物聯(lián)網(wǎng)+智慧水利大數(shù)據(jù)平臺建設方案

智慧水利大數(shù)據(jù)平臺建設與實踐智慧水利大數(shù)據(jù)平臺建設與實踐1匯報內容CONTENTS概述Part1我國水利概況Part2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利Part3工程應用實例Part4前景與展望Part5匯報內容CONTENTS概述Part1我國水2物聯(lián)網(wǎng)（The

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Things）通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網(wǎng)絡的融合應用,是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。傳統(tǒng)思維是將物理基礎設施和信息基礎設施分開，即一方面是機場、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心、個人電腦、寬帶等；在物聯(lián)網(wǎng)時代，鋼筋混凝土、電纜、芯片與寬帶整合為統(tǒng)一的基礎設施。統(tǒng)一基礎設施更像是一塊新的地球工地，世界的運轉在它上面進行，這個世界包括經(jīng)濟管理、生產(chǎn)運行、社會活動乃至個人生活。物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)（The

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Things）通過智3物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)的工程應用特征1.物聯(lián)網(wǎng)為互聯(lián)網(wǎng)的應用拓展，應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心；2.“一體化”是物聯(lián)網(wǎng)應用的基礎與保障綜合運用機械動力、微電子、自動控制、計算機、信息、傳感、接口等技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標優(yōu)化組織，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高可靠、低能耗基礎上實現(xiàn)“機、電、光與信息一體化”。物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)的工程應用特征45

“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)的概念PART15“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、發(fā)現(xiàn)5云平臺的概念PART1由傳統(tǒng)計算轉向云計算(cloudcomputing)，是業(yè)界將要面臨的一個重大改變。各種云平臺(cloudplatforms)的出現(xiàn)是該轉變的最重要環(huán)節(jié)之一。顧名思義，這種平臺允許開發(fā)者們或是將寫好的程序放在“云”里運行，或是使用“云”里提供的服務，或二者皆是。也可以稱為按需平臺（on-demandplatform）、平臺即服務（platformasaservice，PaaS）等等。但無論稱呼它什么，這種新的支持應用的方式有著巨大的潛力。云平臺的概念PART1由傳統(tǒng)計算轉向云計算(cloudc6我國水利概況PART21.流域（河流）我國共有流域面積50平方公里及以上河流45203條，總長度為150.85萬公里；流域面積100平方公里及以上河流22909條，總長度為111.46萬公里；流域面積1000平方公里及以上河流2221條，總長度為38.65萬公里；流域面積10000平方公里及以上河流228條，總長度為13.25萬公里。具體數(shù)據(jù)如下表所示：流域面積

流域50平方公里及以上100平方公里及以上1000平方公里及以上10000平方公里及以上合計45203229092221228黑龍江流域5110242822436遼河流河流域2214892598黃河流域4157206119917淮河流域24831266867長江流域10741527646445浙閩諸河1301694537珠江流域3345168516912珠江西南西北外流區(qū)諸河5150246726730內流區(qū)諸河9245534961353我國水利概況PART21.流域（河流）7我國水利概況PART22.水庫我國共有水庫98002座，總庫容9323.12億立方米。其中；已建水庫97246座，總庫容8104.10億立方米；在建水庫756座，總庫容1219.02億立方米。具體數(shù)據(jù)如下表所示：水庫規(guī)模合計

