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基本信息

項(xiàng)目名稱：
基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
根據(jù)最嚴(yán)格的水資源管理制度建設(shè)需要，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、WebGIS、技術(shù)等，建立水功能區(qū)監(jiān)測(cè)管理與水質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)信息的存儲(chǔ)、分析、發(fā)布， 利用水環(huán)境數(shù)值模擬實(shí)現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)預(yù)警，為水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)監(jiān)督考核提供技術(shù)支撐。
詳細(xì)介紹：
作品利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息化技術(shù)和WebGIS等技術(shù)自動(dòng)獲取和管理水雨情、工情、下墊面等水功能區(qū)管理信息，利用數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)解決模型起算數(shù)據(jù)獲取及信息實(shí)時(shí)更新問(wèn)題，通過(guò)水動(dòng)力學(xué)模型、陸域產(chǎn)匯流模型、面源污染模型、多指標(biāo)水量水質(zhì)聯(lián)合模型等集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了水功能區(qū)水質(zhì)自動(dòng)評(píng)價(jià)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，根據(jù)基于數(shù)值模型的水質(zhì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和演變模擬與仿真解決方案，研發(fā)出符合國(guó)情的水功能區(qū)管理、污染控制、信息化相結(jié)合的基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，提高了水功能區(qū)管理能力、水資源調(diào)控能力、水資源承載能力和水利工程運(yùn)行管理科技水平。 研制的產(chǎn)品與國(guó)內(nèi)外水功能區(qū)管理同類軟件相比具有界面友好、使用方便、運(yùn)行穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)可視化效果好等顯著優(yōu)勢(shì)。研制的產(chǎn)品已在長(zhǎng)江三角洲地區(qū)得到實(shí)際應(yīng)用，取得了很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，在全國(guó)水功能區(qū)管理中具有推廣應(yīng)用價(jià)值，對(duì)提高水功能區(qū)管理信息化水平具有促進(jìn)作用。

作品圖片

  • 基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
  • 基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
  • 基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路： 作品結(jié)合新時(shí)期最嚴(yán)格的水資源管理制度建設(shè)需要，采用物聯(lián)網(wǎng)和WebGIS等現(xiàn)代信息技術(shù)，結(jié)合日常水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警管理工作需要，利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)建立水利行業(yè)專業(yè)管理系統(tǒng)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 作品為多學(xué)科集成應(yīng)用創(chuàng)新?？萍佳芯坎捎枚鄬W(xué)科交叉研究的方式，采用河海大學(xué)已有的陸域產(chǎn)匯流模型、水動(dòng)力學(xué)模型、面源污染模型、多指標(biāo)水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度管理模型等建立的專業(yè)模型庫(kù)，利用WebGIS實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)基礎(chǔ)地理信息、水利專題信息、監(jiān)測(cè)采集信息、水質(zhì)自動(dòng)評(píng)價(jià)信息的管理及相關(guān)信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布；建立基于模型的水量水質(zhì)演變模擬與仿真系統(tǒng)，結(jié)合水資源調(diào)控管理方案和污染源削減等模擬區(qū)域水量水質(zhì)同步變化過(guò)程，為水資源總量控制與調(diào)控、截污減排、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)管理和超標(biāo)預(yù)警等提供技術(shù)支持，建立水功能區(qū)動(dòng)態(tài)信息化管理平臺(tái)。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 在項(xiàng)目研究過(guò)程中，開(kāi)發(fā)了ADCP流量率定模型，實(shí)現(xiàn)了水功能區(qū)監(jiān)測(cè)信息的自動(dòng)校正和入庫(kù)；定制了各專業(yè)模型與管理系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)了模型起算信息的自動(dòng)獲取，提出水量水質(zhì)（包括COD、氨氮、總磷三參數(shù)）濃度動(dòng)態(tài)模擬方案，解決了專業(yè)模型使用困難和信息可視化等技術(shù)難題，完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

對(duì)利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)采集的水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行自動(dòng)校正和入庫(kù)，并根據(jù)水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)水質(zhì)自動(dòng)評(píng)價(jià)和網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)發(fā)布；先進(jìn)的水環(huán)境專業(yè)模型與GIS的應(yīng)用集成，利用可視化技術(shù)模擬區(qū)域水環(huán)境時(shí)空演變過(guò)程，解決了長(zhǎng)期困擾水利行業(yè)的水功能區(qū)管理模型使用技術(shù)要求高、成果展示困難的難題。與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有軟件相比，該水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警管理系統(tǒng)具有界面友好、運(yùn)行穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)可視化效果好等優(yōu)勢(shì)。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2011年3月13日，在北京經(jīng)教育部科技發(fā)展中心鑒定，項(xiàng)目研究成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 項(xiàng)目成果已在杭州西溪濕地、張家港河道綜合治理、常熟市引排水綜合整治中得到實(shí)際應(yīng)用，取得了很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，并具有推廣應(yīng)用前景。

