一种灌区水资源综合管理系统的制作方法

本发明属于水资源信息管理的技术领域，具体涉及一种灌区水资源综合管理系统。

背景技术：

我国是淡水资源相对匮乏的国家，且水资源时空分布不平衡。目前，随着人口增长、工业发展和城市化进程加快，在全国范围内，已普遍产生了淡水资源短缺、水质下降及水生态系统破坏等问题，水资源短缺、水环境恶化已成为社会经济发展的制约性因素。此外，突发灾害事件如重大水污染事件、重大工程事故、重大自然灾害（如雨雪冰冻、地震、海啸、台风等等）以及重大人为灾害事件等，严重威胁这用水安全。尤其是对于灌区的管理尤为重要，灌区一般是指有可靠水源和引、输、配水渠道系统和相应排水沟道的灌溉面积，是人类经济活动的产物，随社会经济的发展而发展。为保证区域水资源的可持续利用，降低和消除水资源短缺及水污染对经济发展的影响，亟需加强水资源综合监控管理，尤其是对于灌区水资源调度、决策指挥、用水管理、视频监控、工程管理、大坝安全、防汛抗旱等的综合管理系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种灌区水资源综合管理系统，是针对于灌区水资源调度、决策指挥、用水管理、视频监控、工程管理、大坝安全、防汛抗旱的综合管理系统。

本发明为各水利局提供年度用水计划的执行情况跟踪；日常调水计划的制定、审批、执行情况分析；闸站管理的闸门远程控制操作；渠道、河道水库水位的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；站点各渠道水量的统计分析；水质安全的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；水库，渠道、闸站工程、河道等工程巡检的问题跟踪及响应处理；帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种灌区水资源综合管理系统，包括数据监测端、gis地理信息系统、中央数据服务器、客户端，所述中央数据服务器分别与数据监测端、客户端、gis地理信息系统、管理系统连接，所述客户端包括pc端和移动端；所述管理系统包括预警模块、数据显示模块、调水管理模块、闸群调度模块、水情统计模块、工程巡检模块和防旱抗汛模块；所述防旱抗汛模块对辖区内的已建工程的防汛抗旱预案、通讯录、物资情况进行在线管理，并根据来水趋势，对防汛抗旱趋势做预测；所述预警模块包括水位预警、水质预警、库容预警、防汛抗旱预警和流量预警；所述水位预警包括河道水位预警、渠道水位预警和水库水位预警；所述防汛抗旱预警包括洪灾预警和干旱预警；所述数据显示模块以gis平台为基础，将闸门运行监控数据、泵站运行监控数据、报警信息、视频监控展示、大坝安全监控的数据进行整合，通过gis平台同一展示；所述数据显示模块包括gis地图模块，使用地区水利局提供的河流域gis地图，并在此基础上进行主要水工建筑物、河道、渠道、测点、灌区的标注；所述数据显示模块中分层分级的叠加显示的地图图层。

所述防汛抗旱模块的技术信息已经被专利申请号为2012101271976、申请日为2012.04.27的中国发明专利公开，故不再赘述。所述预警模块中各预警项目需要在设置中心内配置相关预警阈值。配置分1~n级预警，每级预警设置不同的阈值及颜色标注。所述中央数据服务器为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。所述pc端是指电脑端，所述移动端是指手机端。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述监测端包括视频监测仪，闸门plc，水位传感器，水质检测仪，渠道、河道水位流量率检测仪；所述水质检测仪分别设置在地表和地下。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述调水管理系统是根据管理者制定或者系统自动生成的调水周期为基础的调水计划；所述调水管理系统中用水单位汇总各小用水户的用水计划，然后提交下个用水周期的用水申请给调度人员；所述调度人员录入下一个阶段用水计划，确定调水日期并提交审批；管理者在线审批成功后，信息通知现场人员调水日期及调水审核结果，现场人员于调水日期调水前到达现场，配合闸控人员进行调水；或者直接信息通知闸控人员调水；闸控人员按照调水计划进行远程闸控，调水完成，记录过程中的动闸并入库，信息通知用水户；若管理者没有审批，则信息通知调控人员审批失败并备注原因。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述闸群调度模块统一对辖区内的闸门进行控制，输入目标流量，若目标流量与另一进水闸流量总和低于闸站总过流量，则根据目标流量运行判断，使用自由流公司判断，若闸门当前闸前水位最大过闸流量，且若目标闸前水位不超过安全水位，则计算节制闸调整开度，根据增减流量区间，分别确定流量平均拆分、满足流量调整的的节制闸的数量；判断选择自由流或潜流来计算进水闸开度，最后输出结果到界面。

