Khoảng trống dữ liệu nửa năm: Cảm biến mực nước ngầm GPRS đang tự động hóa việc giám sát nước ngầm như thế nào trong kỷ nguyên SGMA của California

Đạo luật Quản lý Nước ngầm Bền vững (SGMA) của California đã thay đổi cách các cơ quan quản lý nước ngầm suy nghĩ về việc giám sát.

Mục tiêu không chỉ đơn thuần là để biết mực nước ngầm hiện nay sâu bao nhiêu.

Câu hỏi quan trọng hơn là:

Mực nước ngầm đang thay đổi như thế nào giữa các lần đo – và liệu sự thay đổi đó có thể được phát hiện đủ sớm để hỗ trợ quản lý bền vững hay không?

Cơ quan Tài nguyên Nước California (DWR) xác định94 lưu vực và tiểu lưu vực nước ngầm có mức độ ưu tiên trung bình và cao.tuân theo các yêu cầu của SGMA, bao gồm21 lưu vực bị khai thác quá mức nghiêm trọngCác khu vực này chiếm một phần đáng kể trong lượng nước ngầm được bơm, dân số và diện tích nông nghiệp tưới tiêu của tiểu bang.

SGMA yêu cầu các cơ quan quản lý bền vững nguồn nước ngầm địa phương (GSA) phải xây dựng và thực hiện các kế hoạch bền vững nguồn nước ngầm, với mục tiêu tổng thể là đạt được sự bền vững nguồn nước ngầm trong vòng 20 năm.

Điều đó tạo ra nhu cầu ngày càng tăng đối với những dữ liệu có giá trị hơn là chỉ đo mực nước ngầm định kỳ:

Đây là nơicảm biến mức chìm GPRS/4Gcó thể chuyển đổi giếng quan trắc truyền thống thành trạm quan trắc nước ngầm tự động bằng IoT.

Phương pháp đo mực nước ngầm truyền thống thường phụ thuộc rất nhiều vào các kỹ thuật viên hiện trường đến các giếng quan trắc và ghi chép thủ công độ sâu mực nước.

Quy trình làm việc rất đơn giản:

Vấn đề không phải là phép đo không chính xác.

Vấn đề làĐiều gì xảy ra giữa các phép đo?.

Hãy xem xét một giếng quan trắc chỉ được đo đạc hai lần một năm:

Mực nước ngầm │ │ ● │ │ │ ● │ └────────────────────────── Thời gian: 6 tháng

Hai điểm có thể cho biết vị trí của nước ngầm.

Họ không nhất thiết phải thể hiện:

• khi sự suy thoái bắt đầu;
• Tốc độ suy giảm diễn ra nhanh như thế nào;
• khi áp suất bơm tăng lên;
• liệu các giếng lân cận có bắt đầu gây nhiễu hay không;
• khi một ngưỡng giới hạn quan trọng bị vượt qua;
• Mất bao lâu để tầng chứa nước ngầm phục hồi.

Hệ thống giám sát liên tục thay đổi dữ liệu từnhững khoảnh khắc của một xu hướng.

Sự khác biệt không chỉ đơn thuần là tự động hóa. Nó tạo ra một loại dữ liệu nước ngầm hoàn toàn khác.

Cảm biến mực nước ngầm của Honde được thiết kế để chuyển đổi giếng quan trắc thông thường thành điểm quan trắc nước ngầm tự động.

A Cảm biến áp suất bằng thép không gỉ 316Lđược lắp đặt bên dưới phạm vi mực nước dự kiến ​​theo mùa.

Cảm biến này đo áp suất thủy tĩnh và chuyển đổi nó thành thông tin về mực nước.

Tùy thuộc vào cấu hình, hệ thống có thể cung cấp:

Điều này khiến nó phù hợp với:

Đối với việc giám sát nước ngầm dài hạn, cảm biến có thể được ngâm dưới nước trong nhiều tháng hoặc nhiều năm.

Vỏ bằng thép không gỉ 316L cung cấp lớp vỏ cơ khí chắc chắn, cho phép triển khai liên tục trong các môi trường giám sát khắc nghiệt.

