一、方案背景

江河湖泊具有重要的资源功能、生态功能和经济功能，近年来，各地积极采取措施，加强河湖治理、管理和保护，在防洪、供水、发电、航运、养殖等方面取得了显著的综合效益。但是随着经济社会快速发展，我国在河湖管理保护出现了一些新问题，例如，一些地区入河湖污染物排放量居高不下，一些地方侵占河道、围垦湖泊、非法采砂现象时有发生。

水资源是人类生存的最重要的自然资源，我国水资源分布不均，人均水资源短缺。多年来粗放型经济的发展使水资源受污染严重，水域的水位、漂浮物、水岸垃圾进行监测，对于异常出现的大量漂浮物、动物尸体等情况，实现责任溯源、强化河湖长制管理。同时需要对水位、降雨量、警戒预警、漂浮物、水岸垃圾、盗采河砂、闸门启闭的行为监测，保证河湖流域内的安全与有效监管。据调查，我国有三分之一的河段不能满足灌溉水质的要求。近年来，政府对水质治理的力度不断加大，绿水青山就是金山银山的观念逐渐被越来越多的人意识到。水资源监测为河长制建设提供科学数据支撑。

二、系统概述

江河湖泊生态监测系统是为打造智慧水利信息化平台而建设的自动化监测能力，基于云端一体化设计，既可以立在岸边，也可以漂浮在水面，安装方便，太阳能供电，4G物联网通讯，可进行智能自诊断。有视频监控覆盖整个河湖重点监测区域，远程查看监控，减少人工巡检的频率，实时监测水质情况，及时报警。

三、系统组成

系统由监控中心、传输单元、智能站点、站房等组成，具备系统运行状态监控、视频监控、视频流量监测系统、站房状态监控、远程控制、远程操作等功能。  

根据客户需求的不同，可选择集成固定站、集装箱站、浮标站等形式。前端智能设备必不可少，通过部署全光谱水利球，可实现智能水位监测、闸门启闭识别、漂浮物监测、在不需要人为干预的情况下对监控场景进行自动分析，及时做出反应。通过在重点部位部署视频监控设备，对河湖水面、河湖岸线、站房、水闸以及重要设备等进行监视，设置监测预警站，通过LED屏显示降雨量、水位等信息，并配合一键报警喊话，对重点区域进行监测预警，进行满足基本视频监视的同时通过采用先进的智能分析、报警联动等技术，为汛情预警、水岸线生态保护提供视频保障。

水质在线监测系统克服了常规水质分析仪器的缺点，使用无线数传设备能够实时、连续、稳定、可靠得提供准备、快速的监测传输数据。监测因子涵盖水质监测的常规五参数、叶绿素、蓝绿藻、氨氮、高锰酸盐指数、TOC、总磷、总氮、磷酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、硅酸盐、重金属（Fe、Mn、Pb、Cd、Cr6+）等。

前端监测设备：智能识别的水利自动监测（水位监测、闸门状态监测、漂浮物与垃圾监测、盗采河砂预防、广域全景监控、气象及其他数据采集） 、水质/污染源监测终端。 

通信网络：2G/3G/4G通迅方式为主，短信备份为辅(北斗卫星可定制)。

监测中心：由服务器、公网专线(或移动专线)、水质水文监测系统软件组成。

测量设备：雨量传感器、水质传感器、水位计、摄像头或其它仪表变送器。

四、系统功能：

该系统适用于各江、河、湖、泊、港、塘、库等现场实时数据的在线监测，其中监测的数据包括实现水位监测、水质监测、闸门状态监测、河道漂浮物监测、水岸垃圾检测、盗采河砂、AI影像识别水位、流速等功能以及视频画面。通过物联网以及AI云计算，实现了实时远程现场数据通过网络传输，且具备自动功能，可以随时掌控发生的变化，进而告知有关部分进行整顿，具备联动信息输出，可以外接多功能预警设备，实现联动。

█数据实时监测：通过与现场安装的无线采集设备相连的水质水位传感器，实时采集现场各类水质水位，并即时经由智能网关上传到监测中心，保证数据的时效性。

█远程集中管理：能够根据无线设备和传感器安装的位置对整个系统当中的设备分区域显示，对不同地点、不同场景的监测设备进行区别管理，同时也能对多区域进行集中监测。

 █原始数据处理：对上传到服务器中的数据进行预处理，能够在平台上实现时间性的数据图形或是到处数据报表，以达到对现场河湖生态进行分析的作用。

 █数据断点续存：在该解决方案当中，当遇到上传服务器的网络断开时，使用的智能网关能够自动存储下方连接设备上传的数据。待传输网络连接成功后，会将缓存的数据第一时间上传到服务器，防止数据因网络问题出现丢失。

 █智能短信报警功能：当监测到的气体浓度高于客户现场的限制浓度时，能够实现平台端、设备现场以及用户手机短信等多个场景的报警提醒功能，便于客户对现场环境的了解。

 █主动故障提醒：一旦现场使用的监测设备出现异常，会主动上报异常状态，便于客户及时发现问题，并有针对性的找到故障设备。

 █设备远程控制:客户可以在监控中心对监测现场设备进行远程启动、设定工作时间等远程操作，并可对设备当前的工作状态进行查询。

五、方案优点

  数传终端：实用性强、覆盖面广、灵活性好的环保数据采集传输;

  多重网络：LoRa/NB-IoT/2G/3G/4G/5G无线传输为环境监测提供了很好的联网解决方案;

  接口兼容：标准RS232/485 接口，支持Modbus 通信协议及非标准通讯协议的开发;

  监控功能：在监控中心可以通过网络实时监测各站点的实时数据;

  报警功能：任何现场的异常报警信号能在通过设备上传进行报警;

  数据储存：按规定的数据库格式保存现场原始数据、报警数据和操作记录的数据;

  数据发布：中心数据库数据能实现数据共享，对其它系统具有开放性。

六、系统意义

江河湖泊生态监测系统解决方案可以有效对湖泊水库进行全天候实时监测，实时掌握湖泊水库水流水质情况，如有预警险情，第一时间采取应对措施，同时可以利用江河湖泊大数据、气象数据对汛期湖泊水库水位进行预测，提前做好相关部署，对当地湖泊水库水质监测防洪减灾应急工作的有序进行具有重大的意义。