感知太湖 智慧水利

1、PPT模板下载： 智慧水利感知太湖JasonJason背景背景1传统的太湖环境监测与治理概况传统的太湖环境监测与治理概况2“感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目43物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术背景背景1 太湖，它位于太湖，它位于江苏省江苏省南部，南部，长长江三角洲江三角洲中部；全部水域在中部；全部水域在江苏省江苏省境内，湖水南部与境内，湖水南部与浙江省湖州市浙江省湖州市相相连。它是连。它是中国中国东部近海区域最大的东部近海区域最大的湖泊，也是中国湖泊，也是中国第三大淡水湖第三大淡水湖，是，是中国著名的风景名胜区。太湖横跨中国著名的风景名胜区。太湖横跨苏州市、无

2、锡市、常州市，湖州市苏州市、无锡市、常州市，湖州市。太湖分别由太湖分别由苏州、无锡、常州苏州、无锡、常州三市三市管辖。管辖。 湖面形态如向西突出的新月。以湖面形态如向西突出的新月。以湖岸计算的湖岸计算的湖泊面积湖泊面积2427.82427.8平方公平方公里里。太湖中现有。太湖中现有5151个岛屿个岛屿，总面积，总面积89.789.7平方公里。湖岸线总线平方公里。湖岸线总线405405公里公里。平均水深平均水深1.891.89米米，从湖底地形可见，从湖底地形可见湖盆的地势是由东向西倾斜，湖盆湖盆的地势是由东向西倾斜，湖盆形态呈浅碟形。形态呈浅碟形。 背景背景1 “太湖美，太湖美， 美就美在太湖水

3、。美就美在太湖水。 ” ” 一曲歌谣，唱出了太湖碧波荡一曲歌谣，唱出了太湖碧波荡漾、山清水秀的景象。然而令人尴尬的是，曾经背负盛名的太湖，近漾、山清水秀的景象。然而令人尴尬的是，曾经背负盛名的太湖，近几年却频频因环境污染和生态危害见诸媒体。无锡市民一定不会忘记几年却频频因环境污染和生态危害见诸媒体。无锡市民一定不会忘记20072007年夏季的那一天，他们如往常一样打开水龙头，迎来的却是刺鼻年夏季的那一天，他们如往常一样打开水龙头，迎来的却是刺鼻的气味。蓝藻，的气味。蓝藻， 这一原始而古老的原核生物，一夜间成为各大搜索引这一原始而古老的原核生物，一夜间成为各大搜索引擎的热点词汇。太湖蓝藻大规模暴

4、发，让擎的热点词汇。太湖蓝藻大规模暴发，让 “ “太湖明珠太湖明珠” ” 无锡市因此无锡市因此经历了一场严重的用水危机。太湖到底怎么了？经历了一场严重的用水危机。太湖到底怎么了？ 成为世人瞩目的焦点成为世人瞩目的焦点和议论的话题。和议论的话题。背景背景1太湖这是怎太湖这是怎么了？么了？背景背景1 污污染源染源船舶造成的水体污染船舶造成的水体污染 二次污染二次污染 工业点源污染工业点源污染 农业面源污染农业面源污染 水产养殖的污染水产养殖的污染 城市化带来的水体污染城市化带来的水体污染 背景背景1目前，太湖流域结构性污染十分严重，目前，太湖流域结构性污染十分严重，化化工、纺织印染、黑色冶金工、纺

5、织印染、黑色冶金依然是重点污染依然是重点污染行业。行业。由于乡镇企业的快速发展和布局的分散性由于乡镇企业的快速发展和布局的分散性、经营方式的多变性及其初级粗加工，造、经营方式的多变性及其初级粗加工，造成的污染极为严重成的污染极为严重 。肥料、农药、畜禽粪便、水产养殖业、秸肥料、农药、畜禽粪便、水产养殖业、秸秆、村庄生活污水、村庄生活垃圾对水体秆、村庄生活污水、村庄生活垃圾对水体氮磷污染贡献；农膜污染氮磷污染贡献；农膜污染在网箱养殖过程中，投入到太湖中的饵在网箱养殖过程中，投入到太湖中的饵料中只有料中只有3030被鱼类利用，其余的沉入被鱼类利用，其余的沉入湖底，污染水质。在这湖底，污染水质。在这

