中小水库动态监管系统用户手册.docx

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中小水库动态监管系统用户手册

中小水库动态监管系统

用户手册V2013

1背景概述4

2系统结构5

2.1系统结构图5

2.2中心服务器（数据中心）5

2.3水库现地采集设备5

2.4通讯网络部分5

2.5数据采集流程6

3主要功能7

4系统模块9

4.1实时信息9

4.2水情分析10

4.2.1水位模型图10

4.2.2实时水情11

4.2.3水位过程线11

4.2.4水库历年、月、日的水情分析12

4.2.5水情数据管理13

4.3雨情分析14

4.3.1时段雨情14

4.3.2日逐时雨情14

4.3.3月逐日雨情15

4.3.4年雨情15

4.3.5雨情报表16

4.4视频图像监控16

4.4.1实时监测图像16

4.4.2历史图像查询17

4.4.3图像召测17

4.5大坝渗流量18

4.5.1渗流量趋势曲线18

4.5.2渗流量报表18

4.6大坝变形分析18

4.7白蚁监测19

4.7.1白蚁实时监测19

4.7.2白蚁历史记录20

4.8水文综合报表20

4.8.1月逐日报表20

4.8.2日逐时报表21

4.9短信预警21

4.10库容曲线22

4.11设备防盗管理22

5现地监测设备23

5.1水库动态监管RTU23

5.1.1功能特点23

5.1.2现场安装23

5.2水位计23

5.3雨量计23

5.3.1推荐雨量计23

5.4渗流计24

5.5大坝表面变形监测24

5.6白蚁监测24

5.7串口摄像头25

5.8GPRS无线通信模块25

5.9太阳能供电系统25

5.9.1太阳能电池板25

5.9.2铅酸蓄电池25

5.9.3太阳能充电控制器25

6数据库26

6.1类型与版本26

6.2建库标准26

7如何使用系统27

7.1使用要求27

7.2如何查看浏览器版本27

7.3最佳浏览效果27

7.4如何登录系统27

7.5手机访问28

8部分应用案例29

1背景概述

为了充分发挥小型水库在防洪抗旱、水资源调度中的作用，保障水库大坝运行安全，根据我国小型水库的状况：

现有小型水库8.2万多座，这些水库大多建于上世纪50～70年代，建设标准低，老化失修严重，病险率高，尤其是小

（2）型病险水库面广量大，存在严重安全隐患；

国家水利部门部署到2012年底前，完成重点小

（1）型水库除险加固任务；到2013年底前，基本完成坝高10米以上且库容20万m3以上的小

（2）型水库除险加固任务；到2015年底前，基本完成其余小

（2）型水库除险加固任务，使其达到正常运用条件，恢复防洪功能。

在这些除险加固工程建设的同时，非工程措施建设也需要同步跟上。

针对小型水库的特点：

数量多、分散、偏远，根据全国洪涝灾害的特点和防汛现状,吸取数十年来的经验教训,研究有关方面的要求,认识到要提高防汛抗灾能力和减少灾害损失,迫切需要引进信息、计算机、通信、遥测等现代化技术到三防工作中来，提出中小水库水文信息及大坝安全、防汛报警通讯系统建设方案。

该方案采用无线接入通信的方式，建设区域（省市县）内小型水库综合信息化系统（即中小水库动态监管系统）。

大中型水库的综合信息化系统建设目前比较成熟，建设内容包括：

库区水文监测系统、大坝安全监测系统、大坝闸门监控系统、水库大坝视频监控系统及水库信息中心建设等五大项内容，这些系统监测内容全面，功能强大，但投资也很大，动辄上百甚至几百上千万。

而小型水库数量多，分布广，信息化建设投资有限，所以监测内容需要根据小型水库的特点进行定制和精简；而且小型水库基本不可能拥有自己独立的信息中心，很多小水库都是没有人值班，条件比较好的小水库会建设一个管理房，安排一个人值守；所以每个小水库监测内容需要通过监测设备，以无线通信的方式将相关的数据信息传送到区域（省市区县）主管部门的信息中心，在信息中心集中监视和监管。

