CN211181020U - 一种地质环境治理监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种地质环境治理监测系统，其包括监测采集模块、数据通讯模块、数据处理模块以及服务显示模块，用户将监测采集模块采集到的实时数据通过数据通讯模块发送到数据处理模块对上传的数据进行处理分析，并将处理后的数据发送到服务显示模块输出显示，用户输入的控制指令通过数据处理模块处理后通过数据通讯模块传输到监测采集模块实现远程控制。本实用新型的地质环境治理监测系统充分利用现代信息技术实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能。
Description
技术领域
本实用新型涉及地质环境监测的技术领域，尤其是涉及一种地质环境治理监测系统。
背景技术
矿产资源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，但是长期大规模的矿产资源开发活动在保障国民经济发展需要和创造巨大经济效益的同时引发的矿山地质环境问题也十分突出，大气、水、土的污染，采空区的地面塌陷，山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流，侵占和破坏土地、水土流失、土地沙化、岩溶塌陷、矿震、尾矿库溃坝、水均衡遭受破坏、海水入侵等矿上地质环境问题在给国民经济带来巨大损失的同时威胁着国民生活安全。由于矿业活动都有特定的寿命期，矿业活动结束后恢复环境的任务十分繁重，此外由于矿山环境受地质构造条件和矿床产出位置的严格限制，不能提前预测和选择自身环境所处的环境背景，因此矿山地质环境监测与修复问题一直受到国际、国内社会的广泛关注和重视，是环境地学研究领域内的一个热点问题。
随着社会的不断发展，科技不断进步，传统的地质环境监控系统已经满足不了人们的需求，因此我们需要充分利用现代信息技术，实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种地质环境治理监测系统，通过该系统实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能，优化土地复垦防治措施。
本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种地质环境治理监测系统，包括监测采集模块、数据通讯模块、数据处理模块以及服务显示模块，其中监测采集模块包括地质环境监测系统、水文环境监测系统、气象环境监测系统、改造区植被保护监测系统、无人机遥感、改造区植被自动灌溉系统，用户将采集到的实时数据通过数据通讯模块发送到数据处理模块对上传的数据进行处理分析，并将处理后的数据发送到服务显示模块；
数据处理模块包括地质环境数据处理模块、水文环境数据处理模块、气象环境数据处理模块、改造区植被保护数据处理模块、遥感图像对比处理模块以及自动灌溉数据处理模块，地质环境数据处理模块用于对地质环境监测系统上传的地质数据进行处理分析，水文环境数据处理模块用于对水文环境监测系统上传的水文数据进行处理分析，气象环境数据处理模块用于对气象环境监测系统上传的气象数据进行处理分析，改造区植被保护数据处理模块用于对改造区植被保护监测系统上传的数据进行处理，遥感图像对比处理模块用于对无人机遥感上传的影像信息进行对比处理分析；
服务显示模块包括综合管理模块、应用门户模块、大屏显示模块、信息发布模块、手机APP显示模块，综合管理模块用于对数据处理模块处理的多项数据进行综合管理，应用门户模块用于对数据处理模块处理的多项数据进行分类筛选管理，大屏显示模块用于显示处理后的数据，信息发布模块是面向用户终端的主要信息发送方式，包括信息定制、信息抽取和信息推送服务，手机APP显示模块用于随时随地查询数据。
通过采用上述技术方案，通过该系统实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析改造区的生态修复情况，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能，优化土地复垦防治措施。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述地质环境监测系统包括地表裂缝监测站、泥位监测站、雨量监测站、土壤含水率监测站、渗压监测站、地表位移监测站以及拉力式断线监测站，其中地表裂缝监测站包括位移计、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于对地表的土层或岩层产生的裂缝进行监测；