Một trạm quan trắc nước ngầm có thể mở rộng quy mô có thể được chia thành ba lớp.

Cảm biến áp suất chìm được lắp đặt ở độ sâu cố định bên trong giếng quan trắc.

Nó liên tục đo áp suất thủy tĩnh và tính toán mực nước tương ứng.

A thiết bị ghi dữ liệu có màn hìnhcó thể hiển thị:

• Mức nước hiện tại
• Xu hướng lịch sử
• Trạng thái pin
• Trạng thái liên lạc
• Trạng thái cảm biến

Trong các đợt kiểm tra hiện trường theo lịch trình, kỹ thuật viên có thể sử dụngThước đo mực nước cầm tay / thước đo mực nước điện tửĐể thực hiện xác minh thông tin tham khảo.

Cảm biến hoặc thiết bị ghi dữ liệu có thể truyền dữ liệu nước ngầm thông qua nhiều tùy chọn giao tiếp khác nhau.

Tính linh hoạt này cho phép cùng một nền tảng cảm biến được điều chỉnh cho phù hợp với các mạng lưới nước ngầm khác nhau.

Khi dữ liệu được chuyển đến nền tảng đám mây, người vận hành có thể giám sát toàn bộ mạng lưới nước ngầm từ một giao diện duy nhất.

┌─────────────────────────────────────────┐ │ GIÁM SÁT NƯỚC NGẦM │ ├──────────────────────────────────────────┤ │ Giếng 01 18.42 m BÌNH THƯỜNG │ │ Giếng 02 22.16 m BÌNH THƯỜNG │ │ Giếng 03 31.85 m ↓ CẢNH BÁO │ │ Giếng 04 15.73 m BÌNH THƯỜNG │ │ Giếng 05 27.42 m ↓ GIẢM NHANH │ └─────────────────────────────────────────┘

Nền tảng này có thể kết hợp:

Điều này biến việc giám sát nước ngầm từ một tập hợp các giếng riêng lẻ thành một hệ thống giám sát tổng thể.mạng lưới nước ngầm kết nối.

Chỉ số mực nước ngầm thôi thì chưa đủ để nói lên toàn bộ vấn đề.

Để quản lý hạn hán,tốc độ thay đổicó thể quan trọng như nhau.

Ví dụ:

Mực nước │ │ ● │ \ │ \ │ \ │ \ │ ● │ \ │ ● ← Giảm nhanh │ └────────────────────── Thời gian

Nền tảng điện toán đám mây có thể tính toán:

và kích hoạt báo động khi mức giảm vượt quá ngưỡng đã được xác định trước.

Điều này tạo ra một mô hình quản lý chủ động hơn:

thay vì:

Đây là một trong những thông điệp thúc đẩy chuyển đổi sản phẩm mạnh mẽ nhất của bài viết.

Một giếng quan trắc có thể trở thành nguồn dữ liệu nước ngầm liên tục 24/7 thay vì chỉ là nguồn dữ liệu thu thập hai lần một năm.

Khung SGMA của DWR nhấn mạnh việc lập kế hoạch, giám sát, báo cáo và đánh giá tính bền vững của nước ngầm. DWR cung cấp các bộ dữ liệu và công cụ về nước ngầm nhằm hỗ trợ cụ thể các quyết định quản lý nước ngầm bền vững.

Đối với các GSA và các chuyên gia tư vấn kỹ thuật của họ, việc giám sát liên tục có thể cung cấp thêm bằng chứng để hiểu rõ hơn:

Sơ đồ dưới đây minh họa sự khác biệt giữa đo lường định kỳ và giám sát liên tục.

Hệ thống thủ công:Biết được mực nước tại hai thời điểm khác nhau.

Hệ thống tự động:Quan sát toàn bộ quỹ đạo.

Bản thân cảm biến chỉ là thành phần đầu tiên.

Đối với một dự án giám sát nước ngầm chuyên nghiệp, Honde có thể kết hợp nhiều thành phần thành một giải pháp duy nhất.

