生态下泄流量监测解决方案

生态下泄流量监测解决方案

一、系统概述

生态流量监测系统适用于远程监测水库、河流等的实时水位（或流量）、水电站的实时下泄流量等数据，并结合电站生产运行数据进行监测与统计分析。系统支持视频监控，数据与视频信号互为补充，提供实时场景，便于及时掌握电站上下游主要河流水源变化情况，并及时预警，满足绿色、环保、生态、发电等多方面的要求。

 

生态流量一般由以下几个方面组成

1、水位流量：可以根据现场环境选择多普勒超声波流量计（接触式）或者雷达流量计（包含雷达流速仪和雷达水位计）（非接触式）。

2、图像视频：用于拍摄下泄口或者是流量计安装处的视频图像，通过4G网络将数据传输至服务器远端可以查看。

3、供电系统：用于给整套系统进行供电、根据现场环境可以选择太阳能供电或者市电供电。

4、通信设备：可以通过遥测终端机将采集到的传感器数据通过GPRS发送至云端。

5、数据查看：数据可以通过遥测终端机发送至数据服务器、用户可以通过云平台或者手机浏览器远程查看数据，数据也可以发送至相应监管部门的服务器。

 

二、数据传输方式

1、光纤有线传输：采用光纤或者有线宽带网络。适合安装点有网络且下泄流量站点离得比较近的地方可以考虑采用这种方式。

2、GPRS/4G无线通信：采用GPRS或者4G信号将数据和视频图像传输至服务器。适合安装点比较远、无法布线的场合。

3、北斗通信：采用北斗短报文进行通信，遥测终端机采集到的数据通过北斗短报文的形式发送至一台北斗接收机上，北斗接收机将数据进行转发。适合安装点无网络信号的地方。

 

三、生态流量监测站点的位置

生态泄流监控应在电站各泄水口设立监测点，也可在电站坝址下游附近选择河道断面作为监测断面，安装测流装置，监测下泄流量。不同型式水电站的生态下泄流量监控断面应按照以下原则布置：

1、引水式水电站的监测断面布置在厂房前的水库大坝所在流域下游；

2、混合式水电站的监测断面布置在厂房前的水库大坝所在流域下游；

3、堤坝式水电站的监测断面布置在水库大坝下游或发电厂房尾水下游；

4、在大坝或发电尾水出口与监测断面之间若有支流或其他来源补水，监测断面应布置在支流或其他来源补水汇入口的上游。

 

四、生态泄流测量技术

1.常规流速仪法。在监测断面处安装水位自动监测设施设备（水位自记井、水位计、电子水尺等），用常规流速仪法测流，率定该监控断面水位流量关系，通过水位推求流量。

2.多普勒超声波测流法。采用定点式多普勒超声波流量计，将仪器固定于水面、河底或水面以下某一位置，测定渠道流速流量。

3.实时雷达波测流系统。视监测断面流速情况，布设一个或多个雷达流速仪探头，实时监测水流表面流速。

4.电磁流量计。在满管泄流的地方安装电磁流量计，直接测量下泄的流量。

实际使用中多采用多普勒超声波流量计和雷达流量计以及电磁流量计。电磁流量计只能用于满管下泄流量监测，多普勒超声波流量计主要用于渠道的尾水流量测量，雷达流量计多适用于对精度要求不高但是安装环境较恶劣的自然河道等断面流量测量。

 

五、安装方式

安装方式：

一、无节制管道/矩形渠/巴歇尔槽/堰坝 测流法

1、适用环境

无节制管道测流法

利用河坝上的冲沙口安装，通过流量与水位、管径的关系，套用水力公式测流。

（由于电磁或超声波流量计在室外环境极易损坏，维修成本高，不建议使用！）如下图。

 

明渠测流法

利用流量与水位、渠道断面宽度，套用水力公式测流。需要制作规整断面。如下图。

 

巴歇尔槽测流法

利用流量与水位、渠道断面宽度，套用水力公式测流，需要安装巴歇尔槽。如下图。

 

 

量水堰测流法

  利用流量与水位、断面宽度，套用水力公式测流，需要在量水渠里修建挡水坎。如下图：

 

 

 

堰坝泄流法

利用流量与水位、断面宽度，套用水力公式测流，需要在河道上修建二道坝。

 

2、系统拓扑图：

 

二、闸门开度测流法

1、适用环境

闸门式泄流法

利用流量与水位、闸门开度、闸门断面宽度，套用水力公式测流，

需要有启闭机台的闸门，不适用木闸门。

 

流量监控系统安装图如下：

 

发电功率+闸门互补 测流法

1、适用环境

适用于河床式电站，利用流量与发电功率的关系推算流量 。

发电功率测流法

发电功率+闸门互补测流法

适用于河床式电站，并且拦河坝上有闸门，在不发电的时候，打开闸门泄流。

2、流量监控系统安装图如下：