大型中型小型小計大（1）大（2）小計?。?）小（1）數(shù)量（座）980027561276293938933081794975359總庫容（億立方米）9323.127499.855665.071834.781119.76703.51496.38207.13我國水利概況PART22.水庫水庫規(guī)模合計8我國水利概況PART23.灌溉我國共有灌溉面積10.02億畝，其中：耕地灌溉面積9.22億畝，園林草地等非耕地灌溉面積0.80億畝。我國共有設計灌溉面積30萬畝及其以上的灌區(qū)456處，灌溉面積2.80億畝；設計灌溉面積1萬-30萬畝的灌區(qū)7316處，灌溉面積2.23億畝；50-1萬畝的灌區(qū)205.82萬處，灌溉面積3.42億畝。2013年，全國總用水量6107.2億m3，其中農(nóng)業(yè)用水3743.6億m3，占總用水量的61.3%，南方4區(qū)農(nóng)業(yè)用水占全國的45.4%，北方6區(qū)用水占54.6%，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.510，這就是說灌區(qū)水量有一半左右是在輸水、配水和田間灌水過程中損失掉了,而國際上先進國家灌溉水利用系數(shù)都0.7~0.8。這說明我國灌溉管理水平距離發(fā)達國家還有一定的距離，如何利用信息化的管理方式來提高我國灌溉水利用系數(shù)具有重要的意義。我國水利概況PART23.灌溉9我國水利概況PART24.雨水資源我國降水分布明顯受西高東低的三級階梯狀地勢影響，呈現(xiàn)從西往東逐漸遞增的趨勢，此外，降水分布的南北差異也十分明顯，以秦嶺-淮河為界，南部亞熱帶季風氣候區(qū)降水充沛，而北部溫帶季風氣候區(qū)降水明顯偏少。進入21世紀以來，北方地區(qū)水資源顯著減少，全國降水減少了2.8%，地表水資源量和水資源總量分別減少5.2%和3.6%。北方地區(qū)的降水隨時間的分布極不均勻，一年中62%的降水都集中在夏季，汛期（6～9月）的降水占全年75%以上，降水的年際、年內劇烈變化，為防洪和水資源利用帶來了很大的難度。如何利用大數(shù)據(jù)的預測預報最大限度的留蓄雨水資源和洪水資源來緩解我國水資源危機已成為亟待解決的問題。我國水利概況PART24.雨水資源10我國水利概況PART24.雨水資源我國降水以及南北方水資源分布圖我國南北方人均水資源占有量圖我國水利概況PART24.雨水資源我國降水以及南北方水資源11我國水利概況PART25.知名水利工程南水北調工程是迄今為止世界上最大的調水工程，東線、中線、西線三條線路的年調水總規(guī)模約448億立方米，約為當今中國全年用水量的1/10。三條線路分別從長江下、中、上游向北方調水，與長江、黃河、淮河和海河相互連接，組成一個水網(wǎng)，形成“四橫三縱”總體格局。通過對水量跨流域重新調配，可協(xié)調東、中、西部社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源需求關系，達到我國水資源“南北調配、東西互濟”的優(yōu)化配置目標。我國水利概況PART25.知名水利工程12我國水利概況PART25.知名水利工程三峽大壩是目前世界最大的混凝土水利發(fā)電工程，包括主體建筑物及導流工程兩部分，全長約2309m，壩高185m。三峽大壩建成后取得了巨大的效益：在防洪方面，三峽工程建成后，其巨大庫容所提供的調蓄能力將能使下游荊江地區(qū)抵御百年一遇的特大洪水；在發(fā)電方面，截至2012年底，三峽電站歷年累計發(fā)電量達到6291.4億千瓦時，相當于減排二氧化碳4.96億噸，減排二氧化硫595萬噸；在航運方面，自2003年三峽船閘通航以來，累計過壩貨運量突破3億噸，超過蓄水前22年的貨運量總和。我國水利概況PART25.知名水利工程13物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)在水利中的應用已初具規(guī)模。在傳感網(wǎng)絡的支撐下，水利部門已建成覆蓋全國的實時水情計算機廣域網(wǎng)、水利信息骨干通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡，并建設了水量調度、水文預報、水利電子地圖、防汛防旱決策支持、自動化辦公等系統(tǒng)，也就是說，具備了水利物聯(lián)網(wǎng)的基礎。作為實踐，國內首個水利物聯(lián)網(wǎng)項目“感知太湖，智慧水利”一期、二期工程已經(jīng)完成，形成了藍藻智能感知、船舶行蹤監(jiān)控、水工建筑管理等于一體的智慧水利物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)在水利中的應用已初14物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART31.智能“渠灌”控制系統(tǒng)“一體化閘門”是水利部的“948”項目，引進澳大利亞Rubicon公司的技術和裝置?！耙惑w化閘門”不僅是“十二五”灌區(qū)信息化建設中“全渠道控制系統(tǒng)”的一項重要內容，也是水利工程及其設施“工業(yè)化制造”的改革性嘗試。老式手搖閘門圖一體化閘門圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART31.智能“渠灌”控制系統(tǒng)老15物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：澳大利亞的灌溉及河流控制一體化閘門圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：澳大利亞的灌溉16物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國山西汾河灌區(qū)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國山西汾河灌17物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國寧夏青銅峽灌區(qū)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國寧夏青銅峽18物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國安徽淠史杭灌區(qū)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國安徽淠史杭19物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國水利部節(jié)水灌溉示范基地（北京順義）物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國水利部節(jié)水20物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3“全渠道控制系統(tǒng)”也可以稱為“明渠灌溉物聯(lián)網(wǎng)”，它是針對一條工程基礎設施比較完善的渠道，在所有的控制節(jié)點安裝包括水位-流量監(jiān)測、閘門現(xiàn)地及遠程控制、太陽能供電的“一體化閘門”，通過閉環(huán)控制軟件，實現(xiàn)水資源的自動調配。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3“全渠道控制系統(tǒng)”也可以稱為21物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART32.水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)“滴灌”僅濕潤作物根區(qū)的土壤，其他區(qū)域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長，降低了農(nóng)藥的施用量。水肥一體化“滴灌”通過注入水中的肥料，可以為作物提供促進其最優(yōu)生長的恰當水分和養(yǎng)分。“滴灌”自動控制系統(tǒng)的田間敷設結構圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART32.水肥一體化“滴灌”自動22物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3在水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)中應用的物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3在水肥一體化“滴灌”自動控制系23物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)首部控制圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴24物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴灌”示范區(qū)通信設施圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴25物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART33.一體化泵站集成了泵、控制（實時狀態(tài)控制、遠程控制、報警處理、數(shù)據(jù)采集與管理等）系統(tǒng)及安裝體的一體化泵站，是完全工業(yè)化制造，現(xiàn)場安裝的“交鑰匙”輸水系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了工業(yè)化與信息化的完美融合。一體化泵站結構形式圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART33.一體化泵站一體化泵站結構形26物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站現(xiàn)場效果圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站現(xiàn)場效果圖27物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站運輸和施工圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站運輸和施工圖28物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART34.農(nóng)村供水一體化控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村多級供水管網(wǎng)動態(tài)安全監(jiān)控及預警系統(tǒng)是水利部人畜飲水安全項目今后（2020年前）建設的重要內容。（在繼續(xù)建設農(nóng)村供水系統(tǒng)的同時，著重提升供水質量和安全保障）。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART34.農(nóng)村供水一體化控制系統(tǒng)29物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3關鍵技術（1）集成了水壓、流量傳感器和信息傳輸模塊的“一體化”微型采集裝置；（2）適合于農(nóng)村多級供水管網(wǎng)的基于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡拓撲結構和組網(wǎng)方案；（3）基于上述關鍵技術的農(nóng)村多級供水管網(wǎng)動態(tài)安全監(jiān)控和預警管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3關鍵技術30物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART35.水處理“一體化”裝置污水處理用的推流泵/攪拌器制造過程中“置入”信息采集傳感器，并通過通信模塊和鏈路將推流泵/攪拌器的工作狀態(tài)和持續(xù)過程記錄并傳輸?shù)焦芾頇C構，以保證污水處理的有效性和常態(tài)化，也有效地解決了這一工作的人為障礙。污水處理用的潛水型攪拌器圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART35.水處理“一體化”裝置污水處31物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的推流泵圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的推流泵圖32物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的“一體化”推流泵/攪拌器工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)組成及結構圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的“一體化”推流泵/33物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART36.壩、堤安全監(jiān)測大壩的安全運行關乎人民生命和財產(chǎn)安全，為了保證大壩的健康運行，需要觀測大量的狀態(tài)數(shù)據(jù)如：土壩、土石壩主要觀測垂直和水平位移、裂縫、浸潤線、滲流量、土壓力、孔隙水壓力等；混凝土壩主要觀測變形、應力、溫度、滲流量、揚壓力和伸縮縫等。這些數(shù)據(jù)從水庫建成就開始采集，至今已積累大量的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術充分挖掘，了解大壩的變化過程和發(fā)展趨勢，達到對大壩安全進行預測預報的目的。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART36.壩、堤安全監(jiān)測34物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART37.水質監(jiān)測、預測水按用途可分為生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生態(tài)用水等。不同用途的水要求的水質標準也不一樣，通過對水溫、pH值、電導率、濁度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、總需氧量、總有機碳、生化需氧量、氟離子、氯離子、氰化物、氨氮、六價鉻、苯酚等指標實時采集，并對采集數(shù)據(jù)進行綜合分析，得到水質的實時狀態(tài)和變化規(guī)律，以實現(xiàn)水質實時判斷和預警。水質監(jiān)測系統(tǒng)圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART37.水質監(jiān)測、預測水質監(jiān)測系統(tǒng)35物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART38.防洪搶險通信系統(tǒng)當發(fā)生洪水時，當?shù)氐囊恍┗A設施往往會遭到嚴重損害，而把現(xiàn)場音、視頻信息、天氣、降雨等水文信息傳送至指揮中心速度將直接影響搶險救災的效果，因此構建一個完整的防洪搶險通信系統(tǒng),是關系到人民生命財產(chǎn)安全的大事。為了第一時間將防洪搶險現(xiàn)場采集的信息傳送至目的地，需要建立一個要具有抗干擾及遠距離通信能力，具有語音、圖像信息、數(shù)據(jù)的采集和傳輸能力的通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析評價系統(tǒng)。系統(tǒng)要能夠與省級水利部門和水利部應急通信平臺無縫連接，互聯(lián)互通，為抗洪搶險、防災應急決策、指揮提供技術保障。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART38.防洪搶險通信系統(tǒng)36物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3

