[发明专利]一种复杂水系的水资源实时监测管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种复杂水系的水资源实时监测管理方法及系统，特别适应于大型水系、湖泊和流域的敏感区域实时监测与管理，实现对重点水库、防洪堤坝、城市取水口、交通航道等水文情况的实时监测；并对水资源的合理调配和精细化管理提供直接实时的数据支持。

背景技术

水是生命之源，生产之要，生态之基。兴水利，除水害，事关人类生存，经济发展。目前中国水资源短缺形势正日趋严峻，不仅供需矛盾突出，而且由于水资源时空分布不均，导致水旱灾害频发。其中除了自然因素之外，水资源管理不精细，监测不及时，系统区域不协调，基础数据不全等问题也是其中非常重要的原因，水资源管理技术难以适应新形势。因此，摸清各区域水利、水资源“家底”，提高水资源利用率，对水资源进行精细化管理，合理调配，改变农业“靠天吃饭”的局面，实现科学治水，提高各区域调配能力是当前水资源管理急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种复杂水系的水资源实时监测管理方法及系统，利用信息技术、网络技术和数学模型技术，实时、全区域、精细化、智能化、直观的对水系水位、水量与水流量的监测管理。

本发明采用的技术方案是：这种复杂水系的水资源实时监测管理系统，由水位实时采集系统、流量实时分析系统、水系GIS即水系地理信息系统、水系基础数据库和管理决策系统组成，水位实时采集系统采集水系的实时水位信息、通过网络传输给流量实时分析系统和管理决策系统，水系GIS输出水系地理信息连接至流量实时分析系统，流量实时分析系统输出各断面水流量数据上传至管理决策系统，与此同时水系基础数据库提供的水系库容量数据和水系GIS提供的地理信息都上传连接至管理决策系统。

上述技术方案中，所述的水位实时采集系统包括依次连接的水位传感器、数据采集器、传输网络和水位采集服务器，水位传感器输出模拟信号连接数据采集器，数据采集器和水位采集服务器都通过传输网络上传连接流量实时分析系统和管理决策系统。

上述技术方案中，所述的流量实时分析系统包括水流动力采集模块、流速采集模块、传输网络、水道GIS即地理信息系统、水道的断面三维模型、流量测算模块，水流动力采集模块和流速采集模块的输出通过传输网络连接流量测算模块，与此同时，水道GIS输出连接水道的断面三维模型，断面三维模型输出数据连接至流量测算模块。

上述技术方案中，所述的水系基础数据库包括实时水位水容量数据库、水系库容数据库、水库基础数据库、三生用水数据库、生产生活排水数据库、水利设施数据库。

本发明的复杂水系的水资源实时监测管理方法，其系统由水位实时采集系统、流量实时分析系统、水系GIS即地理信息系统、水系基础数据库和管理决策系统组成，其中水位实时采集系统由水位传感器、数据采集器、传输网络和水位采集服务器组成；水位实时采集系统将水系的实时水位信息通过网络传输系统上传给流量实时分析系统和管理决策系统，流量实时分析系统通过分析典型流域断面实时水位信息，获取水流动力学参数，并综合相应断面的GIS信息，推算出各断面的水流量，再上传至管理决策系统；管理决策系统综合分析由水位实时采集系统所提供的水系各区域实时水位、流量实时分析系统所提供的实时水流量数据、水系基础数据库所提供的水系库容量数据和水系GIS即地理信息系统提供的地理信息，做出相应判断、预测和决策，实现对水位、水量和水流量的实时监测和精细化管理。

上述技术方案中，流量实时分析系统在水道典型断面区域，通过水位实时采集系统采集一定距离范围内的水位差，获取水道水流的流体动力学参数；通过水道GIS即水道地理信息系统和实测，获取水道断面空间参数；建立水位、断面动力学和断面空间与流量之间的数字模型，并通过实测修正模型，推算出断面的实时水流量，建立水系流量模型特征数据库。