1. Trạm quan trắc tự động
1.1. Trạm đo mưa
Hình ảnh trạm đo mưa
Thiết bị thu thập tự động đọc số liệu đo từ thiết bị đo/cảm biến đo mưa, xử lý sơ bộ và tự động truyền các số liệu này về nhà quản lý hiển thị lên bảng điện tử; đồng thời cập nhật lên cơ sở dữ liệu qua phương thức truyền thông mạng thông tin di động GSM/GPRS.
1.2. Trạm đo mực nước
Hình ảnh trạm đo mực nước
Thiết bị thu thập tự động đọc số liệu đo từ thiết bị đo/cảm biến đo mực nước, xử lý sơ bộ và tự động truyền các số liệu này về nhà quản lý hiển thị lên bảng điện tử; đồng thời cập nhật lên cơ sở dữ liệu qua phương thức truyền thông mạng thông tin di động GSM/GPRS, và phương thức truyền tín hiệu qua sóng Radio (đối với nội bộ hệ thống).
1.3. Trạm đo độ mặn cửa tràn
Hình ảnh trạm đo độ mở cửa tràn
Thiết bị thu thập tự động đọc số liệu đo từ các thiết bị đo/cảm biến đo độ mở, xử lý sơ bộ và tự động truyền các số liệu này về nhà quản lý hiển thị lên bảng điện tử; đồng thời cập nhật lên cơ sở dữ liệu qua phương thức truyền thông mạng thông tin di động GSM/GPRS, và phương thức truyền tín hiệu qua sóng Radio (đối với nội bộ hệ thống).
1.4. Trạm đo độ mở cửa cống
Hình ảnh trạm đo độ mở cửa cống
1.5. Trạm đo mực nước kết hợp đo mưa
Hình ảnh trạm đo mưa kết hợp trạm đo mực nước
Thiết bị thu thập tự động đọc số liệu đo từ thiết bị đo/cảm biến đo mực nước, thiết bị đo/cảm biến đo mưa, xử lý sơ bộ và tự động truyền lên trung tâm cơ sở dữ liệu thông qua mạng thông tin di động GSM/GPRS.
2. Giải pháp
2.1. Giải pháp cung cấp năng lương
Giải pháp cung cấp năng lượng được hệ thống sử dụng từ nguồn pin năng lượng mặt trời với những lý do sau:
- Các trạm giám sát thường đặt ở các vị trí không có điện lưới, hoặc xa nguồn điện lưới. Việc kéo dây điện phức tạp, công tác bảo vệ, bảo trì gặp nhiều khó khăn.
- Ngoài ra với nguồn điện lưới kéo dài, việc ảnh hưởng của sét lan truyền là không tránh khỏi.
- Sử dụng pin năng lượng mặt trời kết hợp với thiết bị sạc MPPT và thiết bị lưu trữ năng lượng đảm bảo cho các trạm giám sát có thể hoạt động liên tục.
- Công tác lắp đặt, bảo vệ, bảo trì dễ dàng, tránh được sét lan truyền.
- Nguồn điện được đảm bảo an toàn.
- Tuổi thọ pin năng lượng mặt trời lớn từ 20 – 25 năm.
2.2. Giải pháp truyền số liệu
Hình ảnh thiết bị thu thập và truyền thông
Hệ thống sử dụng phương án truyền số liệu thông qua mạng thông tin di động thông qua dịch vụ GMS/GPRS/3G, và phương thức truyền tín hiệu qua sóng Radio (đối với nội bộ hệ thống)
Phương án này có các ưu điểm vượt trội so với các phương án vô tuyến hiện nay, cụ thể:
- Khả năng phủ sóng rộng lớn khắp các tỉnh thành.
- Không cần dựng các cột thu phát song cao, tránh được sét, tránh được việc thi công dựng cột cao kèm với hệ thống chống sét phức tạp.
- Giá thành rẻ, đăng ký đơn giản.
- Phổ biến và dễ dàng sử dụng.
Nhược điểm:
- Hoàn toàn phụ thuộc vào dịch vụ của ngành bưu chính viễn thông.
- Vị trí lắp đặt cần phải có tín hiệu sóng điện thoại.
Đối với trạm đo ở vị trí vùng sâu, vùng xa không có sóng điện thoại, internet, hệ thống sử dụng phương án truyền số liệu qua vệ tinh thông qua thiết bị thu phát vệ tinh.
2.3. Giải pháp Camera giám sát
Hình ảnh sơ đồ kết nối sử dụng wifi
Hệ thống sử dụng camera IP hồng ngoại có độ phân giải cao, hình ảnh sắc nét, có khả năng zoom cho phép phóng to để nhìn rõ đối tượng, có khả năng quay 360 độ để quét toàn bộ công trình, và có hồng ngoại cho phép quan sát hình ảnh rõ nét khi trời tối. Dữ liệu hình ảnh được truyền về đầu ghi hình thông qua đường truyền không dây WLAN bằng thiết bị thu phát wifi.