山洪災害監(jiān)測預警平臺采用最新的通信技術、計算機網(wǎng)絡技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、數(shù)字地理信息技術，集成了山洪、水文、氣象、國土和調查評價數(shù)據(jù)、專題圖層與分析成果，通過以GIS為核心進行信息綜合展示，為防汛值班、會商提供決策支持。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3山洪災害監(jiān)測預警平臺采用最新37物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3數(shù)據(jù)庫監(jiān)測系統(tǒng)（雨量、水位）移動查詢國家、省、市級山洪災害預警平臺預警系統(tǒng)(無線廣播、短信、傳真)GIS平臺縣級山洪災害監(jiān)測預警平臺氣象信息國土信息水文信息信息共享信息共享數(shù)據(jù)上報與信息共享生成報文（縣級防指成員，水利、國土部門，縣、鄉(xiāng)、村、組責任人）物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3數(shù)據(jù)庫監(jiān)測系統(tǒng)（雨量、水位）移38物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3移動應急通訊系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3移動應急通訊系統(tǒng)39物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART39.地下水資源管理目前，地下水由于過度開采和污染問題嚴重危及了水資源安全，為了嚴格地下水的管理和保護，需要對地下水的水位、水質、流動方向等信息進行實習監(jiān)測，以實現(xiàn)地下水自動化與智能化管理，需要開發(fā)相應的管理系統(tǒng)，其應具有如下功能：（1）實時顯示各監(jiān)測站的水位、水質數(shù)據(jù)；（2）能實現(xiàn)水位、水質的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析等功能；（3）能對水質和水位進行預測和報警。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART39.地下水資源管理40物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART310.灌溉取水計量目前，我國灌溉方式較為粗放，作物灌溉水量遠大于灌溉實際需水量，造成水資源的嚴重浪費。通過對農(nóng)作物、土壤墑情、氣候等信息的實時監(jiān)測，結合作物生長周期需水量，利用計算機、網(wǎng)絡通信和傳感等集成技術，對取水用戶實施精確取水計量和實時監(jiān)控，以確保作物在生長過程中的需要，從而實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質、高效和節(jié)水的灌溉技術。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART310.灌溉取水計量41物聯(lián)網(wǎng)與水利PART311.城鄉(xiāng)供水設施我國大多數(shù)城鄉(xiāng)供水系統(tǒng)的運行管理都采用比較原始的方法進行生產(chǎn)調度和生產(chǎn)管理，運行效率低下，基礎設施損毀嚴重。而通過對供水管道中水壓力、水速、水質等信息的實時監(jiān)測，利用大數(shù)據(jù)技術開發(fā)智能基礎設施管理系統(tǒng)，可以將水廠工程基礎設施、供水管網(wǎng)基礎設施、供水社區(qū)基礎設施、地理基礎設施等供水相關的基礎設施連接起來，使其成為新一代的智慧化基礎設施，提高供水服務質量和供水企業(yè)的生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)與水利PART311.城鄉(xiāng)供水設施42物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART312.城市防汛近年來城市暴雨積水成災頻繁發(fā)生，對城市居民造成的損失愈來愈大。通過對城市積水點進行實時視頻監(jiān)測，采集降雨量、水庫、河道、易積水點的水位、流量信息，分析水流匯集信息、管道水流動態(tài)和積水動態(tài)，并根據(jù)往年長期統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行預測預報，以實現(xiàn)積水事件預警、應急物資管理和多部門應急協(xié)同，最大限度的減輕水災害損失。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART312.城市防汛43物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在水利中應用存在的問題水利信息化是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化和推動水利事業(yè)重大變革的關鍵。雖然我國已經(jīng)加快物聯(lián)網(wǎng)在水利中應用的步伐，但仍存在一些問題：1.在水利信息基礎設施的建設與應用方面，普遍存在分散建設、規(guī)范標準不統(tǒng)一、技術異構等問題。2.基礎設施資源難以整合，軟硬件環(huán)境得不到高效利用。3.在業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)與應用方面，普遍存在只能滿足基本業(yè)務處理需求，無法滿足業(yè)務協(xié)同發(fā)展需要的問題。4.應用系統(tǒng)共享程度低，“信息孤島”現(xiàn)象嚴重。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在水利中應用存在的44工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)1.數(shù)據(jù)采集（1）水庫歷史調度資料，即入庫泵站的開、停機時間，入庫泵站每日的前池水位、水庫水位、流量和提水量，不同供水對象的供水時間、流量和供水量，水庫滲漏量，日降雨，日蒸發(fā)量等資料。（2）水庫的安全資料，包括圍壩的沉降量、位移量、裂縫，壩體內部測壓管水位、浸潤線走勢、壩體滲流量、壩基滲流量、滲流壓力，工程地質和水文地質，附屬建筑物安全等資料。（3）水庫生態(tài)資料，包括水庫水質、生物種類、庫區(qū)植被類型等資料。工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)45工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2.系統(tǒng)組成及功能平原水庫健康信息化系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)信息管理、水庫健康綜合診斷和預測、水庫優(yōu)化調度三部分組成。通過現(xiàn)場安裝物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點，感知節(jié)點完成現(xiàn)場水位、流量、提水量等信息的監(jiān)測并通過無線傳輸?shù)狡皆畮旖】敌畔⒒脚_，平臺進行數(shù)據(jù)信息管理和挖掘，通過模糊層次分析法，按照一定的評價指標，準確判斷水庫的健康狀況；按照水庫健康狀況相關各種信息進行分類建立水庫健康預警決策樹，按照“if-and-then”的形式從樹根到樹葉獲取預警規(guī)則，對水庫的健康狀況進行預測預報；采用數(shù)據(jù)挖掘技術，總結出入庫泵站的開、停機時間、流量和提水量的規(guī)律，進而在保證供水量和水庫安全的情況下，制定出入庫泵站的開、停機時間、流量和提水量，作為指導水庫調度的依據(jù)。工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)46工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.系統(tǒng)說明工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)47工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)丁東水庫基本情況丁東水庫位于陵縣丁莊鄉(xiāng)境內，其平面形狀似靴狀，水庫大壩為均質土壩，采用了碾壓式筑壩技術施工，其供水源主要是通過潘莊引黃干渠調引黃河水入庫。其設計指標如右表所示：項目指標項目指標總庫容5260萬m3死庫容625萬m3興利水位24.5m死水位17.5m壩頂高程26.5m壩頂寬度8m邊坡系數(shù)1:3壩軸線總長11.64km庫區(qū)總面積697萬m2