泥位监测站包括雷达物位计、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于精确实时采集泥石流堆积物的物位变化；
雨量监测站包括翻斗式雨量传感器、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于对矿区雨量进行实时监控；
土壤含水率监测站包括在土壤不同层次埋设的含水率传感器，利用GPRS/CDMA/3G/卫星终端机/以太网通讯方式将数据上传到数据处理模块的地质环境数据处理模块进行处理分析，用于对表层和深层土壤进行含水率定点监测和在线测量；
渗压监测站，通过低压扫频激励法对大坝、滑坡体及崩塌体地质渗透压进行监测；
地表位移监测站，通过激光位移计测量滑坡体上重点形变部位的点与点之间的相对位移变化，主要用于监测滑坡体上及其边缘处发生相对位移情况，并通过GPRS通讯方式将数据上传地质环境数据处理模块进行处理分析；
拉力式断线监测站，在易于发生滑坡、泥石流地质灾害的山沟、河谷位置布置一根金属钢丝，用于监测发生滑坡、泥石流地质灾害时，岩石或泥石流冲击拉断金属钢丝产生的断线信号。
通过采用上述技术方案，通过地表裂缝监测站对地表的土层或岩层等产生的裂缝进行监测，避免地表裂缝损坏工程建筑，影响人民的人身安全、财产安全以及正常的生产生活，为地表裂缝的防治工作提供理论依据；通过泥位监测站精确实时采集泥石流堆积物的物位变化情况；通过雨量监测站对矿区雨量进行实时监控；通过土壤含水率监测站对土壤含水率进行分析以了解区域地质结构，对滑坡、崩塌等地质灾害的发生做出及时准确的预报预警；通过渗压监测站对大坝、滑坡体及崩塌体等地质渗透压进行检测，为河堤垮塌、山体崩塌等地质防治工作提供科学性的参考依据；通过地表位移监测站快速检测边坡位移、形变量，通过GPRS等通信方式将数据传送到数据处理模块，为及时排查病险地段，确定高危地段，指导救灾抢险、疏散人群提供科学性决策依据；拉力式断线监测站通过在易于发生滑坡、泥石流等地质灾害的山沟、河谷等位置布置一根金属钢丝，在发生滑坡、泥石流等地质灾害时，岩石或泥石流冲击拉断金属钢丝产生断线信号，拉力式断线监测站的监测终端经过GPRS等通信方式将监测到的信号传输至中心监测平台，进行山体滑坡、泥石流等地质灾害报警。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水文环境监测系统包括一体化地下水位监测装置、一体化雨量水位监测站、一体化水质监测站以及便携式移动X荧光光谱仪，其中一体化地下水位监测装置包括遥测终端机、投入式水位计、电池、井口保护装置，用于对地下水的水位、水温、水质参数进行长期监测并自动存储监控数据；
一体化雨量水位监测站，用于远程监测自然河流、景观河流的实时水文状况；
一体化水质监测站，用于对矿区饮用水及生产、地下水水质的实时连续监测；
便携式移动X荧光光谱仪，用于土壤应急、土壤普查、水质监测以及矿产成分分析、固废中金属元素检测。
通过采用上述技术方案，一体化地下水位监测装置可对地下水的水位、水温、水质等参数进行长期监测并自动存储监测数据，可对地下水的变化规律进行动态分析，地下水位监测是掌握地下水变化规律、了解地下水开采状况、指导地下水资源保护的重要手段；一体化雨量水位监测站适用于远程监测自然河流、景观河道等的实时水文状况，在及时掌握河流水源变化情况并及时预警洪涝事故、避免人员和经济损失等方面有着重要意义；一体化水质监测站实现矿区饮用水及生产、地下水水质的实时连续监测，在及时掌握水源地水质状况、预警重大或突发性水质污染事故、保障饮水安全、控制污水达标排放等方面发挥了重要作用；便携式移动X荧光光谱仪可内置土壤、水质等模式，可适用不同的使用环境，如土壤应急、土壤普查、水质监测等应急检测、矿产成分分析、固废中重金属元素检测等。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述改造区植被保护监测系统，包括电子围栏与视频监控进行联合预警，同时配合无人机遥感采集的影像对改造区生态修复情况进行监控。
通过采用上述技术方案，电子围栏被碰触后会产生报警信号，并将该报警信号传给视频监控的录像机，录像机在收到这个报警信号后将监控摄像机的图像切换到对应的图像联动预警。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述改造区植被自动灌溉系统包括水井、连接在水井上的输水主管、设置在输水主管上的第一调节泵、肥料罐、连接在肥料罐上的肥料传输管、设置在肥料传输管上的第二调节泵，输水主管与肥料传输管端部共同连接有混合罐，混合罐外接输水管，输水管端部连接有若干出水分管，第一调节泵与第二调节泵均通过变频器与智能控制终端连接。
