一种水电站区降雨排水实时监测系统及方法转让专利
申请号 : CN202111561943.8
文献号 : CN113962831B
文献日 : 2022-04-08
发明人 : 张合振
申请人 : 成都航空职业技术学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种水电站区降雨排水实时监测系统,其特征在于,包括水库水位实时采集模块、沟渠水流量实时采集模块、降雨量实时采集模块、中央控制模块、数据存储模块;当开始降雨时,中央控制模块启动降雨量实时采集模块和水库水位实时采集模块,分别采集实时降雨量数据和实时水库水位数据;中央控制模块从数据存储模块中调用预存的基准降雨量数据和基准水库水位数据,基准降雨量数据与基准水库水位数据一一对应映射,基准降雨量数据和基准水库水位数据均由水电站区的历史数据训练得出;若通过实时降雨量数据映射出的基准水库水位数据超出实时水库水位数据时,中央控制模块启动沟渠水流量实时采集模块,采集实时沟渠水流量数据;中央控制模块从数据存储模块中调用预存的基准降雨量数据和基准沟渠水流量数据,基准降雨量数据与基准沟渠水流量数据一一对应映射;若通过实时降雨量数据映射出的基准沟渠水流量数据超出实时沟渠水流量数据,则中央控制模块判定排水沟渠损毁,若通过实时降雨量数据映射出的基准沟渠水流量数据低于实时沟渠水流量数据,则中央控制模块判定排水沟渠堵塞;
还包括排水沟渠图像采集模块、光照强度采集模块;
当中央控制模块判定排水沟渠损毁或排水沟渠堵塞时,中央控制模块启动光照强度采集模块,采集排水沟渠现场的光照强度数据;
当排水沟渠现场的光照强度数据满足排水沟渠图像采集模块的图像采集条件时,中央控制模块启动排水沟渠图像采集模块,采集排水沟渠现场的实时图像数据;其中,满足排水沟渠图像采集模块的图像采集条件是指:在当前实时降雨量数据的基础上,能够采集到排水沟渠现场的实时图像数据;
中央控制模块通过排水沟渠现场的实时图像数据与其历史图像数据进行对比判断,识别出排水沟渠损毁或排水沟渠堵塞的具体位置。
2.如权利要求1所述的一种水电站区降雨排水实时监测系统,其特征在于,还包括光照补充模块;
当排水沟渠现场的光照强度数据不满足排水沟渠图像采集模块的图像采集条件时,中央控制模块启动光照补充模块对排水沟渠现场的光照强度进行持续补充增强,当排水沟渠现场的光照强度数据满足图像采集条件时,中央控制模块再启动排水沟渠图像采集模块,并保持光照补充模块当前的工作状态。
3.如权利要求2所述的一种水电站区降雨排水实时监测系统,其特征在于,还包括镜片水雾检测模块和镜片水雾清除模块;
当中央控制模块从排水沟渠图像采集模块获取排水沟渠现场的实时图像数据的清晰度低于其历史图像数据的清晰度时,中央控制模块启动镜片水雾检测模块,检测排水沟渠图像采集模块的图像采集镜片上的实时水雾信息,若图像采集镜片上的实时水雾信息超出其标准水雾信息,中央控制模块启动镜片水雾清除模块,对排水沟渠图像采集模块的图像采集镜片上的水雾进行清除。
4.如权利要求1所述的一种水电站区降雨排水实时监测系统,其特征在于,还包括水库闸门控制模块、开闸计时模块;
当通过实时降雨量数据映射出的基准水库水位数据低于实时水库水位数据时,进一步判断实时水库水位数据是否达到安全水库水位数据,若实时水库水位数据达到安全水库水位数据,则中央控制模块启动水库闸门控制模块打开水库闸门进行泄水,同时中央控制模块启动开闸计时模块对开闸泄水进行计时,记录实时计时数据;
数据存储模块中还存储有:当实时水库水位数据达到安全水库水位数据时,不同降雨量数据一一对应映射的开闸泄水的基准计时数据;
当实时计时数据达到当前实时降雨量数据映射的基准计时数据时,中央控制模块关闭水库闸门控制模块停止泄水。
5.一种水电站区降雨排水实时监测方法,其特征在于,采用如权利要求1‑4任一项所述的一种水电站区降雨排水实时监测系统进行降雨排水实时监测。