工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)項目48工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.1水庫三維圖工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)49工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.2平臺界面數(shù)據(jù)信息管理目錄工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)50工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.3泵站運行實時控制界面工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)51工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.4水庫日蒸發(fā)量實時與預測工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)52工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.5水庫健康診斷和預測工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)53工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.6平原水庫優(yōu)化調度系統(tǒng)工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)54工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)1.基本情況濱州市沾化區(qū)智慧化高效節(jié)水項目，依托山東農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心和水利土木工程學院，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智55工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設計灌溉智慧化系統(tǒng)四層四模塊田間監(jiān)測模塊

作物需水量大數(shù)據(jù)模塊

輸水監(jiān)測模塊

總控制模塊數(shù)據(jù)采集層智能化傳輸層

大數(shù)據(jù)中心層

決策管理層系統(tǒng)構成示意圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智56工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設計平臺設計圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智57工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設計

整個系統(tǒng)設計為三層網(wǎng)絡構成，第一層是山東農(nóng)業(yè)大學大數(shù)據(jù)中心與外網(wǎng)的連接以及大數(shù)據(jù)中心計算機之間的連接；第二層是大數(shù)據(jù)中心與物聯(lián)網(wǎng)信息處理終端之間構成數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡；第三層是物聯(lián)網(wǎng)信息處理終端與水源地、管網(wǎng)和田間的監(jiān)測執(zhí)行機構構成監(jiān)控網(wǎng)絡。網(wǎng)絡架構示意圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智58工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)3.現(xiàn)場設備設施

物聯(lián)網(wǎng)氣象信息采集站圖氣象站、水肥一體化機房圖

工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智59工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)3.現(xiàn)場設備設施

水肥一體化機房圖

物聯(lián)網(wǎng)智慧化控制出水口圖

工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智60工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)3.現(xiàn)場設備設施

物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情1#監(jiān)測站圖

物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情2#監(jiān)測站圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智61工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)4.系統(tǒng)網(wǎng)站

水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)平臺首頁圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智62工程應用實例PART4四、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺1.研發(fā)背景

通過多年的努力，山東省水文信息化建設取得了較大成績，但在其建設過程中還存在以下幾個方面的不足。除降雨、水位測驗項目數(shù)據(jù)以自動觀測為主、人工觀測為輔外，其它測驗項目數(shù)據(jù)均為人工觀測水文資料整編通用軟件版本過低全省行業(yè)內的各個專題、不同規(guī)模的數(shù)據(jù)庫名目繁多，數(shù)據(jù)存儲分散、共享不足數(shù)據(jù)采集

資料整編

數(shù)據(jù)管理

水資源、水環(huán)境管理等水文業(yè)務信息化程度偏低水文業(yè)務

工程應用實例PART4四、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺63工程應用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺1.研發(fā)背景

為解決上述問題，更好地發(fā)揮已建各水文工程、系統(tǒng)成果，實現(xiàn)水文各個業(yè)務綜合應用平衡發(fā)展，在2015年國務院印發(fā)的《關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》和《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》等文件提出的“推動大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術融合發(fā)展，探索大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的新業(yè)態(tài)、新模式”的精神指導下，采用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等先進技術提高水文業(yè)務管理水平，建設山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺迫在眉睫。工程應用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺64工程應用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺2.建設目標