2.4. Giải pháp đo mực nước
Hình ảnh cảm biến đo mực nước
Sử dụng cảm biến đo mực nước theo nguyên lý áp suất thủy tĩnh. Khi mực nước thay đổi dẫn đến áp lực nước tác động lên màng cảm biến thay đổi. Màng cảm biến thay đổi sẽ được đo và chuyển đổi thành tín hiệu chuẩn công nghiệp (dòng điện 4 - 20ma, tín hiệu TTL). Bằng việc xác định tín hiệu này, ta xác định được mực nước thực tế.
2.5. Giải pháp đo độ mở cửa cống
Hình ảnh cảm biến độ mở kiểu bánh răng
Sử dụng cảm biến độ mở cống hoạt động theo nguyên lý điện trở. Bên trong cảm biến có bộ chuyển đổi tín hiệu điện trở ra tín hiệu chuẩn công nghiệp. Khi độ mở cửa thay đổi, dây kéo hoặc bánh răng sẽ thay đổi và làm quay điện trở bên trong cảm biến, điện trở thay đổi dẫn đến tín hiệu ra cũng thay đổi theo. Bằng việc xác định được giá trị tín hiệu ra ta sẽ xác định được độ mở cần đo.
2.6. Giải pháp đo độ mở cửa tràn
Hình ảnh cảm biến góc nghiêng
Cảm biến loại góc nghiêng sử dụng phần tử là một thanh bán dẫn có đối trọng nhỏ. Phía trên bề mặt thanh có màng điện trở, dưới tác dụng của trọng trường, thanh bán dẫn biến dạng làm màng điện trở thay đổi giá trị tỷ lệ với góc cần đo. Từ giá trị góc đo được quy đổi thành độ mở cửa van. Cảm biến góc nghiêng lắp đặt dễ dàng, độ chính xác và khả năng chống rung tốt.
2.7. Giải pháp đo mưa
Hình ảnh thiết bị đo mưa
Hiện nay trên thị trường phổ biến là các thiết bị đo mưa dạng gầu lật, tín hiệu ra dưới dạng xung điện. Việc lắp đặt, và việc đo đạc thông số rất đơn giản. Bằng việc đếm số lượng xung điện ta có thể tính ra được lượng mưa tương ứng. Do vậy loại đâu đo dạng gầu lật được lựa chọn để thiết kế.
2.8. Giải pháp bố trí trạm đo mưa lưu vực
Theo mục 4.1 TCVN 8304 : 2009 “CÔNG TÁC THỦY VĂN TRONG HỆ THỐNG THỦY LỢI” quy định về việc lắp đặt trạm đo mưa cho lưu vực hồ chứa như sau:
- Các điểm đo phải đảm bảo phân bố đều trên toàn hệ thống, không bố trí chỗ thưa quá, chỗ dầy quá.
- Đối với vùng có địa hình thay đổi nhiều, khoảng cách giữa các điểm đo mưa từ 10 km đến 15 km.
- Đối với vùng trung du đồng bằng địa hình ít thay đổi, khoảng cách giữa các điểm đo mưa từ 15 km đến 20 km.
- Tại trụ sở cơ quan quản lý hệ thống thủy lợi hoặc quản lý công trình cần bố trí một điểm đo mưa.
Ngoài ra khi bố trí trạm đo mưa trên lưu vực hồ chứa cần lưu ý thêm những điều sau:
- Vị trí trạm đo mưa phải có tính đại biểu cho các nhánh sông, suối và sự biến đổi địa hình của lưu vực hồ chứa.
- Ưu tiên việc bố trí trạm đo mưa tại những vị trí có đơn vi hành chính, tổ chức hoặc người dân sinh sống để thuận tiện cho việc quản lý và bảo vệ.
- Đối với các trạm đo mưa lưu vực ở khu vực vùng sâu, vùng xa, hẻo lánh không người đi lại, bố trí các cọc và lưới B40 bao quanh, camera giám sát để bảo vệ
2.9. Bố trí trạm đo mưa lưu vực hồ nước trong
Hình ảnh bố trí trạm đo mưa lưu vực hồ nước trong
2.10. Giải pháp giám sát và hiển thị dữ liệu tại nhà quản lý
Hình ảnh bảng điện tử
Hệ thống giám sát tự động tại trung tâm gồm bảng hiển thị thông tin giám sát, máy tính vận hành và máy in, đầu ghi hình và màn hình hiển thị, thiết bị RTU trong đó:
- Bảng hiển thị thông tin giám sát được thiết kế sao cho trực quan, thể hiện được thông tin về độ mở các cửa van, thông tin mực nước và lượng mưa.
- Máy tính vận hành sẽ được cài đặt Phần mềm quản lý, giám sát và dự báo lũ hồ chứa nước theo thời gian thực dựa trên công nghệ WebGIS với giao diện trực quan, cho phép giám sát từ xa trạng thái hoạt động của các thiết bị bên dưới hiện trường. Người dùng có thể xem số liệu tức thời và số liệu lưu trữ, hồ sơ thiết kế…, xử lý số liệu và cung cấp kết quả tính toán trên các trình duyệt Web.
- Đầu ghi hình thu thập, lưu trữ các hình ảnh camera truyền về và hiển thị hình ảnh camera trên màn hình.