说明书 :
一种水电站区降雨排水实时监测系统及方法
技术领域
背景技术
灾害,对水电站区边坡安全稳定和水电站区大坝安全造成较大威胁。但以往的防御方法主
要是采取建立综合防洪减灾体系,修建并定期检查维护排水沟渠、拦渣坝、边坡主动和被动
防护网等工程措施。
如果周围山坡的排水沟渠的排水过程出现局部堵塞,那当周围山坡的排水沟渠因为堵塞积
累的水量到达一定程度后,堵塞被积水冲破可能会造成周围山坡的排水沟渠下游的水库和
大坝失控,从而导致水电站区安全事故,如果周围山坡的排水沟渠损毁,排水沟渠的排水顺
着损毁的地方四处扩散,当周围山坡漫水过多时,周围山坡容易出现边坡滚石、泥石流、滑
坡等地质灾害;但是现有的水电站区安全监测方案都只是停留在定期检查维护排水沟渠,
定期检查维护的真空期无法预防上述情况的出现,存在较大的局限性。
发明内容
坡的排水沟渠的水量负荷会急剧增加;如果周围山坡的排水沟渠的排水过程顺畅,那么水
库是相对安全的,如果周围山坡的排水沟渠的排水过程出现局部堵塞,那当周围山坡的排
水沟渠因为堵塞积累的水量到达一定程度后,堵塞被积水冲破可能会造成周围山坡的排水
沟渠下游的水库和大坝失控,从而导致水电站区安全事故,如果周围山坡的排水沟渠损毁,
排水沟渠的排水顺着损毁的地方四处扩散,当周围山坡漫水过多时,周围山坡容易出现边
坡滚石、泥石流、滑坡等地质灾害;但是现有的水电站区安全监测方案都只是停留在定期检
查维护排水沟渠,定期检查维护的真空期无法预防上述情况的出现,存在较大的局限性。
制模块启动降雨量实时采集模块和水库水位实时采集模块,分别采集实时降雨量数据和实
时水库水位数据;中央控制模块从数据存储模块中调用预存的基准降雨量数据和基准水库
水位数据,基准降雨量数据与基准水库水位数据一一对应映射,基准降雨量数据和基准水
库水位数据均由水电站区的历史数据训练得出;若通过实时降雨量数据映射出的基准水库
水位数据超出实时水库水位数据时,中央控制模块启动沟渠水流量实时采集模块,采集实
时沟渠水流量数据;中央控制模块从数据存储模块中调用预存的基准降雨量数据和基准沟
渠水流量数据,基准降雨量数据与基准沟渠水流量数据一一对应映射;若通过实时降雨量
数据映射出的基准沟渠水流量数据超出实时沟渠水流量数据,则中央控制模块判定排水沟
渠损毁,若通过实时降雨量数据映射出的基准沟渠水流量数据低于实时沟渠水流量数据,
则中央控制模块判定排水沟渠堵塞。
排水沟渠图像采集模块的图像采集条件是指:在当前实时降雨量数据的基础上,能够采集
到排水沟渠现场的实时图像数据;
水沟渠现场的光照强度数据满足图像采集条件时,中央控制模块再启动排水沟渠图像采集
模块,并保持光照补充模块当前的工作状态。
沟渠图像采集模块的图像采集镜片上的实时水雾信息,若图像采集镜片上的实时水雾信息
超出其标准水雾信息,中央控制模块启动镜片水雾清除模块,对排水沟渠图像采集模块的
图像采集镜片上的水雾进行清除。
库水位数据,则中央控制模块启动水库闸门控制模块打开水库闸门进行泄水,同时中央控
制模块启动开闸计时模块对开闸泄水进行计时,记录实时计时数据;
集模块、沟渠水流量实时采集模块、降雨量实时采集模块、中央控制模块、数据存储模块之
间的配合,对水电站区的降雨排水进行实时监测;并且,还可以通过水库水位实时采集模
块、沟渠水流量实时采集模块、降雨量实时采集模块的先后启动,实现排水沟渠损毁或排水
沟渠堵塞的异常精准判断,有效避免排水沟渠下游的水库和大坝失控、周围山坡出现边坡
滚石、泥石流、滑坡等地质灾害,适合全国各地的大部分水电站推广应用,有效保障水电站
区的生命财产安全。
附图说明
具体实施方式
明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例,都属于本发明保护的范围。