为了更好的实现本发明，进一步的，若进水闸为2个，则计算进水闸开度，通过公式判断进行选择自由流或潜流来计算进水闸开度；否则直接通过公式判断进行选择自由流或潜流来计算进水闸开度，且若需要动1个以上节制闸时，则保持动的每个节制闸的开度一致。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述水情统计模块对水库的水位或库容、各闸门或闸控的水情数据进行统计分析，同时对水情、渠道进行分析；所述水情统计模块包括水位超限次数、水位正常率、流量达标率、低于计划流量的天数、供水配额使用率、当月数据缺报率、历史数据缺报率的统计；所述水位正常率通过水位警告天数求得，所述流量达标率同计划流量误差不超过3%的天数，所述供水配额使用率为实际用水量或年度计划用水量，所述当月数据缺报率为当月获取不到数据的时长或当月获取不到数据的当月系统运行总时长，所述历史数据缺报率为获取不到数据的总时长或获取不到数据的系统运行总时长。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述工程巡检模块中，若无巡检任务，则进入工程巡检栏目查看有无巡检任务提示，若有巡检任务，则根据角色所属巡检站点加载该站点的巡检模板，进入工程巡检栏目，显示当日巡检任务页面，按照页面提示进行项目巡检，若发现问题，则进行问题上报，上报的问题会同步显示在地图上；若未发现问题，则完成本次巡检；记录本次巡检并在巡检列表内显示本次巡检；所述工程巡检模块中，管理者配置巡检任务，若发现问题，领导审批之后，巡检人员协调处理，处理完成后，巡检人员提交处理情况，领导确认后则问题处理完成。

本发明的目的是为各水利局提供年度用水计划的执行情况跟踪；日常调水计划的制定、审批、执行情况分析；闸站管理的闸门远程控制操作；渠道、河道水库水位的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；站点各渠道水量的统计分析；水质安全的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；已建工程运行情况管理，工程资料图纸文档；视频监控系统的集中管理，统一控制；水库，渠道、闸站工程、河道等工程巡检的问题跟踪及响应处理；，帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

本发明主要包括以下功能：

gis地图多层级展示河道、渠道、测点、水工建筑物、灌区等；水情实时监测及预警，水质实时监测及预警；闸门远程控制及视频联动；工程巡检站点、人员、任务、记录管理，巡检计划任务；短信服务，app推送服务，微信推送服务（仅关键模块，未包含所有功能模块）；数据采集、上报及分享。

移动端采用工作任务流的形式，即管理站领导发布巡检任务、选择任务执行，巡检人员为执行者进行任务发布。巡检人员收到任务（信息通知形式包括但不限于短信告知，微信端信息通知）后进行相关巡检任务的巡检操作，巡检完成后在线填报反馈给管理站领导完成任务闭环。计划任务：巡检工作任务自动形成工作日历及工作提醒，便于开展周期性巡检工作。

