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地下水资源超采监测解决方案


  近年来,随着经济社会发展,我国地下水开发利用程度不断加大,导致部分地区地下水超采和污染问题突出,最严重的地区是华北地区,据测算,自70年代大规模开始机井灌溉以来,华北地区地下水储存量已累计亏损1800亿立方米。除浅层地下水超采外,补给条件较差的深层地下水超采更为严重,主要集中在河北省黑龙港地区。

  目前地下水超采存在问题
 
  一是局部超采严重。目前,全国21个省区市存在不同程度的超采问题,个别地区甚至存在开采深层地下水问题。地下水超采区总面积达28.7万平方公里,年均超采量158亿立方米,其中华北地区地下水超采问题最为严重。超采导致地下水水位下降、含水层疏干、水源枯竭,引发地面沉降、河湖萎缩、海水入侵、生态退化等问题。
 
  二是污染问题突出。城镇生活污水和工业废水排放、农业面源污染导致地下水污染。根据《2020年中国生态环境状况公报》,以浅层地下水水质监测为主的10242个监测点中,Ⅰ-Ⅲ类水质的监测点只占到22.7%,Ⅳ类占到33.7%,Ⅴ类占到43.6%。除水文地质化学背景影响外,污染是影响地下水水质的主要原因。地下水更新慢,超采、污染问题治理修复难度大。

 

地下水超采监测

  全面做好水文监测,确保数据及时准确
 

  充分利用移动互联网、大数据、物联网、5G等多种现代化技术,对地下水资源管理赋能。做到监测及时、到位,数据完整、准确,为相关部门提供有力支撑

  全程跟进河湖补水,协调推动生态修复
 

  做好水源与用户对接,全过程跟踪补水进度,协助开展收水管理和水量监测

  强化管理系统研发,加快信息平台建设
 

  根据《水利部关于强化取水口取水监测计量的意见》,到2023年,基本建成较为系统、完整的取水监测计量体系,信息平台建设和数据共享得到有效提升,能够及时、准确、全面掌握全国地表水、地下水等水源取水以及各领域用水情况,有力支撑水资源监管工作

  为了掌握地下水资源使用情况,并能实施有效科学的监管,四信构建地下水资源超采信息管理系统,整个系统建设分成信息感知、通信传输、数字支撑、智慧应用四大层。通过管道压力计、流量计、控制柜等采集取水管道的压力、流量等信息并进行计费控制,通过4G/5G/NB-IoT/光纤等多种通讯方式实现数据传输汇聚,数据在政务内网/外网/互联网等多个网络间进行多网融合,利用数据存储、分析及其他多种技术提供数据支撑服务;通过API/中间数据库等多种方式实现与外部系统的数据交换、共享。
 

  在用户端,为用户提供包括水资源一张图、监测预警在内的丰富的智慧化应用,为用户提供便捷的、高效的水资源管理、收费服务,提升管理部门的管理效率和决策处置能力。
 

地下水超采监测系统

  对各个不同的取水点位,前端建设多个站点,对取水点管道建设管道流量监测、压力监测、取水收费控制;对超采严重的区域甚至有沉降的区域建设地下水位监测点,形成完整的地下水资源监测点。采集的流量、水位数据通过4G/5G/光纤/NB等多种方式传输到数据中心,进行处理分析、应用。
 

地下水超采在线监测系统

  ①机井控制柜:对农业取水灌溉口进行监测控制,农户需刷卡才能取水,有控制柜控制水泵进行取水控制,同时对水泵用电进行监控。


  ②取水管道监测站:对取水点的取水流量和管道压力进行有效监测,对地下水的用量进行实时监控,由太阳能、蓄电池供电,由无线RTU进行数据传输。
 

  ③地下水监测:对超采严重的地点进行地下水位监测,在地下水位处打孔安装压力式水位计,建设立杆站,由太阳能、蓄电池供电,RTU无线传输。
 


  量水管理
 

  量测水系统主要由通过前端传感技术、网络通信技术等测量的地下水水位、流量,计量的流量等数据,进行区域总水量统计、用户卡管理、用水户信息录入、平台充值、水价和水量分配等,进行用水控制。

智慧水务信息化管理平台

  水资源一张图

  水资源一张图展示区域内各水资源监测点、取水点的取水信息,收费信息,预警分析,数据分析等内容,让管理者能直观的对整个地下水资源管理体系的运行情况有详细了解,为管理决策做支撑。

智慧水务信息化管理平台

  数据分析

  监测取水点的实时数据,包括管网压力、流量、水位、泵耗电等信息,进行多种形式的统计分析,并可对流量、水位的监测情况进行综合分析。同时可进行视频接入展示。

智慧水务信息化管理平台

  监测预警

  可对取水点管道监测的各项数据进行阈值超限报警设置,对设备的各项指标进行监控,形成整体设备运行、取水量监控的安全预警体系。支持短信、平台、APP等多种方式通知到管理人员,对异常进行及时处置。

智慧水务信息化管理平台

  水权运营

  为了更好的唤起民众/企业珍惜地下水资源的意识,允许对水权进行交易,每个个体或企业每个可根据自己的用水量进行水权申请,配置用水量,对配额内用不完的水权可进行交易,对达到节水目标的可进行奖励。并建立统一维护台账。

智慧水务信息化管理平台
 

  移动APP

  提供数据分析、视频监控,预警通知、任务通知等功能,掌上管理,方便灵活。

智慧水务信息化管理平台
 

  极简用户界面,操作易上手

  以GIS技术为支撑,建立数据空间和属性特征的拓扑关系,实现地图查询管理,界面友好,操作简单灵活,功能组织条块合理。

  极强的复杂环境适应力

  设备能在恶劣的天气环境下和无人职守情况下正常运行,数据采集端可靠性MTBF大于25000小时。能本地存储,系统采用高规格工业级设计、研发、测试、生产,通过专业测试环境严格测试,完全可以满足现场的复杂恶劣环境,大大减少和简化了系统的维护和售后工作。

  架构标准开放,拓展性强

  信息系统建设并非一蹴而就,而是分阶段逐步实施,因此系统采用开放式结构,在软硬件方面,保证具有良好的扩展性,今后系统可不断地升级完善。


 

地下水位监测应用案例

关键词: 地下水超采监测 地下水超采综合治理 地下水超采远程监控系统 水资源监测(监控)

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