一体化智能地下水水位监测

地下水监测系统由若干个地下水位监测站和五个中心站/分中心站组成；数据通过移动网络直接发送到中心站。水位信息采用一站多发的形式发送至相关中心站。

4.2 系统组成

地下水监测系统主要由现场数据采集和中心数据接收两部分组成，其中各部分包括设备如下：

（1） 现场部分：一体化水位监测装置、井口保护装置；

（2） 中心数据接收部分：固定 IP/短信接收机、数据接收计算机、数据接收软件、数据查询分析软件。

说明：数据传输部分利用移动网络进行数据传输。

（3） 现场参数设置部分：导波雷达表头设置。

 

4.3 数据采集

一体化地下水自动监测采用无人值守的管理模式，实现水井水位信息的自动采集与传输。一体化自动监测站采用自报式、查询—应答式相结合的遥测方式和定时自报、事件加报和招测兼容的工作体制。

4.4 数据传输格式

一体化智能水位采集装置数据传输格式统一采用水利部《水资源监测数据传输规约

（SZY206-2012）》或《水文监测数据通信规约(送审稿)》进行数据编码传输。

五、系统软件

5.1 软件平台

操作系统：Windows7、Windows Vista、Windows XP、Windows Server 2003、Windows Server 2008、Windows NT 等。

数据库系统：Microsoft SQL Server 2005 及以上数据库管理系统。

5.2 数据接收软件

（1） 用户管理

软件系统的功能按角色管理，不同的角色具有不同的功能权限。系统具有两种不同的角色，一是“系统管理角色”，另一为“普通用户角色”。操作人员或用户按角色分组管理，具有相应角色的功能权限，能进行相应的操作。

（2） 操作日志

记录每个用户的操作痕迹，用于分析用户的操作行为，以便追溯错误的源头。“系统管理角色”的用户有权删除早期不用的信息，以节约数据库空间。

（3） 设备配置

用户在中心站可设置监测井的编码、名称、通道号以及各通道的参数（RTU 地址码除外）。配置监测井参数命令集包括对监测井地址、通信方式、数据采集及通信策略、电源控制方式等进行配置修改。

用户亦可通过中心站向各监测井的采集主机下发命令，对统一编号、水位标高、水位埋深、温度、探头电 压、通讯电压、信号质量、采集时间、发送时间、接收时间、气压值、孔口标高、地面标高等信息进行查询。

（4） 数据接收

接收软件运行于中心站计算机，能实时接收监测井通过 GPRS/SMS/CDMA 信道传输的水位、电源电压等各种实时检测的数据、状态信息等。

（5） 数据处理

将原始通信数据解析，将数据帧信息转换为日期、站号、站名等信息后存入遥测数据库中，供相关系统软件共享。

（6） 实时数据监控

对实时接收的数据根据用户设置的报警阀值进行超限报警，从而实现对地下水位的实时监测；

（7） 实时数据显示

实时接收的数据以数据、表格、图形等形式显示监测点的数据。

（8） 数据存储

接收软件接收到监测井数据后，将原始通信数据写入日志文件，用于原始数据备份及系统故障核查；同时将处理过的遥测数据存入遥测数据原始库，为用户建立起具有对数据库进行初始化、数据备份和恢复等功能的数据库管理维护应用软件，以保证数据库安全和数据的一致性。

（9） 自动校时

中心站按照系统的配置参数，自动地将中心站计算机的日期时间写入监测井的RTU 中，以保证监测井时钟与中心站时钟的同步。

（10） 数据库自动备份

为了保证数据库的安全和数据的一致性，防止用户对数据库中数据的误操作或者数据库管理系统本身的损坏所带来的损失，接收软件中设计了数据库系统的全量和增量备份功能，定期地将数据备份到其它存储介质如移动硬盘，以备不时之需。

5.3 数据查询分析软件

（1） 测站信息查询

对所有监测井的统一编号、原始编号、地下水类型、所处区域、地面标高、孔口标高、口径、经度、纬度、打井日期、井盖备注、通讯设备编号、探头编号、探头埋深、探头安装日期、通讯设备安装日期、探头电压报警值、通讯电压报警值、信号质量报警值等信息进行查询。

（2） 监测数据查询

接收的数据以数据、表格、图形等形式显示监测点的数据；并根据给定条件检索和查询数据，同时可以直接导出生成 TXT 或者 EXCEL 报表数据文件，同时具有生成水位标高的等值图、过程线等功能。

A、地下水实时监测

地下水实时监测功能利用 WEBGIS 技术，以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景，动态显示各个地下水监测点的空间分布位置，系统实时刷新地下水监测数据，将最近的数据标注到地下水监测点上，方便用户浏览。当发生地下水监测点数据超限时，系统自动将地图上的监测点图标置为红色，闪烁提示，使用户直观的掌握当前行政区或灌区内的地下水监测最新状况。

相同的地下水实时数据也可以通过简报表格的处理方式进行显示。
B、地下水报表查询

地下水报表查询功能利用通用报表中间件，在 WEB 上发布方便简洁的报表查询界面，用户可以择单个或多个地下水监测点，以及日、月、旬、年、任意时间段，系统按照行政区、灌区、地下水监测区归类，自动生成符合用户习惯的各类汇总统计报表，方便用户浏览分析。所有报表均支持导出、打印等常规功能。

C、地下水埋深分布

地下水空间分布功能利用 WEBGIS 技术，以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景，系统根据用户设置的时间点和地下水监测点空间分布位置，动态绘制区域内的地下水位埋深分布图，用户可以自行设置地下水埋深的不同等级，颜色，系统根据设置进行等直面颜色填充，使用户直观的掌握区域内地下水埋深分布状况。

（3） 数据分析显示

A、地下水差值分析

地下水差值分析利用 WEBGIS 技术，以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景，系统根据用户选择某地下水监测点的年平均水位与历史上某年进行对比，并将水位变化差值绘制成地下水年变化分布图，用户可以自行设置地下水差值的不同等级，颜色，系统根据设置进行等直面颜色填充，使用户直观的掌握地下水变化形式。

地下水差值分析相同的分析成果也可以通过图表和柱状图的方式进行展示。

 

B、地下水距平分析

地下水差值分析利用 WEBGIS 技术，以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景，系统根据用户选择某地下水监测点的日、月、旬、年平均水位与历年同期的平均值进行对比，并将水位变化差值绘制成地下水年变化分布图，用户可以自行设置地下水差值的不同等级，颜色，系统根据设置进行等直面颜色填充，使用户直观的掌握地下水变化形式。

地下水距平分析的分析成果也可以通过图表和柱状图的方式进行展示。

（4） 系统管理

各类系统参数设定、用户权限管理，外部数据接口管理。