东深智能DIT-RESV2000中小水库动态监管系统正是针对这一情况适时推出的，旨在运用先进IT技术，提升水利部门的管理效率，达到科学用水、治水、兴水的目的。

该系统已在全国各省市县都有全面成功应用，同时也得到了水利相关部门和领导及同行业的认可与好评。

2系统结构

2.1系统结构图

2.2中心服务器（数据中心）

包括服务器、UPS电源、防火墙等硬件设备、水库动态监控管理系统软件和应用发布系统、短信预警软件与设备，需公网固定IP地址1个用于信息中心接收数据

2.3水库现地采集设备

含一体化密封防水机箱、水库动态监管RTU、水位计、雨量计，视频摄像头、渗流计、白蚁监测仪、大坝变形观测（定期人工录入数据）。

2.4通讯网络部分

可选择采用GPRS/CDMA、短距离超短波、北斗卫星等无线通讯方式，将水库现地采集数据传输到数据中心，进行解析、处理、存储、展示。

2.5数据采集流程

a）现地采集RTU将各传感器的监测值进行采集、分析、计算、加密；

b）然后将数据通过通讯网络部分传输至中心服务器（数据中心）；

c）数据中心采集软件接收各测站RTU发送的数据帧（报文），对报文进行解析、解密，得到水位、雨量、渗流、白蚁监测、图像、电压、温度等数据；

d）采集软件再次对采集数据进行校验和分析，过滤错误、重复、无效数据之后，根据预定的数据存储规则存储到数据库的各表；

e）业务应用系统读取数据库数据进行数据展示、统计和生成报表。

3主要功能

中小水库动态监管系统实现了对水库的降水量、水位、图像、大坝安全、渗流、白蚁等水利信息的自动监测，为水库的安全管理与运行调度提供及时准确的数据，能够对险情及时预警，提高水库工程管理的效率和质量，及时了解水库的安全状况。

中小水库动态监管系统是一套可运行在互联网上的B/S应用系统，系统以简单易懂、操作方便、数据丰富、功能完善为前提设计开发；用户只要能够上网，就可以通过计算机或手机的网页浏览器输入系统的访问地址，查看监测水库的相关数据，实现水库工程的24小时全天候信息化、无障碍化管理。

系统主要功能：

1）远程管理所有的水库，对所接入设备、传感器具有监控防盗功能；

2）采集各测站发送的监测数据，并对数据进行分析，存储到数据库，以备查询；

3）监测数据有：

水文信息、大坝渗流监测、大坝表面变形监测、白蚁监测、视频图像监控；

4）以web应用系统发布各水库的基本信息、图像信息、实时数据、历史数据、统计数据、分析数据、报表、图表等；

5）分区域（市区县）以地图的方式展示水库的分布位置，可快速掌握辖区内被监管水库的监测数据与预警情况；

6）所有数据的预警事件均标红显示，水位超汛限水位精准到具体的数值；

7）短信预警：

当监测水位超过汛限水位，降雨量达到用户设定的警戒值（大雨或暴雨级别）时，系统自动以短信的方式将监测数据发送到预先设定的手机号码；

8）以模型图显示水位信息，根据水尺显示校核洪水位、设计洪水位、正常高水位、死水位以及汛限水位和当前水位，并计算出当前水位对应库容；

9）查询水库的实时数据与历史数据，自动统计测站的年、月、日、时段的降雨量，以报表、曲线图、柱状图等方式展示；

10）支持接入两路高清摄像头进行图像监测，可分别监控水库大坝或溢洪道，可按时间查询历史图像信息；

11）以大坝模型图展示白蚁监测点和大坝变形监测点的分布位置，实时监测各水库的监测状况，可查询历史监测数据，可输入大坝变形的人工观测数据，系统按年、月生成报表和曲线图；