本发明采集的自动化设备数据，需要进行入库操作。能按照上级监管部门要求，将数据通过定义好的接口进行上报。并能以webservice的方式将数据分享给第三方平台

所述调水管理系统需要归档历史调水计划及引用当前调水计划流量数据到各渠道流量显示页面同实际流量做对比，同时支持差值百分比阈值设置（流量预警）

所述闸群调度模块集中统一对辖区内的闸门进行控制，可以给管理站闸控人员单独分配辖区内的闸门控制权限（多人负责不同站点的情况）。

闸门数值显示包括但不限于（根据plc采集的数据）：闸门状态，闸门工况，闸前水位，闸后水位，闸门开度。闸门流量通过建筑物计量法进行实时计算。

闸前闸后水位变化情况是同1分钟前数据做对比。

闸门上升下降需要有对应的上下箭头图标显示。

底部故障或缺相等故障状态平时隐藏，显示为上限或下限状态。当发生故障时，可以点击进入查看电流或电压情况。

顶部的急停按钮的作用是在闸门运行过程中，发生紧急情况时，紧急制动。

通过计算服务，计算出目标过闸流量需要的闸门开度。可以选择是否自动按照输入的目标流量间隔一定周期根据当前闸前闸后水位情况自动调整闸门的开度。

如果是水库类型的闸控，那就不需要考虑节制闸的开关情况，只需要根据当前闸前水位进行调闸，同时要考虑到和水位预测相结合，判断在调整后的出库流量情况下，库水位的变化趋势。

本发明的管理的页面逻辑主要包括以下：

1．问题点，巡检人员通过app在巡检任务执行过程中提交问题后，系统会在地图上显示问题点。

2．可以根据问题的解决状态进行问题点的筛选，问题状态包括：未解决，已解决。

3．选择区域，意思为选择该巡检站点下面的任务类型，分别是：河道、渠道、闸站工程、水库大坝、泵站工程等。

4．巡检人姓名为下拉选择当前巡检站点的巡检负责人。

5．选择时间为筛选从某年某月某日到某年某月某日的巡检问题。

6．输入查询内容框为，模糊搜索巡检任务名称。

7．《巡检地图》及《巡检列表》的切换按钮，为切换巡检任务的表现形式为gis地图展示或文字列表展示形式。

8．险工险段的定义为在巡检任务中勾选为险工险段的巡检任务。巡检人员的出勤率即为该名巡检人员进行了巡检的任务（含没有完整完成的任务）占所有分配给他的巡检任务的比例。

灌区计量方式：水工建筑物计量法；水位流量关系（流速仪，需定期导入水位流量关系）；仪器法（流量计）；量水堰槽计量法；标准断面量水

不同渠道河道可以根据选择接入设备或上报数据的不同配置不同的量水方式。

本发明的有益效果：

（1）所述管理系统包括预警模块、数据显示模块、调水管理模块、闸群调度模块、水情统计模块、工程巡检模块和防旱抗汛模块。本发明为各水利局提供年度用水计划的执行情况跟踪；日常调水计划的制定、审批、执行情况分析；闸站管理的闸门远程控制操作；渠道、河道水库水位的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；站点各渠道水量的统计分析；水质安全的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；水库，渠道、闸站工程、河道等工程巡检的问题跟踪及响应处理；帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

（2）所述预警模块包括水位预警、水质预警、库容预警、防汛抗旱预警和流量预警；所述水位预警包括河道水位预警、渠道水位预警和水库水位预警；所述防汛抗旱预警包括洪灾预警和干旱预警。本发明对渠道、河道水库水位的预警监控、预警信息通知及跟踪响应，水质安全的预警监控、预警信息通知及跟踪响应，帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

（3）所述数据显示模块以gis平台为基础，将闸门运行监控数据、泵站运行监控数据、报警信息、视频监控展示、大坝安全监控的数据进行整合，通过gis平台同一展示；所述数据显示模块包括gis地图模块，使用地区水利局提供的河流域gis地图，并在此基础上进行主要水工建筑物、河道、渠道、测点、灌区的标注；所述数据显示模块中分层分级的叠加显示的地图图层。本发明通过在gis地图上标准数据进行显示，具有较好的直观性，同时方便各水利局年度用水计划的执行情况跟踪，具有较好的实用性。