山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺，按照水利信息化頂層設計要求，實現(xiàn)五統(tǒng)一（統(tǒng)一技術標準、統(tǒng)一運行環(huán)境、統(tǒng)一安全保障、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心和統(tǒng)一門戶），達到“一張地圖、一個門戶、一個數(shù)據(jù)庫、一個平臺、一數(shù)一源”的目標。強化水文基礎數(shù)據(jù)庫體系的建設和各類信息資源整合，利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術，建設水文業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)，為更為全面的掌握全省水文水資源及水環(huán)境狀況提供了基礎，為與之向相關的社會服務帶來便利。工程應用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺65工程應用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺3.平臺設計工程應用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺66前景與展望PART51.在物聯(lián)網(wǎng)與水利的核心技術開發(fā)方面，需要按照“需求牽引、重點跨越、推廣應用、支撐發(fā)展、引領未來”的原則，突破智能傳感器和部分業(yè)務軟件開發(fā)等關鍵技術，推動物聯(lián)網(wǎng)與水利項目的結合，以典型工程為示范，引領帶動整個相關產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。2.要充分考慮我國水利信息化的發(fā)展現(xiàn)狀，結合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，深入開發(fā)和高度整合水利信息資源，實現(xiàn)水利信息感知、傳輸、存儲、處理的可視化和智能化，有效實現(xiàn)水利信息的共享，提升水利工程運用和管理的效率，加快水利信息化平臺標準的制定、密切關注大數(shù)據(jù)安全問題和云計算平臺整合問題。前景與展望PART51.在物聯(lián)網(wǎng)與水利的核心技術開發(fā)方面，67前景與展望PART5第34屆IAHR（InternationalAssociationforHydro-EnvironmentEngineeringandResearch）大會(2011.6.26-7.1,Brisbane，Australia)開幕式的主題報告“信息技術在水系統(tǒng)管理中的角色”(Dr.SharonNunes)，指出新一代水信息系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)特點：Instrumented

一體化Interconnected互聯(lián)Intelligence

智能前景與展望PART5第34屆IAHR（Internati68前景與展望PART5從“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉變：智在管理、慧在應用“數(shù)字水利”以水利為核心，由基礎應用、延伸應用、高級應用和戰(zhàn)略應用的多層水利監(jiān)控管理平臺集成實現(xiàn)水利的數(shù)字化。“智慧水利”全面梳理整合水利業(yè)務流程，挖潛增效，內強能力，外樹形象，不斷提高水利建設能力和公眾服務水平。以更加精細和動態(tài)的方式實現(xiàn)水資源管理和決策的“智慧”。通過“智慧水利”建設，達到“五個目標”

業(yè)務管理一體化水利監(jiān)控可視化水利信息規(guī)范化水利資源共享化水利決策科學化前景與展望PART5從“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉變：智在69THANK

YOU!THANK70智慧水利大數(shù)據(jù)平臺建設與實踐智慧水利大數(shù)據(jù)平臺建設與實踐71匯報內容CONTENTS概述Part1我國水利概況Part2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利Part3工程應用實例Part4前景與展望Part5匯報內容CONTENTS概述Part1我國水72物聯(lián)網(wǎng)（The

Internet

of

Things）通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網(wǎng)絡的融合應用,是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。傳統(tǒng)思維是將物理基礎設施和信息基礎設施分開，即一方面是機場、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心、個人電腦、寬帶等；在物聯(lián)網(wǎng)時代，鋼筋混凝土、電纜、芯片與寬帶整合為統(tǒng)一的基礎設施。統(tǒng)一基礎設施更像是一塊新的地球工地，世界的運轉在它上面進行，這個世界包括經(jīng)濟管理、生產(chǎn)運行、社會活動乃至個人生活。物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)（The

Internet

of

Things）通過智73物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)的工程應用特征1.物聯(lián)網(wǎng)為互聯(lián)網(wǎng)的應用拓展，應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心；2.“一體化”是物聯(lián)網(wǎng)應用的基礎與保障綜合運用機械動力、微電子、自動控制、計算機、信息、傳感、接口等技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標優(yōu)化組織，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高可靠、低能耗基礎上實現(xiàn)“機、電、光與信息一體化”。物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)的工程應用特征7475

“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)的概念PART15“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、發(fā)現(xiàn)75云平臺的概念PART1由傳統(tǒng)計算轉向云計算(cloudcomputing)，是業(yè)界將要面臨的一個重大改變。各種云平臺(cloudplatforms)的出現(xiàn)是該轉變的最重要環(huán)節(jié)之一。顧名思義，這種平臺允許開發(fā)者們或是將寫好的程序放在“云”里運行，或是使用“云”里提供的服務，或二者皆是。也可以稱為按需平臺（on-demandplatform）、平臺即服務（platformasaservice，PaaS）等等。但無論稱呼它什么，這種新的支持應用的方式有著巨大的潛力。云平臺的概念PART1由傳統(tǒng)計算轉向云計算(cloudc76我國水利概況PART21.流域（河流）我國共有流域面積50平方公里及以上河流45203條，總長度為150.85萬公里；流域面積100平方公里及以上河流22909條，總長度為111.46萬公里；流域面積1000平方公里及以上河流2221條，總長度為38.65萬公里；流域面積10000平方公里及以上河流228條，總長度為13.25萬公里。具體數(shù)據(jù)如下表所示：流域面積

流域50平方公里及以上100平方公里及以上1000平方公里及以上10000平方公里及以上合計45203229092221228黑龍江流域5110242822436遼河流河流域2214892598黃河流域4157206119917淮河流域24831266867長江流域10741527646445浙閩諸河1301694537珠江流域3345168516912珠江西南西北外流區(qū)諸河5150246726730內流區(qū)諸河9245534961353我國水利概況PART21.流域（河流）77我國水利概況PART22.水庫我國共有水庫98002座，總庫容9323.12億立方米。其中；已建水庫97246座，總庫容8104.10億立方米；在建水庫756座，總庫容1219.02億立方米。具體數(shù)據(jù)如下表所示：水庫規(guī)模合計