GIẾNG QUAN SÁT │ ▼ ┌────────────────────┐ │ Mức nước chìm │ │ Cảm biến │ └─────────┬─────────┘ │ ▼ ┌───────────────────┐ │ Bộ ghi dữ liệu + Màn hình LCD │ └─────────┬─────────┘ │ ┌──────┴──────┐ ▼ ▼ 4G/GPRS LoRaWAN │ │ └──────┬──────┘ ▼ Nền tảng đám mây │ ┌────────┼────────┐ ▼ ▼ ▼ Báo động lịch sử bảng điều khiển

Đối với các cơ quan quản lý nước ngầm với hàng chục hoặc hàng trăm giếng quan trắc, hiệu quả lao động trở thành một phần quan trọng trong kế hoạch kinh doanh.

Thay vì cử kỹ thuật viên đến từng giếng để đo đạc:

Đội ngũ hiện trường có thể tập trung vào những giếng thực sự cần được chú ý.

Tự động hóa không loại bỏ việc xác minh tại hiện trường. Nó giúp việc xác minh tại hiện trường trở nên thông minh hơn.

Nhiều giếng quan trắc nằm cách xa các văn phòng, cơ sở hạ tầng điện và hệ thống thông tin liên lạc đáng tin cậy.

Đây là lý do tại sao hệ thống có thể được cấu hình như sau:

Điều này đặc biệt có giá trị đối với các lưu vực nông nghiệp và nước ngầm lớn, nơi các điểm giám sát có thể được phân bố rộng rãi.

Cơ hội này không chỉ giới hạn ở California.

Yêu cầu chung ngày càng trở nên rõ ràng:

Đo lường dưới nước đáng tin cậy + truyền dữ liệu từ xa + quản lý dữ liệu tập trung.

Đối với các nhà phân phối, công ty kỹ thuật môi trường và các nhà tích hợp hệ thống, việc chỉ bán một cảm biến áp suất sẽ tạo ra giá trị dự án hạn chế.

Một đề xuất thuyết phục hơn là:

Điều này cho phép một điểm giám sát duy nhất trở thành một nút IoT hoàn chỉnh.

Và một mạng lưới gồm 50, 100 hoặc 500 giếng sẽ trở thành một nền tảng giám sát nước ngầm có khả năng mở rộng.

Tương lai của việc quản lý nước ngầm không chỉ đơn thuần là việc thu thập thêm nhiều số liệu đo đạc.

Nó nói về việc sưu tầmdữ liệu tốt hơn vào đúng thời điểm.

Giếng quan trắc thông thường cung cấp số liệu đo.

Giếng quan trắc tự động có thể cung cấp:

Nhờ sự kết hợp các khả năng này, một điểm giám sát thụ động có thể được chuyển đổi thành một nút quản lý nước ngầm chủ động.

Khung SGMA của California đã đặt việc giám sát nước ngầm là ưu tiên quản lý dài hạn, đặc biệt là ở các lưu vực có mức độ ưu tiên trung bình và cao cũng như các khu vực bị khai thác quá mức nghiêm trọng. Việc ưu tiên lưu vực hiện tại của DWR xác định...94 lưu vực/tiểu lưu vực có mức độ ưu tiên trung bình và cao, bao gồm 21 lưu vực bị khai thác quá mức nghiêm trọng..

Đối với các mạng lưới này, bước tiếp theo không nhất thiết phải là thực hiện thêm các phép đo thủ công.

Đó làdữ liệu nước ngầm liên tục, kết nối và có thể truy vết.

Cảm biến mức chìm Honde có thể cung cấp nền tảng:

Honde Technology cung cấp các giải pháp giám sát nước ngầm tùy chỉnh, kết hợp:

Đối với các chương trình bền vững nguồn nước ngầm, quản lý nước nông nghiệp, giám sát tầng chứa nước và các dự án giám sát môi trường quy mô lớn, Honde Technology có thể tùy chỉnh phạm vi cảm biến, phương thức liên lạc, độ sâu lắp đặt và kiến ​​trúc đám mây theo yêu cầu của dự án.