作品所處階段

生產(chǎn)階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

作品部署在應(yīng)用單位的服務(wù)器上，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)登陸，根據(jù)權(quán)限分配按照管理角色使用系統(tǒng)軟件。作品利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息化技術(shù)和WebGIS等技術(shù)自動(dòng)獲取和管理水雨情、工情、下墊面等水功能區(qū)管理信息，利用數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)解決模型起算數(shù)據(jù)獲取及信息實(shí)時(shí)更新問(wèn)題，通過(guò)水動(dòng)力學(xué)模型、陸域產(chǎn)匯流模型、面源污染模型、多指標(biāo)水量水質(zhì)聯(lián)合模型等集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了水功能區(qū)水質(zhì)自動(dòng)評(píng)價(jià)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，根據(jù)基于數(shù)值模型的水質(zhì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和演變模擬與仿真解決方案，研發(fā)出符合國(guó)情的水功能區(qū)管理、污染控制、信息化相結(jié)合的基于物聯(lián)網(wǎng)的水功能區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，提高了水功能區(qū)管理能力、水資源調(diào)控能力、水資源承載能力和水利工程運(yùn)行管理科技水平。 研制的產(chǎn)品與國(guó)內(nèi)外水功能區(qū)管理同類軟件相比具有界面友好、使用方便、運(yùn)行穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)可視化效果好等顯著優(yōu)勢(shì)。研制的產(chǎn)品已在長(zhǎng)江三角洲地區(qū)得到實(shí)際應(yīng)用，取得了很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，在全國(guó)水功能區(qū)管理中具有推廣應(yīng)用價(jià)值，對(duì)提高水功能區(qū)管理信息化水平具有促進(jìn)作用。

同類課題研究水平概述

美國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家不斷加強(qiáng)水功能區(qū)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)加強(qiáng)用水管理、提高用水效率, 不僅緩解了缺水, 在很大程度上減少了環(huán)境壓力。國(guó)內(nèi)由重視水文監(jiān)測(cè)向水量水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)方向發(fā)展，當(dāng)前正在積極進(jìn)行水生態(tài)監(jiān)測(cè)體系研究。 非點(diǎn)源模型研究是流域水環(huán)境綜合治理的基礎(chǔ)工作，一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。城市暴雨模型中比較著名的SWMM（Storm Water Management Model）是廣泛應(yīng)用于暴雨及城市排水系統(tǒng)中模擬水量水質(zhì)的模型之一，包括徑流、輸送、擴(kuò)充輸送、貯水處理、受納水體5個(gè)計(jì)算模塊以及執(zhí)行、聯(lián)合、繪圖、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行等服務(wù)模塊，各個(gè)模塊之間相對(duì)獨(dú)立。鄉(xiāng)村暴雨模型中較為著名的有ANSWERS、BASINS等。ANSWERS是屬單事件分布式非點(diǎn)源污染模型，模型物理概念清晰明白。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局主持開(kāi)發(fā)的BASINS，將GIS、流域數(shù)據(jù)、環(huán)境評(píng)價(jià)和模型工具集成在一個(gè)體系架構(gòu)中，集污染負(fù)荷、水質(zhì)、工程治理以及費(fèi)用效益分析等模型于一身，應(yīng)用范圍更為廣泛。 國(guó)外的河網(wǎng)模型如BASINS、WASP4等在水量水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與GIS進(jìn)行了結(jié)合，在水資源開(kāi)發(fā)與管理方面發(fā)揮了很好的作用。由于國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)條件、水量水質(zhì)信息、污染源信息、管理模式等信息存儲(chǔ)格式存在差異，難以直接應(yīng)用于行業(yè)信息化管理。 國(guó)內(nèi)平原河網(wǎng)水量水質(zhì)模型應(yīng)用始于上世紀(jì)80年代早期，經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，該領(lǐng)域的研究已經(jīng)進(jìn)一步深入到污染物質(zhì)在河流水體中的物理、化學(xué)、生物等轉(zhuǎn)化過(guò)程的機(jī)理研究。但在水量水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與GIS的結(jié)合尚處于起步階段，數(shù)學(xué)模型在空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的拓?fù)涔芾?、可視化表現(xiàn)上能力有限,非專業(yè)人士使用困難。實(shí)際使用過(guò)程中主要存在以下不足：(1)模型前期工作量大、技術(shù)要求高、模型建設(shè)周期長(zhǎng)；(2)模型檢驗(yàn)和精度分析困難；(3)數(shù)據(jù)獲取、精度控制困難；(4)后期模擬成果表達(dá)形式和效果直觀差等。對(duì)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的在線可視化表達(dá)困難、在預(yù)測(cè)計(jì)算方案定制方面不夠靈活、由于數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題使模型運(yùn)行效率較低等。 自本世紀(jì)初以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了廣泛的數(shù)字流域建設(shè)。在當(dāng)前的數(shù)字流域建設(shè)中，在數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、虛擬仿真等方面取得了較大進(jìn)展，但在大多數(shù)數(shù)字流域建設(shè)過(guò)程中，缺少水循環(huán)及伴生水化學(xué)、水生態(tài)、水沙過(guò)程的模擬預(yù)報(bào)模型作為支撐。
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