12）根据相关数据生成水位与库容关系曲线图，标示当前库容、死库容、兴利库容、防洪库容的相应位置；

13）综合的水文报表，年逐月、月逐日，年逐日报表，自动统计最高值、最低值、平均值，轻松查询并可导出Excel文档，方便用户二次编辑和打印。

4系统模块

4.1实时信息

以GIS地图的形式显示辖区内的所有被监管水库的基本状态，并通过点击水库图标进入每个站点，显示每个站点的相关信息：

1）各水库的管理信息，主要包括水库的基本信息和隶属管理信息，让用户能对水库有个基本的了解和认识。

2）水库当前的采集时间、水位、雨量、库容、渗流、白蚁、视频图像、预警等信息；

3）以分布图的形式显示白蚁测点与变形监测测点，水库大坝最近人工观测的表面变形信息，当前的白蚁危害状态信息；

4）水库当前最新的视频图像信息，如水库大坝图和溢洪道图像信息；

5）水库水位预警信息，当水位超过警戒值或危险水位时，图标进行加红显示或闪烁预警，可进行设置，支持声音预警；

6）水库站点当前主要监测设备防盗报警信息，当主要设备有被侵入和被拆除可能时，站点设备图标进行加红显示和闪烁预警，可进行设置，支持声音预警；

7）水库站点主要运行设备的当前状态信息，包括蓄电池电压、RTU设备运行温度、GPRS信号强度等。

4.2水情分析

4.2.1水位模型图

图形展示当前水位、库容，以水尺标示校核洪水位、设计洪水位、正常高水位、汛限水位、死水位等防洪要素，动态显示当前水位的变化。

4.2.2实时水情

所有或选定水库的水情的列表展示，当前水位与汛限水位的对比，实现当前水位超过汛限水位时能进行红色显示预警；选中某水库单击进入查询该水库详细的最近24时、日、月（8时）的水位过程曲线图，了解水位的变化趋势。

4.2.3水位过程线

以线形曲线图显示水位过程线，根据水位高度自适应坐标，支持前一天、后一天，前一月、后一月的快捷查询；

包括：

4.2.3.1最近24时水位过程

4.2.3.2日水位过程

4.2.3.3月（8时）水位过程

4.2.4水库历年、月、日的水情分析

水库历年、月、日水情的对比分析，将多条曲线显示，方便用户比对。

4.2.5水情数据管理

实现对水情数据的增删改操作，纠正因错报、漏报的数据。

4.3雨情分析

4.3.1时段雨情

查询某一时段内每5分钟的降雨量。

4.3.2日逐时雨情

查询某一日逐时降雨量。

4.3.3月逐日雨情

查询某一月逐日的降雨量。

4.3.4年雨情

查询某一年逐月的降雨量。

4.3.5雨情报表

查询区域内被监管水库的当月、当日、昨日降雨量，当降雨量超过暴雨等级，将标红预警显示。

4.4视频图像监控

中小水库动态监管系统根据所选通讯方式的局限性，因数据大小、无线传输以及流量通讯费用等条件的约束，视频监控暂不能做到实时在线视频的效果，但为了对监管水库的现场情况更全面的了解，因此采用拍摄图片的方式，获取水库现场（大坝、溢洪道）的影像，了解水库的安全状况。

4.4.1实时监测图像

4.4.2历史图像查询

可按时间查询历史监测图像。

4.4.3图像召测

比如在汛期，用户可以根据需要发送图像召测命令，现场就能将影像数据上传。

4.5大坝渗流量

4.5.1渗流量趋势曲线

按水库、时间查询大坝渗流，以线形曲线展示渗流趋势，方便用户了解各个时段的渗漏情况。

4.5.2渗流量报表

可根据月逐日，日逐时查询水库的渗流情况。

4.6大坝变形分析

大坝表面变形监测包括表面竖向位移及水平位移监测，通过对大坝变形的监测，可以为科学、准确、及时地分析和预报大坝的变形状况，为判断大坝安全提供必要的信息和对大坝安全鉴定提供重要的依据。

通过大坝变形安全监测判定大坝在各种运用条件下的安全程度，以便在确保大坝安全的前提下，充分发挥其效益。

中小水库动态监管系统可将人工观测的大坝变形数据通过平台录入数据库，系统自动将数据生成报表和线形曲线，可根据查询条件展示数据报表（年报、月报）与趋势曲线，方便用户对数据进行分析。