大型中型小型小計大（1）大（2）小計?。?）?。?）數(shù)量（座）980027561276293938933081794975359總庫容（億立方米）9323.127499.855665.071834.781119.76703.51496.38207.13我國水利概況PART22.水庫水庫規(guī)模合計78我國水利概況PART23.灌溉我國共有灌溉面積10.02億畝，其中：耕地灌溉面積9.22億畝，園林草地等非耕地灌溉面積0.80億畝。我國共有設計灌溉面積30萬畝及其以上的灌區(qū)456處，灌溉面積2.80億畝；設計灌溉面積1萬-30萬畝的灌區(qū)7316處，灌溉面積2.23億畝；50-1萬畝的灌區(qū)205.82萬處，灌溉面積3.42億畝。2013年，全國總用水量6107.2億m3，其中農(nóng)業(yè)用水3743.6億m3，占總用水量的61.3%，南方4區(qū)農(nóng)業(yè)用水占全國的45.4%，北方6區(qū)用水占54.6%，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.510，這就是說灌區(qū)水量有一半左右是在輸水、配水和田間灌水過程中損失掉了,而國際上先進國家灌溉水利用系數(shù)都0.7~0.8。這說明我國灌溉管理水平距離發(fā)達國家還有一定的距離，如何利用信息化的管理方式來提高我國灌溉水利用系數(shù)具有重要的意義。我國水利概況PART23.灌溉79我國水利概況PART24.雨水資源我國降水分布明顯受西高東低的三級階梯狀地勢影響，呈現(xiàn)從西往東逐漸遞增的趨勢，此外，降水分布的南北差異也十分明顯，以秦嶺-淮河為界，南部亞熱帶季風氣候區(qū)降水充沛，而北部溫帶季風氣候區(qū)降水明顯偏少。進入21世紀以來，北方地區(qū)水資源顯著減少，全國降水減少了2.8%，地表水資源量和水資源總量分別減少5.2%和3.6%。北方地區(qū)的降水隨時間的分布極不均勻，一年中62%的降水都集中在夏季，汛期（6～9月）的降水占全年75%以上，降水的年際、年內劇烈變化，為防洪和水資源利用帶來了很大的難度。如何利用大數(shù)據(jù)的預測預報最大限度的留蓄雨水資源和洪水資源來緩解我國水資源危機已成為亟待解決的問題。我國水利概況PART24.雨水資源80我國水利概況PART24.雨水資源我國降水以及南北方水資源分布圖我國南北方人均水資源占有量圖我國水利概況PART24.雨水資源我國降水以及南北方水資源81我國水利概況PART25.知名水利工程南水北調工程是迄今為止世界上最大的調水工程，東線、中線、西線三條線路的年調水總規(guī)模約448億立方米，約為當今中國全年用水量的1/10。三條線路分別從長江下、中、上游向北方調水，與長江、黃河、淮河和海河相互連接，組成一個水網(wǎng)，形成“四橫三縱”總體格局。通過對水量跨流域重新調配，可協(xié)調東、中、西部社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源需求關系，達到我國水資源“南北調配、東西互濟”的優(yōu)化配置目標。我國水利概況PART25.知名水利工程82我國水利概況PART25.知名水利工程三峽大壩是目前世界最大的混凝土水利發(fā)電工程，包括主體建筑物及導流工程兩部分，全長約2309m，壩高185m。三峽大壩建成后取得了巨大的效益：在防洪方面，三峽工程建成后，其巨大庫容所提供的調蓄能力將能使下游荊江地區(qū)抵御百年一遇的特大洪水；在發(fā)電方面，截至2012年底，三峽電站歷年累計發(fā)電量達到6291.4億千瓦時，相當于減排二氧化碳4.96億噸，減排二氧化硫595萬噸；在航運方面，自2003年三峽船閘通航以來，累計過壩貨運量突破3億噸，超過蓄水前22年的貨運量總和。我國水利概況PART25.知名水利工程83物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)在水利中的應用已初具規(guī)模。在傳感網(wǎng)絡的支撐下，水利部門已建成覆蓋全國的實時水情計算機廣域網(wǎng)、水利信息骨干通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡，并建設了水量調度、水文預報、水利電子地圖、防汛防旱決策支持、自動化辦公等系統(tǒng)，也就是說，具備了水利物聯(lián)網(wǎng)的基礎。作為實踐，國內首個水利物聯(lián)網(wǎng)項目“感知太湖，智慧水利”一期、二期工程已經(jīng)完成，形成了藍藻智能感知、船舶行蹤監(jiān)控、水工建筑管理等于一體的智慧水利物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)在水利中的應用已初84物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART31.智能“渠灌”控制系統(tǒng)“一體化閘門”是水利部的“948”項目，引進澳大利亞Rubicon公司的技術和裝置?！耙惑w化閘門”不僅是“十二五”灌區(qū)信息化建設中“全渠道控制系統(tǒng)”的一項重要內容，也是水利工程及其設施“工業(yè)化制造”的改革性嘗試。老式手搖閘門圖一體化閘門圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART31.智能“渠灌”控制系統(tǒng)老85物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：澳大利亞的灌溉及河流控制一體化閘門圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：澳大利亞的灌溉86物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國山西汾河灌區(qū)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國山西汾河灌87物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國寧夏青銅峽灌區(qū)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國寧夏青銅峽88物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國安徽淠史杭灌區(qū)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國安徽淠史杭89物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國水利部節(jié)水灌溉示范基地（北京順義）物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國水利部節(jié)水90物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3“全渠道控制系統(tǒng)”也可以稱為“明渠灌溉物聯(lián)網(wǎng)”，它是針對一條工程基礎設施比較完善的渠道，在所有的控制節(jié)點安裝包括水位-流量監(jiān)測、閘門現(xiàn)地及遠程控制、太陽能供電的“一體化閘門”，通過閉環(huán)控制軟件，實現(xiàn)水資源的自動調配。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3“全渠道控制系統(tǒng)”也可以稱為91物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART32.水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)“滴灌”僅濕潤作物根區(qū)的土壤，其他區(qū)域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長，降低了農(nóng)藥的施用量。水肥一體化“滴灌”通過注入水中的肥料，可以為作物提供促進其最優(yōu)生長的恰當水分和養(yǎng)分?！暗喂唷弊詣涌刂葡到y(tǒng)的田間敷設結構圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART32.