（4）所述调水管理系统是根据管理者制定或者系统自动生成的调水周期为基础的调水计划；所述调水管理系统中用水单位汇总各小用水户的用水计划，然后提交下个用水周期的用水申请给调度人员；所述调度人员录入下一个阶段用水计划，确定调水日期并提交审批；管理者在线审批成功后，信息通知现场人员调水日期及调水审核结果，现场人员于调水日期调水前到达现场，配合闸控人员进行调水；或者直接信息通知闸控人员调水；闸控人员按照调水计划进行远程闸控，调水完成，记录过程中的动闸并入库，信息通知用水户；若管理者没有审批，则信息通知调控人员审批失败并备注原因。本发明提供了日常调水计划的制定、审批、执行情况分析，方便各水利局工作人员能及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

（5）所述闸群调度模块统一对辖区内的闸门进行控制，输入目标流量，若目标流量与另一进水闸流量总和低于闸站总过流量，则根据目标流量运行判断，使用自由流公司判断，若闸门当前闸前水位最大过闸流量，且若目标闸前水位不超过安全水位，则计算节制闸调整开度，根据增减流量区间，分别确定流量平均拆分、满足流量调整的的节制闸的数量；判断选择自由流或潜流来计算进水闸开度，最后输出结果到界面。本发明可以对闸站管理的闸门远程控制操作；方便各水利局工作人员能及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

（6）所述水情统计模块对水库的水位或库容、各闸门或闸控的水情数据进行统计分析，同时对水情、渠道进行分析；所述水情统计模块包括水位超限次数、水位正常率、流量达标率、低于计划流量的天数、供水配额使用率、当月数据缺报率、历史数据缺报率的统计；所述水位正常率通过水位警告天数求得，所述流量达标率同计划流量误差不超过3%的天数，所述供水配额使用率为实际用水量或年度计划用水量，所述当月数据缺报率为当月获取不到数据的时长或当月获取不到数据的当月系统运行总时长，所述历史数据缺报率为获取不到数据的总时长或获取不到数据的系统运行总时长。本发明可以对站点各渠道水量进行统计分析，帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

（7）所述工程巡检模块中，若无巡检任务，则进入工程巡检栏目查看有无巡检任务提示，若有巡检任务，则根据角色所属巡检站点加载该站点的巡检模板，进入工程巡检栏目，显示当日巡检任务页面，按照页面提示进行项目巡检，若发现问题，则进行问题上报，上报的问题会同步显示在地图上；若未发现问题，则完成本次巡检；记录本次巡检并在巡检列表内显示本次巡检；所述工程巡检模块中，管理者配置巡检任务，若发现问题，领导审批之后，巡检人员协调处理，处理完成后，巡检人员提交处理情况，领导确认后则问题处理完成。本发明可以对水库，渠道、闸站工程、河道等工程巡检的问题跟踪及响应处理；帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

附图说明

图1为数据显示模块的gis地图的示意图；

图2为闸群调度模块的原理框图；

图3为调水管理模块的原理框图；

图4为工程巡检模块的原理框图。

具体实施方式

实施例1：

一种灌区水资源综合管理系统，包括数据监测端、gis地理信息系统、中央数据服务器、客户端，所述中央数据服务器分别与数据监测端、客户端、gis地理信息系统、管理系统连接，所述客户端包括pc端和移动端；所述管理系统包括预警模块、数据显示模块、调水管理模块、闸群调度模块、水情统计模块、工程巡检模块和防旱抗汛模块；所述防旱抗汛模块对辖区内的已建工程的防汛抗旱预案、通讯录、物资情况进行在线管理，并根据来水趋势，对防汛抗旱趋势做预测；所述预警模块包括水位预警、水质预警、库容预警、防汛抗旱预警和流量预警；所述水位预警包括河道水位预警、渠道水位预警和水库水位预警；所述防汛抗旱预警包括洪灾预警和干旱预警；如图1所示，所述数据显示模块以gis平台为基础，将闸门运行监控数据、泵站运行监控数据、报警信息、视频监控展示、大坝安全监控的数据进行整合，通过gis平台同一展示；所述数据显示模块包括gis地图模块，使用地区水利局提供的河流域gis地图，并在此基础上进行主要水工建筑物、河道、渠道、测点、灌区的标注；所述数据显示模块中分层分级的叠加显示的地图图层。