4.7白蚁监测

根据调查资料显示，我国中南部白蚁危害严重，甚至在北方也逐渐有白蚁危害的情况发生，针对水库堤坝，有以下几组数据：

广西对辖区100多座各类水库进行检查，发现90%以上水库有蚁害；浙江对1000多座水库调查，有白蚁危害的占60%以上；福建对辖区内的小

（2）型水库进行调查，发现白蚁危害率达到95%；西南地区的水库白蚁危害率都在90%以上，云南对辖区内7座大水库进行调查，发现100%的危害率。

白蚁危害导致堤坝发生管漏险情，这也是小型水库病险的重要根源之一，所以在除险加固工程中往往都安排专项资金进行白蚁整治工程，而在水库监测信息化中加入白蚁监测的内容，可以实时监测大坝坝体内的白蚁活动状态就显得非常重要，为在白蚁刚刚活动，还没有对大坝造成致命损伤时及时发现和根除提供重要的依据。

4.7.1白蚁实时监测

以大坝示意图展示白蚁监测点的分布情况以及监测状态，如存在白蚁活动自动标红预警，及时排除险情，保障水库工程的安全运行。

4.7.2白蚁历史记录

4.8水文综合报表

4.8.1月逐日报表

4.8.2日逐时报表

4.9短信预警

通过数据采集平台对需要开通短信预警功能的水库，设置相关预警参数，如上图所示；

当监测值达到或超过设定值，预警处理软件依据预警信息发送规则，触发预警短信，将监测数据发送到设定的手机号码；

支持短信群发，指定发送时段（如每日8时，20时）等功能。

4.10库容曲线

根据水位-库容关系数据生成线形曲线图，水库的当前库容、最小库容、兴利库容、防洪库容、最大库容动态标示。

4.11设备防盗管理

系统具有防盗报警功能、水库动态监管RTU对所接入的设备和传感器进行监控，一旦侵入或被拆除，将触发报警信息发送至信息中心，在第一时间通知相应的运行维护人员采取相应措施。

5现地监测设备

水库现地监测设备主要以水库动态监管RTU为核心，接入水位计、雨量计、渗流计、白蚁监测仪、串口摄像头等传感器，监测采集水位、降雨、图像、渗流、白蚁等数据。

5.1水库动态监管RTU

DIT-RVU-90SW（以下简称RVU90）水库动态监管遥测终端（RTU），用于水情测报、水库水雨情监测，水库大坝安全综合监测等应用场合；不仅可以监测水文数据（水位、雨量等），而且可监测大坝渗流、大坝表面变形，大坝坝体白蚁活动情况，以及视频影像信息的采集；数据采用GPRS无线传输，实时传输到信息中心。

5.1.1功能特点

支持一路雨量计信号输入、一路水位计信号输入（浮子式/串行接口/模拟接口可选）、两路串口摄像头图像信息采集输入、一路量水堰计信号输入（串行/模拟接口可选）以及一路串行接口的白蚁检测仪输入。