通过采用上述技术方案，智能控制终端接收到经改造区植被保护数据处理模块发送的命令，控制变频器开启第一调节泵将水井内的水抽到混合罐内，同时控制变频器开启第二调节泵将肥料罐内的肥料抽到混合罐内混合，最后经输水管及出水分管流出对改造区植被进行浇灌。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述混合罐内设有搅拌装置，搅拌装置与智能控制终端连接。
通过采用上述技术方案，智能控制终端控制第一调节泵及第二调节泵工作同时控制混合罐内的搅拌装置开始工作，将混合罐内的水和肥料搅拌均匀。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输水主管上连接有水量流量计，肥料传输管上连接有肥料流量计，输水管上连接有总流量计，水量流量计、肥料流量计、总流量计均与智能控制终端连接。
通过采用上述技术方案，通过水量流量计控制抽水量，通过肥料流量计添加的肥料量，通过总流量计控制改造区植被灌溉量。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：输水管上设置有加压设备，加压设备与智能控制终端连接。
通过采用上述技术方案，通过加压设备加大水压，保证水足够输送到出水分管远离输水管的端部。
综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过该系统实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析改造区的生态修复情况，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能，优化土地复垦防治措施。
附图说明
图1是本实用新型的整体系统框图；
图2是地质环境监测系统的系统框图；
图3是水文环境监测系统的系统框图；
图4是改造区植被保护监测系统的系统框图；
图5是改造区植被自动灌溉系统的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1，为本实用新型公开的一种地质环境治理监测系统，包括监测采集模块、数据通讯模块、数据处理模块以及服务显示模块，其中监测采集模块包括地质环境监测系统、水文环境监测系统、气象环境监测系统、改造区植被保护监测系统、无人机遥感、改造区植被自动灌溉系统，用户将采集到的实时数据通过数据通讯模块发送到数据处理模块对上传的数据进行处理分析，并将处理后的数据发送到服务显示模块；
数据处理模块包括地质环境数据处理模块、水文环境数据处理模块、气象环境数据处理模块、改造区植被保护数据处理模块、遥感图像对比处理模块以及自动灌溉数据处理模块，地质环境数据处理模块用于对地质环境监测系统上传的地质数据进行处理分析，水文环境数据处理模块用于对水文环境监测系统上传的水文数据进行处理分析，气象环境数据处理模块用于对气象环境监测系统上传的气象数据进行处理分析，改造区植被保护数据处理模块用于对改造区植被保护监测系统上传的数据进行处理，遥感图像对比处理模块用于对无人机遥感上传的影像信息进行对比处理分析；
服务显示模块包括综合管理模块、应用门户模块、大屏显示模块、信息发布模块、手机APP显示模块，综合管理模块用于对数据处理模块处理的多项数据进行综合管理，应用门户模块用于对数据处理模块处理的多项数据进行分类筛选管理，大屏显示模块用于显示处理后的数据，信息发布模块是面向用户终端的主要信息发送方式，包括信息定制、信息抽取和信息推送等服务，手机APP显示模块用于随时随地查询数据。通过该系统实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析改造区的生态修复情况，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能，优化土地复垦防治措施。
如图2所示，地质环境监测系统包括地表裂缝监测站、泥位监测站、雨量监测站、土壤含水率监测站、渗压监测站、地表位移监测站以及拉力式断线监测站，其中地表裂缝监测站包括位移计、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于对地表的土层或岩层等产生的裂缝进行监测，避免地表裂缝损坏工程建筑，影响人民的人身安全、财产安全以及正常的生产生活，为地表裂缝的防治工作提供理论依据；
泥位监测站包括雷达物位计、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于精确实时采集泥石流堆积物的物位变化；
雨量监测站包括翻斗式雨量传感器、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于对矿区雨量进行实时监控；