么水库是相对安全的,如果周围山坡的排水沟渠的排水过程出现局部堵塞,那当周围山坡
的排水沟渠因为堵塞积累的水量到达一定程度后,堵塞被积水冲破可能会造成周围山坡的
排水沟渠下游的水库和大坝失控,从而导致水电站区安全事故,如果周围山坡的排水沟渠
损毁,排水沟渠的排水顺着损毁的地方四处扩散,当周围山坡漫水过多时,周围山坡容易出
现边坡滚石、泥石流、滑坡等地质灾害;但是现有的水电站区安全监测方案都只是停留在定
期检查维护排水沟渠,定期检查维护的真空期无法预防上述情况的出现,存在较大的局限
性。
制模块分别与水库水位实时采集模块、沟渠水流量实时采集模块、降雨量实时采集模块、数
据存储模块连接;
和水库水位实时采集模块处于关闭状态,可降低相关的电力消耗,同时,没有降雨的情况
下,水电站区工作人员也可对其进行巡检,由于是关闭状态,巡检时更安全。
量数据可考虑单位时间内的降雨量和累积降雨时长等,随着降雨量数据的变化,水库水位
增加量是何种情况,之间存在紧密联系),基准降雨量数据和基准水库水位数据均由水电站
区的历史数据训练得出;
坡的排水沟渠的排水过程出现局部堵塞,也可能是周围山坡的排水沟渠损毁,排水沟渠的
排水漏到了周围山坡上),中央控制模块启动沟渠水流量实时采集模块,采集实时沟渠水流
量数据;
降雨量数据可考虑单位时间内的降雨量和累积降雨时长等,随着降雨量数据的变化,沟渠
水流量变化时何种情况,这之间存在紧密联系);
流承载量),则中央控制模块判定排水沟渠损毁,若通过实时降雨量数据映射出的基准沟渠
水流量数据低于实时沟渠水流量数据(也就是说,理论上沟渠水流量比实际上沟渠水流量
小),则中央控制模块判定排水沟渠堵塞。
流量实时采集模块、降雨量实时采集模块、中央控制模块、数据存储模块之间的配合,对水
电站区的降雨排水进行实时监测;并且,还可以通过水库水位实时采集模块、沟渠水流量实
时采集模块、降雨量实时采集模块的先后启动,实现排水沟渠损毁或排水沟渠堵塞的异常
精准判断,有效避免排水沟渠下游的水库和大坝失控、周围山坡出现边坡滚石、泥石流、滑
坡等地质灾害,适合全国各地的大部分水电站推广应用,有效保障水电站区的生命财产安
全。
区工作人员在降雨的情况下仍需要对其进行异常排除,比如:虽然降雨量较大,但如果不进
行异常排除,极大可能威胁到下游的水电站区时。
渠图像采集模块用于采集水电站区周围山坡的排水沟渠现场的实时图像数据;但是,如果
遇到夜晚时间,图像采集会受到极大的限制,并且,即使不是夜晚时间,降雨量较大的情况
下,仍然会导致排水沟渠现场的光照强度,从而影响图像采集。
排水沟渠图像采集模块的图像采集条件是指:在当前实时降雨量数据的基础上,能够采集
到排水沟渠现场的实时图像数据;
水沟渠现场的光照强度数据满足图像采集条件时,中央控制模块再启动排水沟渠图像采集
模块,并保持光照补充模块当前的工作状态。
过量累积在其图像采集镜片上时;所以进一步的,还包括镜片水雾检测模块和镜片水雾清
除模块;
沟渠图像采集模块的图像采集镜片上的实时水雾信息,若图像采集镜片上的实时水雾信息
超出其标准水雾信息,中央控制模块启动镜片水雾清除模块,对排水沟渠图像采集模块的
图像采集镜片上的水雾进行清除。
位,便于水电站区工作人员根据实际需求对其进行异常排除;同时,通过镜片水雾检测模块
和镜片水雾清除模块的配合,还可以克服水雾过量累积在其图像采集镜片上的问题。
积累的水量到达一定程度后,堵塞被积水冲破后造成下游实际上水位数据比理论上水位数
据大等情况。此时就需要对水库进行合理的泄水,同时也要保存一定的水位,借助降雨来蓄
水蓄能。
库水位数据,则中央控制模块启动水库闸门控制模块打开水库闸门进行泄水,同时中央控
制模块启动开闸计时模块对开闸泄水进行计时,记录实时计时数据;
蓄水的具体为,第1阶段是针对单位时间内降雨量较小的情况,第2阶段是针对单位时间内
降雨量适中的情况,第1阶段是针对单位时间内降雨量较大的情况。