水肥一體化“滴灌”自動92物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3在水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)中應用的物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3在水肥一體化“滴灌”自動控制系93物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)首部控制圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴94物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴灌”示范區(qū)通信設施圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴95物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART33.一體化泵站集成了泵、控制（實時狀態(tài)控制、遠程控制、報警處理、數(shù)據(jù)采集與管理等）系統(tǒng)及安裝體的一體化泵站，是完全工業(yè)化制造，現(xiàn)場安裝的“交鑰匙”輸水系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了工業(yè)化與信息化的完美融合。一體化泵站結構形式圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART33.一體化泵站一體化泵站結構形96物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站現(xiàn)場效果圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站現(xiàn)場效果圖97物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站運輸和施工圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站運輸和施工圖98物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART34.農(nóng)村供水一體化控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村多級供水管網(wǎng)動態(tài)安全監(jiān)控及預警系統(tǒng)是水利部人畜飲水安全項目今后（2020年前）建設的重要內容。（在繼續(xù)建設農(nóng)村供水系統(tǒng)的同時，著重提升供水質量和安全保障）。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART34.農(nóng)村供水一體化控制系統(tǒng)99物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3關鍵技術（1）集成了水壓、流量傳感器和信息傳輸模塊的“一體化”微型采集裝置；（2）適合于農(nóng)村多級供水管網(wǎng)的基于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡拓撲結構和組網(wǎng)方案；（3）基于上述關鍵技術的農(nóng)村多級供水管網(wǎng)動態(tài)安全監(jiān)控和預警管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3關鍵技術100物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART35.水處理“一體化”裝置污水處理用的推流泵/攪拌器制造過程中“置入”信息采集傳感器，并通過通信模塊和鏈路將推流泵/攪拌器的工作狀態(tài)和持續(xù)過程記錄并傳輸?shù)焦芾頇C構，以保證污水處理的有效性和常態(tài)化，也有效地解決了這一工作的人為障礙。污水處理用的潛水型攪拌器圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART35.水處理“一體化”裝置污水處101物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的推流泵圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的推流泵圖102物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的“一體化”推流泵/攪拌器工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)組成及結構圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的“一體化”推流泵/103物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART36.壩、堤安全監(jiān)測大壩的安全運行關乎人民生命和財產(chǎn)安全，為了保證大壩的健康運行，需要觀測大量的狀態(tài)數(shù)據(jù)如：土壩、土石壩主要觀測垂直和水平位移、裂縫、浸潤線、滲流量、土壓力、孔隙水壓力等；混凝土壩主要觀測變形、應力、溫度、滲流量、揚壓力和伸縮縫等。這些數(shù)據(jù)從水庫建成就開始采集，至今已積累大量的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術充分挖掘，了解大壩的變化過程和發(fā)展趨勢，達到對大壩安全進行預測預報的目的。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART36.壩、堤安全監(jiān)測104物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART37.水質監(jiān)測、預測水按用途可分為生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生態(tài)用水等。不同用途的水要求的水質標準也不一樣，通過對水溫、pH值、電導率、濁度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、總需氧量、總有機碳、生化需氧量、氟離子、氯離子、氰化物、氨氮、六價鉻、苯酚等指標實時采集，并對采集數(shù)據(jù)進行綜合分析，得到水質的實時狀態(tài)和變化規(guī)律，以實現(xiàn)水質實時判斷和預警。水質監(jiān)測系統(tǒng)圖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART37.水質監(jiān)測、預測水質監(jiān)測系統(tǒng)105物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART38.防洪搶險通信系統(tǒng)當發(fā)生洪水時，當?shù)氐囊恍┗A設施往往會遭到嚴重損害，而把現(xiàn)場音、視頻信息、天氣、降雨等水文信息傳送至指揮中心速度將直接影響搶險救災的效果，因此構建一個完整的防洪搶險通信系統(tǒng),是關系到人民生命財產(chǎn)安全的大事。為了第一時間將防洪搶險現(xiàn)場采集的信息傳送至目的地，需要建立一個要具有抗干擾及遠距離通信能力，具有語音、圖像信息、數(shù)據(jù)的采集和傳輸能力的通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析評價系統(tǒng)。系統(tǒng)要能夠與省級水利部門和水利部應急通信平臺無縫連接，互聯(lián)互通，為抗洪搶險、防災應急決策、指揮提供技術保障。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART38.防洪搶險通信系統(tǒng)106物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3