5.1.2现场安装

RVU90安装于防水密封箱内，密封箱采用双立杆式安装，密封箱内还包括：

蓄电池、充电控制器、GPRSDTU及避雷器等设备，密封箱门处设置开关信号并接入RTU，用于防盗信号报警。

5.2水位计

水库水位监测采用的水位计类型比较多，根据项目费用及现场安装条件选择不同的水位计，主要有以下几类：

气泡式水位计、雷达式水位计、超声波水位计、投入式水位计、振弦式水位计、浮子式水位计等。

5.3雨量计

雨量计采用增量式（翻斗式）雨量计，雨量计安装于水库动态监管RTU附近，也置于双立杆上，安装时在雨量桶支架上固定一根防盗信号线并接入RTU中。

5.3.1推荐雨量计

型名：

JD-05

承雨口径：

φ200mm；

分辨率：

0.5mm；

雨强范围：

0.01～4mm／min（允许通过最大雨强8mm／min）；

测量精度：

≤±４％（在0.01～4mm/min雨强范围）；

工作环境：

温度：

-10～＋50℃，工作湿度≤95%（40℃）；

误码率：

小于10-4；

输出方式：

磁钢干簧管式开关信号；

可靠性指标：

MTBF≥25000h。

5.4渗流计

具备实施条件的小型水库，渗流量监测一般采用三角堰进行观测。

量水堰计选用DIT-LSY-05型量水堰计，量水堰计密封安装于三角堰处，与水库动态监管RTU间通过RS485总线连接。

。

DIT-LSY-05型堰槽水头测量传感器是利用标准型式的测流建筑物帕歇尔水槽、“V”型槽、其他堰槽和其稳定的水位—流量关系来测量水位计算流量的仪器。

可与各种型式的测流建筑配套使用，测量大坝渗流量及用于水利环境检测、排污计量、水文调查等的流量的实时检测计量。

5.5大坝表面变形监测

大坝表面变形监测包括表面竖向位移和水平位移观测，共用一个测点，竖向和水平位移观测配合进行，观测设备为水准仪和全站仪。

大坝表面变形人工观测数据可通过水库动态监管RTU的人工置数功能录入RTU，并通过GPRS发送至信息中心，也可通过信息中心软件直接录入系统。

5.6白蚁监测

根据埋设布置于大坝坝体相关区域的电导体白蚁活动监控管的通断报警信号监控区域内白蚁活动取食情况从而判断堤坝的白蚁危害状况，并作出防治处理建议。

白蚁监控单元包括白蚁检测仪及多个电导体监控管，电导体监控管分布于大坝坝体的相关区域，这种方式主要是将一些能够被白蚁取食的导电材料或在白蚁取食检测棒的同时可以对这些导电材料造成破坏，从而使这些导电材料构成的导电回路遭到破坏的一种方法。

当导电回路被破坏后，白蚁监控单元就会发出报警信号。

这种方式由于可以使用间歇式检测方式，一旦电导材料被白蚁取食后破坏具有不可还原性，受外界的干扰较少等因素。

为了有效地将监控管中的白蚁取食的信号传输到白蚁检测仪，将各监控管连接到检测仪上，从而形成一个监控网络，这样可以实时监控区域内白蚁活动取食的情况。

白蚁监测仪与水库动态监管RTU间通过RS485总线连接。

5.7串口摄像头

串口摄像头用于对大坝整体进行视频监控，一般安装于水库动态监管RTU附近，也置于双立杆上，在有需要的场合还可安装第二个摄像头至于水位塔架上，用于水位尺或溢洪道的视频监控。

5.8GPRS无线通信模块

GPRS通信模块安装于防水密封箱内，天线置于密封箱顶部，可支持向多中心发送数据。

5.9太阳能供电系统

太阳能供电系统包括太阳能电池板、铅酸蓄电池及太阳能充电控制器等设备。

太阳能电池板安装于水库动态监管RTU附近，也置于双立杆上，在安装时在支架上固定一根防盗信号线并接入RTU中。

铅酸蓄电池及太阳能充电控制器放置于密封箱内。

5.9.1太阳能电池板

封装形式：

高透钢化玻璃层压；

功率：

20~25W

输出电压：

12VDC

5.9.2铅酸蓄电池

12V38AH

5.9.3太阳能充电控制器

最大充电电流（50℃）：

6A；

最大负载电流（50℃）：

6A；

系统电压：

12/24VDC；

防护等级：

IP22。

6数据库

6.1类型与版本

MicrsoftSQLServer2008R210.50.1600.1

6.2建库标准

参照《实时雨水情数据库表结构与标识符SL323-2011》标准建库，详细的表结构请查看相关资料。

7如何使用系统

7.1使用要求

为更好的体验系统的各项功能，要求使用微软的InternetExplorer7.0或更高版本浏览，低版本需要升级您的浏览器，建议不要使用第三方浏览器（如：

360、搜狗、淘宝、腾讯、谷歌、世界之窗、火狐等浏览器软件）。

IE8官网下载：

7.2如何查看浏览器版本

打开IE，在菜单栏选择『帮助』下的『关于InternetExplorer』

7.3最佳浏览效果

使用InternetExplorer7.0以上版本，分辨率1366*768。

7.4如何登录系统

运行InternetExplorer浏览器，在地址栏输入：

出现如上图登录界面，输入您的用户名与密码登录。

7.5手机访问

运行如UC浏览器、Chrome浏览器等智能手机上网浏览器，推荐使用Chrome浏览器；

地址栏中输入：

；

打开之后输入用户名和密码，登录之后就可以查询水库的监测数据。