本发明为各水利局提供年度用水计划的执行情况跟踪；日常调水计划的制定、审批、执行情况分析；闸站管理的闸门远程控制操作；渠道、河道水库水位的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；站点各渠道水量的统计分析；水质安全的预警监控、预警信息通知及跟踪响应；水库，渠道、闸站工程、河道等工程巡检的问题跟踪及响应处理；帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，所述监测端包括视频监测仪，闸门plc，水位传感器，水质检测仪，渠道、河道水位流量率检测仪；所述水质检测仪分别设置在地表和地下。

如图3所示，所述调水管理系统是根据管理者制定或者系统自动生成的调水周期为基础的调水计划；所述调水管理系统中用水单位汇总各小用水户的用水计划，然后提交下个用水周期的用水申请给调度人员；所述调度人员录入下一个阶段用水计划，确定调水日期并提交审批；管理者在线审批成功后，信息通知现场人员调水日期及调水审核结果，现场人员于调水日期调水前到达现场，配合闸控人员进行调水；或者直接信息通知闸控人员调水；闸控人员按照调水计划进行远程闸控，调水完成，记录过程中的动闸并入库，信息通知用水户；若管理者没有审批，则信息通知调控人员审批失败并备注原因。

本发明提供了日常调水计划的制定、审批、执行情况分析，方便各水利局工作人员能及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例2的基础上进一步优化，如图2所示，所述闸群调度模块统一对辖区内的闸门进行控制，输入目标流量，若目标流量与另一进水闸流量总和低于闸站总过流量，则根据目标流量运行判断，使用自由流公司判断，若闸门当前闸前水位最大过闸流量，且若目标闸前水位不超过安全水位，则计算节制闸调整开度，根据增减流量区间，分别确定流量平均拆分、满足流量调整的的节制闸的数量；判断选择自由流或潜流来计算进水闸开度，最后输出结果到界面。若进水闸为2个，则计算进水闸开度，通过公式判断进行选择自由流或潜流来计算进水闸开度；否则直接通过公式判断进行选择自由流或潜流来计算进水闸开度，且若需要动1个以上节制闸时，则保持动的每个节制闸的开度一致。

本发明可以对闸站管理的闸门远程控制操作；方便各水利局工作人员能及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

本实施例的其他部分与上述实施例2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例2或3的基础上进行优化，所述水情统计模块对水库的水位或库容、各闸门或闸控的水情数据进行统计分析，同时对水情、渠道进行分析；所述水情统计模块包括水位超限次数、水位正常率、流量达标率、低于计划流量的天数、供水配额使用率、当月数据缺报率、历史数据缺报率的统计；所述水位正常率通过水位警告天数求得，所述流量达标率同计划流量误差不超过3%的天数，所述供水配额使用率为实际用水量或年度计划用水量，所述当月数据缺报率为当月获取不到数据的时长或当月获取不到数据的当月系统运行总时长，所述历史数据缺报率为获取不到数据的总时长或获取不到数据的系统运行总时长。

本发明可以对站点各渠道水量进行统计分析，帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

本实施例的其他部分与上述实施例2或3相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例4的基础上进行优化，如图4所示，所述工程巡检模块中，若无巡检任务，则进入工程巡检栏目查看有无巡检任务提示，若有巡检任务，则根据角色所属巡检站点加载该站点的巡检模板，进入工程巡检栏目，显示当日巡检任务页面，按照页面提示进行项目巡检，若发现问题，则进行问题上报，上报的问题会同步显示在地图上；若未发现问题，则完成本次巡检；记录本次巡检并在巡检列表内显示本次巡检；所述工程巡检模块中，管理者配置巡检任务，若发现问题，领导审批之后，巡检人员协调处理，处理完成后，巡检人员提交处理情况，领导确认后则问题处理完成。

本发明可以对水库，渠道、闸站工程、河道等工程巡检的问题跟踪及响应处理；帮助各水利局工作人员能在及时发现防汛抗旱险情、及时做出正确判断和预警决策、及时信息通知到位目标人群，避免重大事故的发生，降低事故造成的损失。

本实施例的其他部分与上述实施例4相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。