6、3030被利用的饵被利用的饵料中，有料中，有9191的氮磷流失到水体中，造的氮磷流失到水体中，造成水体的富营养化。成水体的富营养化。 背景背景1太湖流域地区随着工业化、城市化进太湖流域地区随着工业化、城市化进程的加快，区域内人口剧增，产生的程的加快，区域内人口剧增，产生的生活污水生活污水量较之以前迅速增大。量较之以前迅速增大。与此同时，排污管道铺设不健全、处与此同时，排污管道铺设不健全、处理没施跟不上城市化进程的步伐，致理没施跟不上城市化进程的步伐，致使污水未经处理或只经过简单的处理使污水未经处理或只经过简单的处理，就排入到太湖中去，污水中含有大，就排入到太湖中去，污水中含有大量的量的N N、

7、P P元素物质。元素物质。太湖水域捕鱼的船只众多，现在的太湖水域捕鱼的船只众多，现在的捕鱼船多是用柴油作为动力，燃烧捕鱼船多是用柴油作为动力，燃烧不充分，产生的不充分，产生的气态颗粒污染物气态颗粒污染物随随风飘落到太湖中，污染水体。风飘落到太湖中，污染水体。另一方面，船只老化，废油滴漏严另一方面，船只老化，废油滴漏严重，覆盖水面，较难自净，加剧了重，覆盖水面，较难自净，加剧了太湖水体的污染。太湖水体的污染。背景背景12020世纪世纪8080年代初，太湖水质良好，以年代初，太湖水质良好，以类、中营养一中富营养类、中营养一中富营养水体为主，符合饮用水源地的水质要求。据水体为主，符合饮用水源地的水质

8、要求。据19811981年调查，太湖年调查，太湖水域属水域属类水的面积类水的面积 占占6 9 6 9 ，类水的类水的3030，类水的占类水的占1 1；中营养状态的面积占；中营养状态的面积占8383，中富营养状态的占，中富营养状态的占16.916.9。 近近2020年来，太湖水质恶化趋势明显，水质级别下降了两个等级年来，太湖水质恶化趋势明显，水质级别下降了两个等级，由原来的，由原来的类水为主到现在的以类水为主到现在的以类水为主；富营养化程度类水为主；富营养化程度上升了上升了1.51.52 2个等级，由个等级，由2020世纪世纪8080年代初期的以中营养和中富年代初期的以中营养和中富营养为主，上升

9、到以富营养为主。营养为主，上升到以富营养为主。背景背景120082008年主要入湖河流水质状况年主要入湖河流水质状况 单位：单位：mg/Lmg/L背景背景1传统的太湖环境监测与治理概况传统的太湖环境监测与治理概况2传统环境监测手段物理手段生物手段生态手段化学手段传统的太湖环境监测与治理概况传统的太湖环境监测与治理概况2物理手段物理手段：主要是通过使用光谱、色谱、放射等分析法来主要是通过使用光谱、色谱、放射等分析法来对热、声、光、电磁辐射等的强度和能量进行物理判断对热、声、光、电磁辐射等的强度和能量进行物理判断化学手段化学手段：主要是通过化学检测的方法来对监测对象进行主要是通过化学检测的方法来对

10、监测对象进行电离、溶出、电位差等来判断监测对象中所含的各种污染电离、溶出、电位差等来判断监测对象中所含的各种污染物的溶度物的溶度生物手段生物手段：主要利用生物个体、种群或群落对环境污染或变主要利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所表现出的各种身体状况、健康程度等进行汇总测试来阐化所表现出的各种身体状况、健康程度等进行汇总测试来阐明环境污染状况明环境污染状况生态手段生态手段：是对整个或局部范围的生态环境进行监测的手段，是对整个或局部范围的生态环境进行监测的手段，通过观察、测定生态系统的生物和非生物的数据，分析生态通过观察、测定生态系统的生物和非生物的数据，分析生态系统的要素、结构、功能等，以

