[發(fā)明專利]一種復(fù)雜水系的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理方法及系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110309089.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102426442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙運(yùn)林;周立波;黃田;周明輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南城市學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 魏國(guó)先

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)雜水系的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理方法及系統(tǒng)，特別適應(yīng)于大型水系、湖泊和流域的敏感區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)水庫(kù)、防洪堤壩、城市取水口、交通航道等水文情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；并對(duì)水資源的合理調(diào)配和精細(xì)化管理提供直接實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持。

背景技術(shù)

水是生命之源，生產(chǎn)之要，生態(tài)之基。興水利，除水害，事關(guān)人類生存，經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前中國(guó)水資源短缺形勢(shì)正日趨嚴(yán)峻，不僅供需矛盾突出，而且由于水資源時(shí)空分布不均，導(dǎo)致水旱災(zāi)害頻發(fā)。其中除了自然因素之外，水資源管理不精細(xì)，監(jiān)測(cè)不及時(shí)，系統(tǒng)區(qū)域不協(xié)調(diào)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不全等問(wèn)題也是其中非常重要的原因，水資源管理技術(shù)難以適應(yīng)新形勢(shì)。因此，摸清各區(qū)域水利、水資源“家底”，提高水資源利用率，對(duì)水資源進(jìn)行精細(xì)化管理，合理調(diào)配，改變農(nóng)業(yè)“靠天吃飯”的局面，實(shí)現(xiàn)科學(xué)治水，提高各區(qū)域調(diào)配能力是當(dāng)前水資源管理急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，而提供一種復(fù)雜水系的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理方法及系統(tǒng)，利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)學(xué)模型技術(shù)，實(shí)時(shí)、全區(qū)域、精細(xì)化、智能化、直觀的對(duì)水系水位、水量與水流量的監(jiān)測(cè)管理。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種復(fù)雜水系的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，由水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)、流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)、水系GIS即水系地理信息系統(tǒng)、水系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和管理決策系統(tǒng)組成，水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)采集水系的實(shí)時(shí)水位信息、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)和管理決策系統(tǒng)，水系GIS輸出水系地理信息連接至流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)輸出各斷面水流量數(shù)據(jù)上傳至管理決策系統(tǒng)，與此同時(shí)水系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的水系庫(kù)容量數(shù)據(jù)和水系GIS提供的地理信息都上傳連接至管理決策系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中，所述的水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)包括依次連接的水位傳感器、數(shù)據(jù)采集器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和水位采集服務(wù)器，水位傳感器輸出模擬信號(hào)連接數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器和水位采集服務(wù)器都通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳連接流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)和管理決策系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中，所述的流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)包括水流動(dòng)力采集模塊、流速采集模塊、傳輸網(wǎng)絡(luò)、水道GIS即地理信息系統(tǒng)、水道的斷面三維模型、流量測(cè)算模塊，水流動(dòng)力采集模塊和流速采集模塊的輸出通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)連接流量測(cè)算模塊，與此同時(shí)，水道GIS輸出連接水道的斷面三維模型，斷面三維模型輸出數(shù)據(jù)連接至流量測(cè)算模塊。

上述技術(shù)方案中，所述的水系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括實(shí)時(shí)水位水容量數(shù)據(jù)庫(kù)、水系庫(kù)容數(shù)據(jù)庫(kù)、水庫(kù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、三生用水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)、生產(chǎn)生活排水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)、水利設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)。

本發(fā)明的復(fù)雜水系的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理方法，其系統(tǒng)由水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)、流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)、水系GIS即地理信息系統(tǒng)、水系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和管理決策系統(tǒng)組成，其中水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)由水位傳感器、數(shù)據(jù)采集器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和水位采集服務(wù)器組成；水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)將水系的實(shí)時(shí)水位信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)上傳給流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)和管理決策系統(tǒng)，流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)通過(guò)分析典型流域斷面實(shí)時(shí)水位信息，獲取水流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并綜合相應(yīng)斷面的GIS信息，推算出各斷面的水流量，再上傳至管理決策系統(tǒng)；管理決策系統(tǒng)綜合分析由水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)所提供的水系各區(qū)域?qū)崟r(shí)水位、流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)所提供的實(shí)時(shí)水流量數(shù)據(jù)、水系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的水系庫(kù)容量數(shù)據(jù)和水系GIS即地理信息系統(tǒng)提供的地理信息，做出相應(yīng)判斷、預(yù)測(cè)和決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位、水量和水流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精細(xì)化管理。

上述技術(shù)方案中，流量實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)在水道典型斷面區(qū)域，通過(guò)水位實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)采集一定距離范圍內(nèi)的水位差，獲取水道水流的流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)；通過(guò)水道GIS即水道地理信息系統(tǒng)和實(shí)測(cè)，獲取水道斷面空間參數(shù)；建立水位、斷面動(dòng)力學(xué)和斷面空間與流量之間的數(shù)字模型，并通過(guò)實(shí)測(cè)修正模型，推算出斷面的實(shí)時(shí)水流量，建立水系流量模型特征數(shù)據(jù)庫(kù)。