山洪災害監(jiān)測預警平臺采用最新的通信技術、計算機網(wǎng)絡技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、數(shù)字地理信息技術，集成了山洪、水文、氣象、國土和調查評價數(shù)據(jù)、專題圖層與分析成果，通過以GIS為核心進行信息綜合展示，為防汛值班、會商提供決策支持。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3山洪災害監(jiān)測預警平臺采用最新107物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3數(shù)據(jù)庫監(jiān)測系統(tǒng)（雨量、水位）移動查詢國家、省、市級山洪災害預警平臺預警系統(tǒng)(無線廣播、短信、傳真)GIS平臺縣級山洪災害監(jiān)測預警平臺氣象信息國土信息水文信息信息共享信息共享數(shù)據(jù)上報與信息共享生成報文（縣級防指成員，水利、國土部門，縣、鄉(xiāng)、村、組責任人）物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3數(shù)據(jù)庫監(jiān)測系統(tǒng)（雨量、水位）移108物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3移動應急通訊系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3移動應急通訊系統(tǒng)109物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART39.地下水資源管理目前，地下水由于過度開采和污染問題嚴重危及了水資源安全，為了嚴格地下水的管理和保護，需要對地下水的水位、水質、流動方向等信息進行實習監(jiān)測，以實現(xiàn)地下水自動化與智能化管理，需要開發(fā)相應的管理系統(tǒng)，其應具有如下功能：（1）實時顯示各監(jiān)測站的水位、水質數(shù)據(jù)；（2）能實現(xiàn)水位、水質的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析等功能；（3）能對水質和水位進行預測和報警。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART39.地下水資源管理110物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART310.灌溉取水計量目前，我國灌溉方式較為粗放，作物灌溉水量遠大于灌溉實際需水量，造成水資源的嚴重浪費。通過對農(nóng)作物、土壤墑情、氣候等信息的實時監(jiān)測，結合作物生長周期需水量，利用計算機、網(wǎng)絡通信和傳感等集成技術，對取水用戶實施精確取水計量和實時監(jiān)控，以確保作物在生長過程中的需要，從而實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質、高效和節(jié)水的灌溉技術。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART310.灌溉取水計量111物聯(lián)網(wǎng)與水利PART311.城鄉(xiāng)供水設施我國大多數(shù)城鄉(xiāng)供水系統(tǒng)的運行管理都采用比較原始的方法進行生產(chǎn)調度和生產(chǎn)管理，運行效率低下，基礎設施損毀嚴重。而通過對供水管道中水壓力、水速、水質等信息的實時監(jiān)測，利用大數(shù)據(jù)技術開發(fā)智能基礎設施管理系統(tǒng)，可以將水廠工程基礎設施、供水管網(wǎng)基礎設施、供水社區(qū)基礎設施、地理基礎設施等供水相關的基礎設施連接起來，使其成為新一代的智慧化基礎設施，提高供水服務質量和供水企業(yè)的生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)與水利PART311.城鄉(xiāng)供水設施112物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART312.城市防汛近年來城市暴雨積水成災頻繁發(fā)生，對城市居民造成的損失愈來愈大。通過對城市積水點進行實時視頻監(jiān)測，采集降雨量、水庫、河道、易積水點的水位、流量信息，分析水流匯集信息、管道水流動態(tài)和積水動態(tài)，并根據(jù)往年長期統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行預測預報，以實現(xiàn)積水事件預警、應急物資管理和多部門應急協(xié)同，最大限度的減輕水災害損失。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART312.城市防汛113物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在水利中應用存在的問題水利信息化是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化和推動水利事業(yè)重大變革的關鍵。雖然我國已經(jīng)加快物聯(lián)網(wǎng)在水利中應用的步伐，但仍存在一些問題：1.在水利信息基礎設施的建設與應用方面，普遍存在分散建設、規(guī)范標準不統(tǒng)一、技術異構等問題。2.基礎設施資源難以整合，軟硬件環(huán)境得不到高效利用。3.在業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)與應用方面，普遍存在只能滿足基本業(yè)務處理需求，無法滿足業(yè)務協(xié)同發(fā)展需要的問題。4.應用系統(tǒng)共享程度低，“信息孤島”現(xiàn)象嚴重。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在水利中應用存在的114工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)1.數(shù)據(jù)采集（1）水庫歷史調度資料，即入庫泵站的開、停機時間，入庫泵站每日的前池水位、水庫水位、流量和提水量，不同供水對象的供水時間、流量和供水量，水庫滲漏量，日降雨，日蒸發(fā)量等資料。（2）水庫的安全資料，包括圍壩的沉降量、位移量、裂縫，壩體內部測壓管水位、浸潤線走勢、壩體滲流量、壩基滲流量、滲流壓力，工程地質和水文地質，附屬建筑物安全等資料。（3）水庫生態(tài)資料，包括水庫水質、生物種類、庫區(qū)植被類型等資料。工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)115工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2.系統(tǒng)組成及功能平原水庫健康信息化系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)信息管理、水庫健康綜合診斷和預測、水庫優(yōu)化調度三部分組成。通過現(xiàn)場安裝物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點，感知節(jié)點完成現(xiàn)場水位、流量、提水量等信息的監(jiān)測并通過無線傳輸?shù)狡皆畮旖】敌畔⒒脚_，平臺進行數(shù)據(jù)信息管理和挖掘，通過模糊層次分析法，按照一定的評價指標，準確判斷水庫的健康狀況；按照水庫健康狀況相關各種信息進行分類建立水庫健康預警決策樹，按照“if-and-then”的形式從樹根到樹葉獲取預警規(guī)則，對水庫的健康狀況進行預測預報；采用數(shù)據(jù)挖掘技術，總結出入庫泵站的開、停機時間、流量和提水量的規(guī)律，進而在保證供水量和水庫安全的情況下，制定出入庫泵站的開、停機時間、流量和提水量，作為指導水庫調度的依據(jù)。工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)116工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.系統(tǒng)說明工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)117工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)丁東水庫基本情況丁東水庫位于陵縣丁莊鄉(xiāng)境內，其平面形狀似靴狀，水庫大壩為均質土壩，采用了碾壓式筑壩技術施工，其供水源主要是通過潘莊引黃干渠調引黃河水入庫。其設計指標如右表所示：項目指標項目指標總庫容5260萬m3死庫容625萬m3興利水位24.5m死水位17.5m壩頂高程26.5m壩頂寬度8m邊坡系數(shù)1:3壩軸線總長11.64km庫區(qū)總面積697萬m2

工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)項目118工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.1水庫三維圖工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)119工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.2平臺界面數(shù)據(jù)信息管理目錄工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)120工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.3泵站運行實時控制界面工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)121工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.4水庫日蒸發(fā)量實時與預測工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)122工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.5水庫健康診斷和預測工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)123工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.6平原水庫優(yōu)化調度系統(tǒng)工程應用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)124工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)1.基本情況濱州市沾化區(qū)智慧化高效節(jié)水項目，依托山東農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心和水利土木工程學院，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智125工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設計灌溉智慧化系統(tǒng)四層四模塊田間監(jiān)測模塊

作物需水量大數(shù)據(jù)模塊

輸水監(jiān)測模塊

總控制模塊數(shù)據(jù)采集層智能化傳輸層

大數(shù)據(jù)中心層

決策管理層系統(tǒng)構成示意圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智126工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設計平臺設計圖工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智127工程應用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系