11、了解生态的环境的现状的变系统的要素、结构、功能等，以了解生态的环境的现状的变化化.传统的太湖环境监测与治理概况传统的太湖环境监测与治理概况2大部分的手段都需要人工现场取样，费时费力大部分的手段都需要人工现场取样，费时费力1受到时间与地域限制，无法获得实时性的数据受到时间与地域限制，无法获得实时性的数据2 数据产生后，需要较长的数据处理时间数据产生后，需要较长的数据处理时间3缺陷缺陷传统的太湖环境监测与治理概况传统的太湖环境监测与治理概况2 早期早期错误错误做法做法 加高太湖的湖堤，建造闸门，分割湖面，修建人工的入海通道，把加高太湖的湖堤，建造闸门，分割湖面，修建人工的入海通道，把自然的太湖改造

12、成一个由几千个闸门控制的人工平原水库改造成一自然的太湖改造成一个由几千个闸门控制的人工平原水库改造成一个既无自然入口又无自然出口的、水基本不流动的人工水库系统。个既无自然入口又无自然出口的、水基本不流动的人工水库系统。 传统的太湖环境监测与治理概况传统的太湖环境监测与治理概况2强烈反差强烈反差 3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术1 1物联网的概念2 2物联网的结构3 3物联网的关键技术3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术物联网物联网的英文名称为“Internet of Things”，指的是通过无线射频识别(RFID)、红外感应器、定位系统、激光扫描仪等各

13、种信息传感设备，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。通俗的解释为:指通过各种信息传感装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术“物物”数据传输通路数据传输通路存储功能存储功能操作系统、专门的应用程序操作系统、专门的应用程序CPU遵循物联网的通信协议遵循物联网的通信协议可被识别的唯一编号可被识别的唯一编号3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关

14、键技术物联网的技术分层物联网的技术分层3感知层2网络层1应用层3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术感知层感知层：是用于识别物体和采集信息的，不仅包括传感网络，还包含各种物品到物品(Thing to Thing-T2T)，人到物品( Human to Thing-H2T)，人到人( Human to Human-H2H)之间互连的终端设备，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。 网络层网络层：

15、由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统及云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层应用层：是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能化的管理与应用。3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术物联网关键技术RFID技术嵌入式技术智能技术传感器技术3物联网基础与物联网关键技术物联网基础与物联网关键技术智能交通医疗监护国防军事防灾减灾物联网物联网智能家居环境监测环境监测城市管理工业监控“感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4“感

16、知太湖感知太湖 智慧水利智慧水利”项目概况项目概况 “感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利” ” 主要是针对太湖水域保护建立的一套集主要是针对太湖水域保护建立的一套集蓝藻湖泛智能感知、打捞车船智能调度和信息综合管理于一体的智蓝藻湖泛智能感知、打捞车船智能调度和信息综合管理于一体的智慧水利物联网系统。系统由基于慧水利物联网系统。系统由基于智能模式识别的自适应蓝藻湖泛传智能模式识别的自适应蓝藻湖泛传感器、实时蓝藻湖泛感知传输无线网络节点设备、蓝藻打捞和运输感器、实时蓝藻湖泛感知传输无线网络节点设备、蓝藻打捞和运输船载以及车载智能终端等新型设备船载以及车载智能终端等新型设备支撑，在智能传感设备、计算

17、算支撑，在智能传感设备、计算算法和网络通信等方面，拥有多项创新性核心技术。无锡市水利局是法和网络通信等方面，拥有多项创新性核心技术。无锡市水利局是 “感知太湖感知太湖” ” 的服务终端，系统的运用大大节约了以往人力、的服务终端，系统的运用大大节约了以往人力、 物物力，实现了对蓝藻治理的智能感知、调度和管理，随时随地让太湖力，实现了对蓝藻治理的智能感知、调度和管理，随时随地让太湖水、河道水水、河道水 “ “跟着跟着” ” 水利监管人员走。水利监管人员走。“感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4感知太湖感知太湖智慧水利智慧水利防汛防旱指挥防汛防旱指挥智能决策智能决策水环境智能治理水环境智

18、能治理水资源智能管理水资源智能管理“感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4“感知太湖感知太湖 智慧水利智慧水利”项目系统整体架构项目系统整体架构 “感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4“感知太湖感知太湖 智慧水利智慧水利”项目系统设备图项目系统设备图 浮漂式水质自动检测站（浮漂式水质自动检测站（1）自动检测站身上搭载自动检测站身上搭载水质监测仪水质监测仪， 可迅速测出湖水的可迅速测出湖水的温度温度、电电导导、PHPH值值、溶解氧溶解氧、浊度浊度、叶绿叶绿素素、蓝绿藻蓝绿藻等等7 7项水质数据，实项水质数据，实现对水质的实时监测；浮标上装现对水质的实时监测；浮标上装有有气象