土壤含水率监测站包括在土壤不同层次埋设的含水率传感器，利用GPRS/CDMA/3G/卫星终端机/以太网等通讯方式将数据上传到数据处理模块的地质环境数据处理模块进行处理分析，通过土壤含水率监测站对土壤含水率进行分析以了解区域地质结构，对滑坡、崩塌等地质灾害的发生做出及时准确的预报预警；
渗压监测站，通过渗压监测站对大坝、滑坡体及崩塌体等地质渗透压进行检测，为河堤垮塌、山体崩塌等地质防治工作提供科学性的参考依据；
地表位移监测站，通过激光位移计测量滑坡体上重点形变部位的点与点之间的相对位移变化，主要用于监测滑坡体上及其边缘处发生相对位移情况，并通过GPRS等通讯方式将数据上传地质环境数据处理模块进行处理分析，为及时排查病险地段，确定高危地段，指导救灾抢险、疏散人群提供科学性决策依据；
拉力式断线监测站，在易于发生滑坡、泥石流等地质灾害的山沟、河谷等位置布置一根金属钢丝，用于监测发生滑坡、泥石流等地质灾害时，岩石或泥石流冲击拉断金属钢丝产生的断线信号，拉力式断线监测站的监测终端经过GPRS等通信方式将监测到的信号传输至中心监测平台，进行山体滑坡、泥石流等地质灾害报警。
如图3所示，水文环境监测系统包括一体化地下水位监测装置、一体化雨量水位监测站、一体化水质监测站以及便携式移动X荧光光谱仪，其中一体化地下水位监测装置包括遥测终端机、投入式水位计、电池、井口保护装置，用于对地下水的水位、水温、水质等参数进行长期监测并自动存储监控数据，可对地下水的变化规律进行动态分析，地下水位监测是掌握地下水变化规律、了解地下水开采状况、指导地下水资源保护的重要手段；
一体化雨量水位监测站，用于远程监测自然河流、景观河流等的实时水文状况，在及时掌握河流水源变化情况并及时预警洪涝事故、避免人员和经济损失等方面有着重要意义；
一体化水质监测站，用于对矿区饮用水及生产、地下水水质的实时连续监测，在及时掌握水源地水质状况、预警重大或突发性水质污染事故、保障饮水安全、控制污水达标排放等方面发挥了重要作用；
便携式移动X荧光光谱仪，可内置土壤、水质等模式，用于土壤应急、土壤普查、水质监测以及矿产成分分析、固废中金属元素检测等应急检测。
如图4所示，改造区植被保护监测系统，包括电子围栏与视频监控进行联合预警，电子围栏被碰触后会产生报警信号，并将该报警信号传给视频监控的录像机，录像机在收到这个报警信号后将监控摄像机的图像切换到对应的图像联动预警，同时配合无人机遥感采集的影像对改造区生态修复情况进行监控。
如图5所示，改造区植被自动灌溉系统包括水井、连接在水井上的输水主管、设置在输水主管上的第一调节泵、肥料罐、连接在肥料罐上的肥料传输管、设置在肥料传输管上的第二调节泵，输水主管与肥料传输管端部共同连接有混合罐，混合罐内设有搅拌装置，搅拌装置与智能控制终端连接，混合罐外接输水管，输水管上设置有加压设备，加压设备与智能控制终端连接，输水管端部连接有若干出水分管，第一调节泵与第二调节泵均通过变频器与智能控制终端连接，输水主管上连接有水量流量计，肥料传输管上连接有肥料流量计，输水管上连接有总流量计，水量流量计、肥料流量计、总流量计均与智能控制终端连接。智能控制终端接收到经改造区植被保护数据处理模块发送的命令，控制变频器开启第一调节泵将水井内的水抽到混合罐内，同时控制变频器开启第二调节泵将肥料罐内的肥料抽到混合罐内，同时控制混合罐内的搅拌装置开始工作，将混合罐内的水和肥料搅拌均匀，控制加压设备加大水压从而将混合均匀的水输送到出水分管对改造区植被进行自动灌溉。
本实施例的实施原理为：通过该系统实现对矿区的地质环境、水文环境、气象环境等监测信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，实现对改造区的植被保护、植被自动化灌溉及无人机遥感影像分析改造区的生态修复情况，全面提升矿区地质环境保护及土地复垦活动效率和效能，优化土地复垦防治措施。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种地质环境治理监测系统，其特征在于：包括监测采集模块、数据通讯模块、数据处理模块以及服务显示模块；
监测采集模块包括地质环境监测系统、水文环境监测系统、气象环境监测系统、改造区植被保护监测系统、无人机遥感、改造区植被自动灌溉系统，用户将采集到的实时数据通过数据通讯模块发送到数据处理模块对上传的数据进行处理分析，并将处理后的数据发送到服务显示模块；
数据处理模块包括地质环境数据处理模块、水文环境数据处理模块、气象环境数据处理模块、改造区植被保护数据处理模块、遥感图像对比处理模块以及自动灌溉数据处理模块，地质环境数据处理模块用于对地质环境监测系统上传的地质数据进行处理分析，水文环境数据处理模块用于对水文环境监测系统上传的水文数据进行处理分析，气象环境数据处理模块用于对气象环境监测系统上传的气象数据进行处理分析，改造区植被保护数据处理模块用于对改造区植被保护监测系统上传的数据进行处理，遥感图像对比处理模块用于对无人机遥感上传的影像信息进行对比处理分析；
