值线图，生成
各种报表并打印输出；
●进行水文数据的网络发布,各有关部门通过网络进行数据浏
览。
五、系统技术指标
.1、系统主控站技术指标
（1）数据传输方式：GSM-SMS双向控制
（2）网络传输协议：TCP/IP，NETBUI，
SPX/IPX
（3）数据库：SQL SERVER 2000/2005
.2、系统分站技术指标
(1)数据传输方式：地面数据：通过GPRS
或GSM
（2）测量时间间隔：1分钟---99小时任意
设置；
（3）分站数据暂存容量：60000组数据；
（4）分站操作方式：中文菜单式；
（5）仪器工作温度：-40℃~80℃
（6）供电方式：太阳能+电池组。
.3、传感器技术指标
（1）水压水位传感器结构：水位+温度一体化传感器
（2）水位测量范围：0---1000米精度：0.05%F.S 分辨率：1cm；
（3）温度测量范围：0---100℃精度：0.1℃分
辨率：0. 1℃；
4、系统软件
（1）平台软件：WINDOWS2000/XP；
（2）应用软件：C/S模式实时数据处理系统，B/S模式动态浏览（3）通讯接口：RS-232/485，通讯速率：1200b/s-9600b/s （4）无线：GSM方式，不受距离限制。