Soluciones de monitoreo hidrológico

I. Descripción general de la solución de monitoreo hidrológico

Esta solución de monitoreo hidrológico tiene como objetivo realizar el monitoreo y la recopilación de datos en tiempo real del nivel de agua, el caudal, la calidad del agua y otros elementos hidrológicos de ríos, lagos, embalses y otros cuerpos de agua mediante la integración de sensores avanzados, adquisición de datos, transmisión y tecnologías de procesamiento de IoT. El programa proporcionará una base científica y apoyo para la toma de decisiones en materia de gestión de recursos hídricos, prevención de inundaciones y sequías, planificación y diseño de proyectos de conservación del agua, protección de la calidad del agua y otros campos.

Equipos y sensores de monitoreo hidrológico

1. Equipos de monitoreo hidrológico

(1) Colector de datos: se utiliza para la recopilación de datos de sensores en tiempo real, con funciones de almacenamiento, procesamiento y transmisión de datos.

(2) Terminal de telemetría: Realiza la transmisión remota de datos, envía los datos del colector al centro de monitoreo.

(3) Panel solar y batería: proporcionan un suministro de energía estable para el equipo de monitoreo.

(4) Caja protectora: se utiliza para proteger el equipo de entornos hostiles.

2. Sensores de monitoreo hidrológico

(1) Sensores de nivel de agua: se utilizan para medir los cambios en el nivel de agua en el cuerpo de agua, como medidores de nivel de agua de tipo flotador, medidores de nivel de agua ultrasónicos, etc. Instalados en ríos, lagos, embalses, medición en tiempo real de los cambios en el nivel de agua, alerta temprana del riesgo de inundación.

(2) Caudalímetros y tacómetros: se utilizan para medir la velocidad y el volumen del flujo de agua, incluidos los caudalímetros, tacómetros, medidores de flujo, etc. Se utilizan para calcular la velocidad y el volumen del flujo de agua y evaluar el estado del flujo de la masa de agua.

(3) Sensores de lluvia : se utilizan para medir la cantidad e intensidad de las precipitaciones, incluidos los pluviómetros piezoeléctricos, los pluviómetros de cubeta basculante, etc. Estos dispositivos pueden monitorear las precipitaciones en tiempo real y brindar información de alerta temprana para la prevención de inundaciones y sequías.

(4) Sensores de calidad del agua: monitorean el valor de pH, oxígeno disuelto, turbidez, nitrógeno amoniaco, metales pesados, etc., para garantizar la seguridad de la calidad del agua.

(5) Sensores meteorológicos: monitorean temperatura, humedad, velocidad del viento, dirección del viento y precipitaciones, proporcionando una base de datos meteorológicos para predecir eventos hidrológicos.

En el sistema de monitoreo hidrológico, ¿cómo se transmiten los datos al centro de la plataforma en la nube en tiempo real?

El proceso de transmisión de datos en tiempo real al centro de la plataforma en la nube generalmente incluye los siguientes pasos:

1. Recopilación de datos de sensores: Los sensores (como los de nivel de agua, caudal, calidad del agua) distribuidos en cada punto de monitoreo recopilan datos continuamente.

2. Procesamiento de datos en el sitio: La caja de control inteligente o unidad de adquisición de datos realiza un procesamiento preliminar de los datos sin procesar, que puede incluir filtrado, calibración y otras operaciones.

3. Transmisión de datos:

   - Transmisión por cable: los datos se transmiten directamente a la plataforma en la nube a través de una red cableada (por ejemplo, Ethernet).

   - Transmisión inalámbrica: envía datos a la plataforma en la nube a través de tecnología de comunicación inalámbrica (por ejemplo, GPRS/3G/4G/5G, Wi-Fi, comunicación por satélite).

4. Recepción y procesamiento de la plataforma en la nube: después de recibir los datos, la plataforma en la nube los almacena, analiza y genera informes de visualización o activa mecanismos de alerta temprana a través de modelos algorítmicos.

5. Visualización y análisis de datos: La plataforma en la nube muestra los datos a los usuarios a través de páginas web o aplicaciones móviles y proporciona herramientas de análisis de datos para que los usuarios realicen análisis en profundidad.

6. Garantía de transmisión segura: Se utiliza tecnología de cifrado durante la transmisión de datos para garantizar la seguridad de los datos y la protección de la privacidad.

Papel y valor del programa de monitoreo hidrológico

Mejora de la gestión de los recursos hídricos: a través del monitoreo en tiempo real del nivel del agua, el caudal y otros elementos hidrológicos, proporciona una base científica para los departamentos de gestión de recursos hídricos y realiza una asignación y programación racional de los recursos hídricos.

Alerta temprana para prevención de inundaciones y alivio de sequías: monitoreo en tiempo real del nivel de agua, precipitaciones y otros elementos hidrológicos y meteorológicos, comprensión oportuna de la tendencia de desarrollo de inundaciones o sequías, para proporcionar información de alerta temprana para prevención de inundaciones y alivio de sequías para reducir las pérdidas por desastres.

Protección de la calidad del agua: mediante el monitoreo de los parámetros de calidad del agua, la detección oportuna de problemas de calidad del agua, el suministro de una base científica para la protección y mejora de la calidad del agua y la salvaguarda de la seguridad del agua potable y la salud ecológica.

Planificación y diseño de proyectos de conservación de agua: proporcionar apoyo de datos importantes y una base para la toma de decisiones para la planificación, el diseño, la construcción y la operación de proyectos de conservación de agua, y mejorar la prevención de inundaciones y sequías y la capacidad de riego y suministro de agua de los proyectos de conservación de agua.

