Решение гидрологических и водных ресурсов

1. Обзор решения

Решение по гидрологии и водным ресурсам направлено на использование Интернета вещей (IoT), аналитики больших данных и интеллектуальных технологий мониторинга для сбора, передачи и анализа гидрологических данных в режиме реального времени. Оно помогает департаментам управления водными ресурсами лучше управлять водными ресурсами, предотвращать наводнения и оптимизировать распределение воды. Это решение включает в себя развертывание различных датчиков (таких как дождемеры , радарные датчики уровня и ультразвуковые датчики уровня) для мониторинга критических параметров, таких как уровень воды, осадки и скорость потока воды, обеспечивая научную поддержку для управления водными ресурсами.

2. Этапы реализации решения по гидрологии и водным ресурсам

   Проектирование архитектуры системы  

   - Сенсорный слой: сбор гидрологических данных с помощью различных датчиков.  

   - Уровень передачи: передача данных в центр обработки данных через беспроводные сети (4G/5G, LoRa, NB-IoT).  

   - Уровень платформы: обеспечивает функции хранения, обработки, анализа и визуализации данных.  

   - Уровень приложений: предоставление таких услуг, как мониторинг в реальном времени, публикация раннего оповещения и анализ данных для управленческого персонала. 

   Развертывание датчика  

   - Установите датчики в ключевых местах, таких как реки, водохранилища и озера, а также разместите сборщики данных и коммуникационное оборудование. 

   Сбор и передача данных  

   - Датчики собирают гидрологические данные в режиме реального времени и передают их по беспроводным сетям в центр обработки данных для обработки и анализа. 

   Анализ данных и раннее оповещение  

   - Использовать большие данные и технологии искусственного интеллекта для анализа собранных данных, создания тенденций уровня воды, предупреждений о наводнениях и прогнозов засух. 

   Интеллектуальное управление и поддержка принятия решений  

   - На основе результатов анализа данных автоматически управлять шлюзами, насосными станциями и другой водной инфраструктурой для оптимизации распределения воды. 

   Платформа визуализации и управления  

   - Предоставить департаментам управления водными ресурсами платформу визуализации для мониторинга гидрологического состояния в режиме реального времени с возможностью дистанционного управления и поддержки принятия решений.

3. Роль и ценность решения гидрологических и водных ресурсов 

   - Мониторинг гидрологических данных в режиме реального времени: с помощью датчиков осуществляется сбор данных об уровне воды, количестве осадков, скорости течения воды и т. д. в режиме реального времени, что обеспечивает точную информационную поддержку для управления водными ресурсами.  

   - Предотвращение наводнений: мониторинг уровня воды и количества осадков позволяет своевременно предупреждать о наводнениях, что позволяет сократить потери от стихийных бедствий.  

   - Оптимизация распределения водных ресурсов: на основе анализа гидрологических данных водные ресурсы можно рационально распределять для удовлетворения сельскохозяйственных, промышленных и бытовых потребностей в воде.  

   - Повышение эффективности управления: интеллектуальный сбор и анализ данных сокращают затраты на ручные проверки и повышают эффективность управления водными ресурсами.  

   - Поддержка принятия научных решений: анализ больших данных обеспечивает научную поддержку принятия решений для оптимизации стратегий управления водными ресурсами. 

Датчик дождя	Радарные датчики уровня	Ультразвуковые датчики уровня	Радарный доплеровский расходомер
Прецизионный датчик уровня	Электрод растворенного кислорода	pH-электрод	Датчик мутности

4. Гидрологические и водные датчики, их функции и роли 

   - Датчики дождя  

     - Функция: измерение количества осадков.  

     - Роль: мониторинг количества осадков в режиме реального времени для прогнозирования рисков наводнений и оптимизации планирования работы водохранилищ и управления дренажной системой. 

   - Радарные датчики уровня  

     - Функция: измерение уровня воды с помощью радиолокационных волн.  