服务显示模块包括综合管理模块、应用门户模块、大屏显示模块、信息发布模块、手机APP显示模块，综合管理模块用于对数据处理模块处理的多项数据进行综合管理，应用门户模块用于对数据处理模块处理的多项数据进行分类筛选管理，大屏显示模块用于显示处理后的数据，信息发布模块是面向用户终端的主要信息发送方式，包括信息定制、信息抽取和信息推送服务，手机APP显示模块用于随时随地查询数据。
2.根据权利要求1所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述地质环境监测系统包括地表裂缝监测站、泥位监测站、雨量监测站、土壤含水率监测站、渗压监测站、地表位移监测站以及拉力式断线监测站；
地表裂缝监测站包括位移计、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于对地表的土层或岩层产生的裂缝进行监测；
泥位监测站包括雷达物位计、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于精确实时采集泥石流堆积物的物位变化；
雨量监测站包括翻斗式雨量传感器、监测终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及安装支架，用于对矿区雨量进行实时监控；
土壤含水率监测站包括在土壤不同层次埋设的含水率传感器，利用GPRS/CDMA/3G/卫星终端机/以太网通讯方式将数据上传到数据处理模块的地质环境数据处理模块进行处理分析，用于对表层和深层土壤进行含水率定点监测和在线测量；
渗压监测站，通过低压扫频激励法对大坝、滑坡体及崩塌体地质渗透压进行监测；
地表位移监测站，通过激光位移计测量滑坡体上重点形变部位的点与点之间的相对位移变化，主要用于监测滑坡体上及其边缘处发生相对位移情况，并通过GPRS通讯方式将数据上传地质环境数据处理模块进行处理分析；
拉力式断线监测站，在易于发生滑坡、泥石流地质灾害的山沟、河谷位置布置一根金属钢丝，用于监测发生滑坡、泥石流地质灾害时，岩石或泥石流冲击拉断金属钢丝产生的断线信号。
3.根据权利要求1所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述水文环境监测系统包括一体化地下水位监测装置、一体化雨量水位监测站、一体化水质监测站以及便携式移动X荧光光谱仪；
一体化地下水位监测装置包括遥测终端机、投入式水位计、电池、井口保护装置，用于对地下水的水位、水温、水质参数进行长期监测并自动存储监控数据；
一体化雨量水位监测站，用于远程监测自然河流、景观河流的实时水文状况；
一体化水质监测站，用于对矿区饮用水及生产、地下水水质的实时连续监测；
便携式移动X荧光光谱仪，用于土壤应急、土壤普查、水质监测以及矿产成分分析、固废中金属元素检测。
4.根据权利要求1所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述改造区植被保护监测系统，包括电子围栏与视频监控进行联合预警，同时配合无人机遥感采集的影像对改造区生态修复情况进行监控。
5.根据权利要求1所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述改造区植被自动灌溉系统包括水井、连接在水井上的输水主管、设置在输水主管上的第一调节泵、肥料罐、连接在肥料罐上的肥料传输管、设置在肥料传输管上的第二调节泵，输水主管与肥料传输管端部共同连接有混合罐，混合罐外接输水管，输水管端部连接有若干出水分管，第一调节泵与第二调节泵均通过变频器与智能控制终端连接。
6.根据权利要求5所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述混合罐内设有搅拌装置，搅拌装置与智能控制终端连接。
7.根据权利要求6所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述输水主管上连接有水量流量计，肥料传输管上连接有肥料流量计，输水管上连接有总流量计，水量流量计、肥料流量计、总流量计均与智能控制终端连接。
8.根据权利要求7所述的一种地质环境治理监测系统，其特征在于：所述输水管上设置有加压设备，加压设备与智能控制终端连接。
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