Investigación y protección ecológica: datos a largo plazo para apoyar la investigación científica sobre los ecosistemas acuáticos y proteger la biodiversidad.

Escenarios de aplicación del programa de monitoreo hidrológico

Gestión de recursos hídricos: uso de datos de monitoreo hidrológico, asignación de recursos hídricos, programación y trabajos de protección para lograr un uso sustentable de los recursos hídricos.

Control de inundaciones y alivio de sequías: En el trabajo de control de inundaciones y alivio de sequías, monitoreo en tiempo real del nivel del agua, precipitaciones y otros elementos hidrológicos, para proporcionar apoyo de datos a los departamentos de toma de decisiones para ayudar a desarrollar medidas científicas y razonables de control de inundaciones y alivio de sequías.

Proyecto de conservación de agua: proporcionar soporte de datos para la planificación, diseño, construcción y operación de proyectos de conservación de agua, y mejorar el control de inundaciones y la resistencia a la sequía y la capacidad de riego y suministro de agua de los proyectos de conservación de agua.

Monitoreo de la calidad del agua: para trabajos de monitoreo de la calidad del agua, pruebas de la composición química del agua, sólidos suspendidos y otros indicadores, para proteger la seguridad del agua potable y la salud ecológica.

Ríos y lagos: para monitorear los cambios en el nivel del agua, prevenir inundaciones y proteger la seguridad de los residentes costeros.

Embalses y presas: garantizan el almacenamiento seguro de agua, su distribución racional y salvaguardan las necesidades de riego y generación de energía.

Ciclo de implementación del programa de monitoreo hidrológico:

El ciclo de implementación del programa de monitoreo hidrológico se verá afectado por una variedad de factores, entre ellos la escala y la complejidad del programa, el tiempo de adquisición e instalación del equipo requerido, la selección y construcción de las estaciones de monitoreo, la construcción y depuración de la plataforma de datos, la capacitación del personal y el soporte técnico. Por lo tanto, es difícil dar un ciclo de implementación específico. Sin embargo, puede consultar los siguientes pasos para estimar aproximadamente el ciclo de implementación:

1. Análisis de la demanda y diseño del programa:

Esta etapa requiere un análisis en profundidad de los requisitos de monitoreo para aclarar los objetivos de monitoreo, los elementos de monitoreo, el diseño de las estaciones de monitoreo, etc.

De acuerdo con los resultados del análisis de la demanda, diseñar un programa detallado de monitoreo hidrológico, incluyendo la selección de equipos, métodos de transmisión de datos, procesamiento de datos y métodos de análisis.

El tiempo de esta etapa suele oscilar entre varias semanas y varios meses, dependiendo de la complejidad de la demanda y del grado de detalle del programa.

2. Adquisición e instalación de equipos:

Adquirir los sensores, recolectores de datos, equipos de transmisión de datos, etc. necesarios de acuerdo al diseño del programa.

Instalación y puesta en marcha de los equipos en los sitios de monitoreo seleccionados para garantizar que los equipos puedan funcionar correctamente y recopilar datos con precisión.

El tiempo necesario para esta fase depende del ciclo de adquisición de equipos, de la complejidad de la instalación y puesta en marcha y del número y distribución de las estaciones de monitoreo.

3. Construcción y puesta en marcha de la plataforma de datos:

Construir una plataforma para recibir, almacenar, procesar y analizar datos, incluyendo bases de datos, software de procesamiento de datos, herramientas de análisis de datos, etc.

Probar y depurar la plataforma de datos para garantizar que pueda recibir y procesar con precisión los datos de las estaciones de monitoreo.

El tiempo de esta etapa depende de la complejidad de la plataforma de datos, del ciclo de desarrollo y del progreso de la depuración.

4. Capacitación de personal y soporte técnico:

Formar al personal de monitoreo de trenes en la operación de equipos, recolección y procesamiento de datos.

Brindar soporte técnico y servicios de mantenimiento para garantizar que el programa de monitoreo pueda funcionar de manera estable durante mucho tiempo.

El tiempo de esta etapa depende de la complejidad del contenido de la formación y del grado de demanda de soporte técnico.

En resumen, el ciclo de implementación de un programa de monitoreo hidrológico suele durar entre unos meses y un año, dependiendo del tamaño y la complejidad del programa, así como de diversos factores que intervienen en el proceso de implementación. Durante el proceso de implementación, es necesario prestar mucha atención al progreso y la calidad para garantizar que el programa avance de acuerdo con el cronograma y los objetivos previstos. Al mismo tiempo, también es necesario mantener una estrecha comunicación y cooperación con los departamentos y el personal pertinentes para promover conjuntamente la implementación fluida del monitoreo hidrológico.

En resumen, este programa de monitoreo hidrológico realiza el monitoreo en tiempo real y la recopilación de datos de los elementos hidrológicos de los cuerpos de agua mediante la integración de sensores avanzados, tecnologías de adquisición, transmisión y procesamiento de datos y plataformas de IoT. El programa proporciona una base científica y un apoyo para la toma de decisiones en los campos de la gestión de los recursos hídricos, la prevención de inundaciones y sequías, la planificación y el diseño de proyectos de conservación del agua y la protección de la calidad del agua, etc., y tiene una amplia gama de perspectivas de aplicación y un importante valor social. A través de la promoción y aplicación de la tecnología de monitoreo hidrológico, se puede fortalecer la recopilación, el procesamiento y la aplicación de datos hidrológicos, se puede mejorar la eficiencia operativa y el nivel de gestión de los proyectos de conservación del agua, se puede garantizar la seguridad de las vidas y las propiedades de las personas y la estabilidad social, y se puede promover la utilización sostenible de los recursos hídricos y la protección del entorno ecológico del agua.