     - Роль: мониторинг уровня воды в реках, водохранилищах и озерах в режиме реального времени, предоставление высокоточных данных для поддержки предупреждений о наводнениях и планирования водных ресурсов. 

   - Ультразвуковые датчики уровня  

     - Функция: измерение уровня воды с помощью ультразвуковых волн.  

     - Роль: подходит для различных сред водоемов, обеспечивая мониторинг изменений уровня воды в режиме реального времени и помогая в оценке водных ресурсов. 

   - Погружные датчики уровня  

     - Функция: измерение уровня воды с помощью датчиков давления.  

     - Назначение: подходит для глубоководных регионов, предоставляя надежные данные об уровне воды в режиме реального времени. 

   - Датчики качества воды  

     - Функция: измерение параметров качества воды (например, pH, растворенного кислорода, мутности).  

     - Роль: мониторинг качества воды в режиме реального времени, помощь в оценке доступности водных ресурсов и предотвращении загрязнения воды. 

   - Датчики скорости и расхода потока  

     - Функция: измерение скорости потока воды и объемного расхода.  

     - Роль: мониторинг скорости потока воды в реках и каналах в режиме реального времени, помощь в оценке потока водных ресурсов и оптимизации распределения воды.

5. Практические примеры решений в области гидрологии и водных ресурсов 

   Случай 1: Система предупреждения о наводнении на реке  

   - Предыстория: Датчики дождя, радарные датчики уровня и датчики скорости потока устанавливаются в бассейне реки для мониторинга осадков, уровня воды и скорости потока воды в режиме реального времени.  

   - Эффект: собирая и анализируя данные в режиме реального времени, система может предупреждать о наводнении за 24 часа, что позволяет местным органам власти эвакуировать жителей и сократить потери от стихийных бедствий. 

   Случай 2: Интеллектуальная система диспетчеризации водохранилища  

   - Предыстория: Ультразвуковые датчики уровня и погружные датчики уровня устанавливаются в резервуаре для отслеживания изменений уровня воды в режиме реального времени.  

   - Эффект: с помощью анализа данных система автоматически управляет затворами водохранилищ для оптимизации распределения воды, удовлетворяя потребности сельскохозяйственного орошения и городского водоснабжения, улучшая использование водных ресурсов на 20%. 

   Случай 3: Интеллектуальная система управления резервуаром  

   - Предыстория: В крупном водохранилище радиолокационные датчики уровня и измерители скорости потока используются для точного контроля уровня воды и притока/оттока.  

   - Эффект: Благодаря анализу больших данных система автоматически регулирует затворы сброса паводков, балансируя запасы воды с потребностями в борьбе с наводнениями, одновременно оптимизируя распределение водных ресурсов. 

   Случай 4: Система предупреждения о городских наводнениях  

   - Предыстория: Датчики дождя и ультразвуковые датчики уровня широко используются в городских районах, подверженных наводнениям, и интегрированы в городскую дренажную систему.  

   - Эффект: когда количество осадков превышает пороговое значение или уровень воды достигает тревожной отметки, система автоматически выдает предупреждение и быстро координирует работу дренажных систем, чтобы уменьшить ущерб от наводнений в городах.

Заключение:  

Решение для гидрологических и водных ресурсов объединяет различные датчики и интеллектуальные технологии мониторинга для обеспечения комплексного мониторинга водных ресурсов в режиме реального времени. Эти датчики не только повышают точность и эффективность сбора гидрологических данных, но и повышают научный характер и оперативность управления водными ресурсами посредством интеллектуального анализа. Оно играет ключевую роль в предотвращении наводнений, планировании водных ресурсов и защите качества воды, обеспечивая безопасность жизни и имущества людей и устойчивое развитие экологической среды. Кроме того, внедрение этого решения способствует глубокой интеграции информационных технологий с традиционным управлением водными ресурсами, стимулируя развитие интеллектуальных водных ресурсов и оказывая мощную поддержку эффективному использованию и управлению водными ресурсами.