生態(tài)下泄流量監(jiān)測解決方案

一、系統(tǒng)概述

生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)適用于遠(yuǎn)程監(jiān)測水庫、河流等的實時水位（或流量）、水電站的實時下泄流量等數(shù)據(jù)，并結(jié)合電站生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測與統(tǒng)計分析。系統(tǒng)支持視頻監(jiān)控，數(shù)據(jù)與視頻信號互為補充，提供實時場景，便于及時掌握電站上下游主要河流水源變化情況，并及時預(yù)警，滿足綠色、環(huán)保、生態(tài)、發(fā)電等多方面的要求。

 

生態(tài)流量一般由以下幾個方面組成

1、水位流量：可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境選擇多普勒超聲波流量計（接觸式）或者雷達(dá)流量計（包含雷達(dá)流速儀和雷達(dá)水位計）（非接觸式）。

2、圖像視頻：用于拍攝下泄口或者是流量計安裝處的視頻圖像，通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器遠(yuǎn)端可以查看。

3、供電系統(tǒng)：用于給整套系統(tǒng)進(jìn)行供電、根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境可以選擇太陽能供電或者市電供電。

4、通信設(shè)備：可以通過遙測終端機將采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)送至云端。

5、數(shù)據(jù)查看：數(shù)據(jù)可以通過遙測終端機發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器、用戶可以通過云平臺或者手機瀏覽器遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也可以發(fā)送至相應(yīng)監(jiān)管部門的服務(wù)器。

 

二、數(shù)據(jù)傳輸方式

1、光纖有線傳輸：采用光纖或者有線寬帶網(wǎng)絡(luò)。適合安裝點有網(wǎng)絡(luò)且下泄流量站點離得比較近的地方可以考慮采用這種方式。

2、GPRS/4G無線通信：采用GPRS或者4G信號將數(shù)據(jù)和視頻圖像傳輸至服務(wù)器。適合安裝點比較遠(yuǎn)、無法布線的場合。

3、北斗通信：采用北斗短報文進(jìn)行通信，遙測終端機采集到的數(shù)據(jù)通過北斗短報文的形式發(fā)送至一臺北斗接收機上，北斗接收機將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。適合安裝點無網(wǎng)絡(luò)信號的地方。

 

三、生態(tài)流量監(jiān)測站點的位置

生態(tài)泄流監(jiān)控應(yīng)在電站各泄水口設(shè)立監(jiān)測點，也可在電站壩址下游附近選擇河道斷面作為監(jiān)測斷面，安裝測流裝置，監(jiān)測下泄流量。不同型式水電站的生態(tài)下泄流量監(jiān)控斷面應(yīng)按照以下原則布置：

1、引水式水電站的監(jiān)測斷面布置在廠房前的水庫大壩所在流域下游；

2、混合式水電站的監(jiān)測斷面布置在廠房前的水庫大壩所在流域下游；

3、堤壩式水電站的監(jiān)測斷面布置在水庫大壩下游或發(fā)電廠房尾水下游；

4、在大壩或發(fā)電尾水出口與監(jiān)測斷面之間若有支流或其他來源補水，監(jiān)測斷面應(yīng)布置在支流或其他來源補水匯入口的上游。

 

四、生態(tài)泄流測量技術(shù)

1.常規(guī)流速儀法。在監(jiān)測斷面處安裝水位自動監(jiān)測設(shè)施設(shè)備（水位自記井、水位計、電子水尺等），用常規(guī)流速儀法測流，率定該監(jiān)控斷面水位流量關(guān)系，通過水位推求流量。

2.多普勒超聲波測流法。采用定點式多普勒超聲波流量計，將儀器固定于水面、河底或水面以下某一位置，測定渠道流速流量。

3.實時雷達(dá)波測流系統(tǒng)。視監(jiān)測斷面流速情況，布設(shè)一個或多個雷達(dá)流速儀探頭，實時監(jiān)測水流表面流速。

4.電磁流量計。在滿管泄流的地方安裝電磁流量計，直接測量下泄的流量。

實際使用中多采用多普勒超聲波流量計和雷達(dá)流量計以及電磁流量計。電磁流量計只能用于滿管下泄流量監(jiān)測，多普勒超聲波流量計主要用于渠道的尾水流量測量，雷達(dá)流量計多適用于對精度要求不高但是安裝環(huán)境較惡劣的自然河道等斷面流量測量。

 

五、安裝方式

安裝方式：

一、無節(jié)制管道/矩形渠/巴歇爾槽/堰壩 測流法

1、適用環(huán)境

無節(jié)制管道測流法

利用河壩上的沖沙口安裝，通過流量與水位、管徑的關(guān)系，套用水力公式測流。

（由于電磁或超聲波流量計在室外環(huán)境極易損壞，維修成本高，不建議使用?。┤缦聢D。

 

明渠測流法

利用流量與水位、渠道斷面寬度，套用水力公式測流。需要制作規(guī)整斷面。如下圖。

 

巴歇爾槽測流法

利用流量與水位、渠道斷面寬度，套用水力公式測流，需要安裝巴歇爾槽。如下圖。

 

 

量水堰測流法

  利用流量與水位、斷面寬度，套用水力公式測流，需要在量水渠里修建擋水坎。如下圖：

 

 

 

堰壩泄流法

利用流量與水位、斷面寬度，套用水力公式測流，需要在河道上修建二道壩。

 

2、系統(tǒng)拓?fù)鋱D：

 

二、閘門開度測流法

1、適用環(huán)境

閘門式泄流法

利用流量與水位、閘門開度、閘門斷面寬度，套用水力公式測流，

需要有啟閉機臺的閘門，不適用木閘門。

 

流量監(jiān)控系統(tǒng)安裝圖如下：

 

發(fā)電功率+閘門互補 測流法

1、適用環(huán)境

適用于河床式電站，利用流量與發(fā)電功率的關(guān)系推算流量 。

發(fā)電功率測流法

發(fā)電功率+閘門互補測流法

適用于河床式電站，并且攔河壩上有閘門，在不發(fā)電的時候，打開閘門泄流。

2、流量監(jiān)控系統(tǒng)安裝圖如下：