19、传感器气象传感器，可以实时监测，可以实时监测风风向向、风速风速、气压气压、温度温度等气象指等气象指标，两者结合，实现了对湖体水标，两者结合，实现了对湖体水质、水文和气象等要素的全天候质、水文和气象等要素的全天候、全方位、立体式监测。浮标带、全方位、立体式监测。浮标带有航标灯、有航标灯、GPSGPS定位、雷达放射定位、雷达放射器和锚系等安全措施，可将仪器器和锚系等安全措施，可将仪器实测的数据通过无线网络及时传实测的数据通过无线网络及时传送到控制中心。送到控制中心。 “感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4浮漂式水质自动检测站（浮漂式水质自动检测站（2）无锡的环太湖区域已密布了无锡的环太

20、湖区域已密布了8686个个水质自动监测站，总投水质自动监测站，总投资资1.81.8亿元。其中，浮动水亿元。其中，浮动水质监测站质监测站1515个个，覆盖了主要，覆盖了主要出入湖河流断面出入湖河流断面、行政交界行政交界断面断面、重点监视河流断面重点监视河流断面和和主要饮用水源地主要饮用水源地等重点区域等重点区域。监测站实行。监测站实行2424小时不间断小时不间断监测，监测， 一旦出现水质突发一旦出现水质突发污染，污染， 相关人员的手机会相关人员的手机会立即收到信息。立即收到信息。“感知太湖感知太湖 智慧水利智慧水利”项目系统设备图项目系统设备图 “感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4

21、 按照总体设计、按照总体设计、 分步实施的原则，项目分三期实施，其中第一期、第二期工分步实施的原则，项目分三期实施，其中第一期、第二期工程已建设程已建设2020个蓝藻监测点个蓝藻监测点（湖中心（湖中心3 3个个点，点， 湖岸边湖岸边1717个个点），湖中心的监测点中点），湖中心的监测点中含有监测蓝藻及水质的传感器与高清晰摄像机，可将蓝藻水华发生信息传给信息含有监测蓝藻及水质的传感器与高清晰摄像机，可将蓝藻水华发生信息传给信息中心记录，同时自动调动最近的蓝藻打捞船打捞蓝藻；信息中心通知打捞船到藻中心记录，同时自动调动最近的蓝藻打捞船打捞蓝藻；信息中心通知打捞船到藻水分离公司；藻水分离公司自动通知

22、调动最近的处理厂的车辆运输蓝藻。一期工水分离公司；藻水分离公司自动通知调动最近的处理厂的车辆运输蓝藻。一期工程还在两个资源化再利用基地设立监控装置，对蓝藻再去向进行跟踪，同时在杨程还在两个资源化再利用基地设立监控装置，对蓝藻再去向进行跟踪，同时在杨湾藻水分离站内对蓝藻的打捞全过程，进行实施监控及智能化指挥。湾藻水分离站内对蓝藻的打捞全过程，进行实施监控及智能化指挥。“感知太湖，智慧水利感知太湖，智慧水利”项目项目4“水上哨兵水上哨兵”对蓝藻的防范监控及时有效，取代了每天依靠人对蓝藻的防范监控及时有效，取代了每天依靠人工取水、实验室化验的老办法。之前，早上工取水、实验室化验的老办法。之前，早上6 6点取到的水样到点取到的水样到晚上晚上6 6点才能拿到水质报告，而蓝藻暴发速度非常快，指标到点才能拿到水质报告，而蓝藻暴发速度非常快，指标到达临界点时如果不及时处置，两个小时就会演变成大规模的暴达临界点时如果不及时处置，两个小时就会演变成大规模的暴发。发。“水上哨兵水上哨兵”还让打捞蓝藻的船与太湖水质监控情况连成一还让打捞蓝藻的船与太湖水质监控情况连成一个网络，一旦监测指标显示某处水域出现蓝藻聚集，系统会个网络，一旦监测指标显示某处水域出现蓝藻聚集，系统会第一时间自动通知附近打捞点的船只。如果检测出藻情严重第一时间自动通知附近打捞点的船只。如果检测出藻情严重