浅谈物联网在智能水利中的应用 - 齐媛媛

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陈 坤 中共山东省委党校 250103

【文章摘要】 本文介绍水利物联网系统的基本组成和内容，探讨物联网技术在水利工程中的应用，主要研究了在防洪减灾、抗御干旱、防治污染和水资源管理中的具体应用。【关键词】物联网；智能水利；具体应用我国的水利工程星罗密布，虽然具有防洪、排涝、调水、档潮、灌溉的等功能，但是缺乏统一调度管理，难成区域化体系。随着2011年7月8日国家有关中央水利工作会议的召开, 党中央出台了《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》，这是国家首次系统的部署水利改革发展全面工作，作为中央一号文件, 其中指出力争通过5年到10年努力，从根本上扭转水利建设明显滞后的局面。

陆面过程模型预测洪水发生的可能性，通过模型计算的结果，利用可视化手段在三维虚拟场景中展示洪水淹没过程，为决策者提供最优化的防洪预案与调度方案，以及必要时需撤离的路线，然后通过媒体和网络将这些信息以视频、语音、图片和文字等形式实时发送到流域内居民的手机、电脑、PDA等终端设备中。而在洪水实际突发过程中，物联网通过传感器将整个流域内被测站点及水位信息传递给模型进行实时数据修正，同时通过监控探头采集到的视频信息来观测被洪水淹没范围，对洪水的爆发有可能影响安全的大坝和堤防，利用射频标签、传感器、监控探头将大坝变形、位移、裂缝信息传递给决策者，决策者根据这些信息判断可能溃堤的位置，并以短信、电视、PDA、手机通知相关人员做好抢堵溃口的准备。通过物联网获得的及时信息，在很大程度上能够提高预防洪涝灾害的科学性和有效性。

2.2 在抗旱指挥中应用

水利物联网能够利用对降水、风速、温湿度、土壤水分等传感器进行数据的智能采集和监测，实时监测区域内水资源的整体情况，避免了人工布置监测点的时空局限性和数据采集的不连续性，充分发挥天地一体化优势，能够全天候24小时连续不断地进行数据信息的采集，实现对干旱发生的前兆、过程、危害程度的全程定量监测；根据天地监测结果和区域气候模式，对未来干旱影响范围、持续时间、强度变化等进行预报预警；同时通过对旱区范围内水库的实时监测，计算出干旱时的库容量，为决策者制定出水资源的调度方案，以应对干旱所带来的水危机。在干旱来临时，水利物联网根据监测数据分析出可能发生灾害结果，并将其反馈给决策者和人民群众，实现了人与人、人与水、水与水之间的互联互通，尽量降低干旱所带来的影响和减小灾害波及的范围。

2.3 在防治污染中应用物联网通过对河流、湖泊、水库、饮用水源地、地下水观测点等传感器的遥感和地面的观测实现现场水质的连续自动监测，客观地记录水质状况，及时发现水质的变化，进而实现对水域或下游进行水质污染预报，达到掌握水质和污染物通量，防治水污染事故的目的。水质量测传感器将感知的水质参数传递给环境管理部门进行水质评价；并装置报警传感器，在某种污染物浓度超过设定值时，由水质量测传感器自动与报警传感器和控制供水传感器相连，通过水利物联网，启动报警装置并自动关闭供水管网。

如果出现突发性污染时，污染源处的传感器与供水管网和排水管网建立连接，通过物联网将相关测得污染物种类和浓度信息传递给环境管理部门，环保部门则利用相应的水质评价模型对水质信息分析和评估，再利用污染物动态模型对污染物的运移过程及污物的范围进行预测预报，为决策者制定应急预案提高可靠依据。

2.4 在水资源管理中应用

水资源管理主要体现在社会水循环中的作用，在对“取水—输水—供水—用水—排水—回用”等环节进行全流程、全方位监控，通过对水源地、取用水口、排污口、地下水监测井等固定单一监测点装备传感器，对河流、水功能区等线性动态监测区域安装射频标签，全面掌握行政区内所监测的水资源分布的情况；通过对行政区的入境水量和出境水量数据及水户的取水和排水数据互相智能校核，以及对采集到的监测信息、统计信息、流域及区域水循环模型等数据信息的互相智能校验，准确掌握水资源状况的使用情况，为实现对水资源的科学调配和精细管理提供支撑；通过对社会水循环与自然生态系统中的天然水循环(降雨—蒸散发—产汇流—入渗)的合理匹配，有效地实现对水资源的优化配置、高效利用和科学保护，强有力的支撑了社会—经济—自然的可持续协调发展。

1 水利物联网的形成

在水利工程建设施工中，为了全面推进水利现代化建设，应依托现代化的科学技术，例如：超级计算机、现代通信、遥感、GIS、GPS、视频监控报警、多媒体技术、网络存储技术和智能数字采集技术，建立一个具有实时监控、管理和调度的科学平台，使有关水利工作的信息和数据得到及时共享。要实现这一目标，就要采集大量原始数据，这就需要将感应器嵌入和装备到整个流域中的大坝、水质监测断面、水文测站、供水系统、输水系统、用水系统和排水系统等各种物体或设施中，通过互联网连接起来，形成“水利物联网”，来实现智能感知、智能调度和智能管理。

3 结语

随着物联网在水利建设上的深入展

开，物联网技术将更多地应用于水利工程监控、水资源管理、水生态建设等水利项目，这将对监控范围内流域智能调度中的感知、仿真、预警、调度、控制、数据处理和运维等关键技术得到综合运用，真正实现在物联网技术基础上的“智能水利”。【参考文献】[1]蒋云钟，冶运涛，王浩。智慧流域及其应用前景.系统工程理论与实践2011.06（31）[2]吴建刚，房福龙，许建平，金建宏，韦锁兰，物联网在水利枢纽工程中应用的探讨、水利信息化2011.08（04）[3]王建江,姚能彬，基于流域物联网架构的洪水预报系统的研究、浙江水利水电专科学校学报。2010.09（03）2 物联网在水利应用中的作用

物联网在水利应用中将主要包含四

大功能：一是预防洪涝灾害的智能应用；二是抗旱指挥智能应用；三是水环境智能治理；四是水资源智能管理。

2.1 在预防洪涝灾害中的应用利用现有的物联网技术，进行流域水文、工况等水利信息的采集、传输、管理，为流域洪水的科学预报提供及时有效地信息，为预报模型的准确率提供足够的数据，为流域水利安全，提供信息化服务。当流域内出现大规模、持续性的强降雨时，首先根据卫星传感器传送的云层信息预测可能的降雨量，将其作为输入条件，利用超级计算机及网络存储技术对其进行建模，一方面通过数据同步技术对整个流域的降水进行实时计算，另一方面启动

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