常用的幾種水庫小生態(tài)下泄流量的計量方法
水電站下泄流量與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境息息相關(guān),各地環(huán)保局對所管轄區(qū)內(nèi)的水電站要求全部安裝生態(tài)下泄流量監(jiān)測系統(tǒng),把數(shù)據(jù)實時上報省環(huán)保廳。
2018年平升公司完成很多水電站生態(tài)下泄流量監(jiān)測項目,現(xiàn)將常見的幾種下泄流量計量方法總結(jié)如下,以方便客戶進(jìn)行選型參考。
一、管道下泄式
現(xiàn)場環(huán)境:出水口為管道形式(為下泄流量單獨修建的出水管道,根據(jù)下泄流量的工藝來配置適合的管徑)需保證滿管出水;
計量方式:安裝配套電磁/超聲波流量計、水表等計量裝置,直接計量出流量;
特點:精度高,安裝施工難度較??;與普通供水管道測流區(qū)別不大,適用范圍較小,多數(shù)水電站不能提供此安裝環(huán)境。
二、渠道下泄式
現(xiàn)場環(huán)境:出水口是渠道形式,因渠道形狀多數(shù)為不規(guī)則,需人工修建量水堰槽;
計量方式:在斷面處安裝水位自動監(jiān)測傳感器(投入式、浮子式、雷達(dá)式、超聲波、電子水尺等)和常規(guī)測量流速裝置(雷達(dá)波流速儀、多普勒ADCP、電磁流速儀等),通過水位換算斷面過水面積,過水面積與流速積分換算得出流量值;也可以不安裝流速裝置,找專業(yè)水文勘測隊伍進(jìn)行水位率定,通過水位推算流量值;
特點:安裝施工難度較小,適用范圍廣;精度一般,費用較高。
三、人工抽水下泄式
現(xiàn)場環(huán)境:單獨安裝一臺水泵直接抽水下泄,無需任何土建施工,只要有電即可;
計量方式:人工抽水泄放生態(tài)流量,可以直接根據(jù)水泵功率換算水泵揚程,從而計算出下泄流量數(shù)據(jù),此種模式通過監(jiān)測水泵電流來判斷是否在下泄流量,只需監(jiān)測水泵功率即可換算下泄流量值;
特點:安裝極為簡單,費用低;精度一般,適用范圍較小,需要電源持續(xù)給水泵供電,消耗電力資源。
四、機組發(fā)電下泄式
現(xiàn)場環(huán)境:通過機組發(fā)電功率來換算下泄流量,此種方式與第三類相似;
計量方式:直接監(jiān)測機組發(fā)電量,來推算下泄流量數(shù)據(jù),此種模式只需要安裝計量電表即可,通過發(fā)電功率計算下泄流量值;
特點:安裝簡單,費用較低;精度一般,適用范圍較小,只有壩后式水電站采用此種方式。
五、閘門開度下泄式
現(xiàn)場環(huán)境:現(xiàn)場不具備土建施工條件,利用現(xiàn)有條件加裝傳感器,直接通過測量閘門前后水位,以及閘門開度值,換算下泄流量;
計量方式:此種下泄流量值由遙測終端RTU負(fù)責(zé)計算,遙測終端RTU內(nèi)置計算公式,通過實際采集如下幾個參數(shù)值來計算下泄流量值;
公式關(guān)系表: Q =μO b e√2gh
μO:流量系數(shù),按照平地上平板閘門閘孔流量系數(shù)計算μO=0.6-0.176e/h,一般取0.6。
b:閘門寬度(常數(shù))
e:閘門提起高度(開度儀得出)
g:重力加速度9.81m/s2(常數(shù))
h:水站水位高度(超聲波液位計得出)
Q:下泄流量,取環(huán)保核定數(shù)據(jù);
特點:安裝難度一般,有土建工作,費用一般;適用范圍廣(適合大多數(shù)水電站),精度一般。
小結(jié):
目前,唐山平升電子所做的水電站生態(tài)下泄流量項目中關(guān)于流量值的計算方法基本是以上幾種形式,希望能為廣大客戶提供參考,也歡迎廣大客戶能與我們共同分享其他計量方法。
水庫小生態(tài)下泄流量系統(tǒng)解決方案
名詞解釋
“水電站下泄生態(tài)流量”是指為滿足維持河道的基本生態(tài)功能和群眾生產(chǎn)、生活及其它用水需求,所需要水電站下泄的小流量。
需求背景
近年來,我國水電建設(shè)發(fā)展迅速,為促進(jìn)地方經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了重要作用,但隨之帶來的生態(tài)問題也不容忽視。一些水電站因下泄生態(tài)流量不足造成部分河段減水、脫水甚至干涸,一定程度上影響了河流的正常生態(tài)功能和群眾的生產(chǎn)、生活。
為保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境,推動水資源科學(xué)、合理、有序開發(fā)和可持續(xù)利用,各地水利和環(huán)保部門相繼出臺措施對不滿足生態(tài)流量下泄要求的水電站責(zé)令整改或掛牌督辦。
平升“水庫小生態(tài)下泄流量系統(tǒng)解決方案”是重要的長效監(jiān)督、管理手段,為主管部門隨時掌握各水電站的流量下泄情況、保障下游河流的生態(tài)用水需求發(fā)揮了重要作用。
系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
監(jiān)測方式
1、監(jiān)測斷面設(shè)置
對水電站下泄流量的監(jiān)測,可在電站泄水口設(shè)立監(jiān)測點,安裝在線監(jiān)測設(shè)備;也可在電站下游附近選擇河道斷面作為監(jiān)測斷面,安裝在線監(jiān)測設(shè)備,監(jiān)測下泄流量;
對于河床式或壩后式水電站,監(jiān)測斷面應(yīng)設(shè)置在發(fā)電廠房尾水下游;
對于引水式水電站,監(jiān)測斷面應(yīng)分別設(shè)置在發(fā)電廠房尾水下游和水庫大壩下游。
2、監(jiān)測內(nèi)容
水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測以水情自動監(jiān)測為主,主要監(jiān)測參數(shù)為水位、流量(多通過水位—流量關(guān)系曲線計算得出),還可以集成雨量監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、圖像/視頻監(jiān)控、閘門監(jiān)控等功能,為流域生態(tài)保護(hù)、水政管理、水文水資源監(jiān)測等提供服務(wù)。
3、監(jiān)測設(shè)備
在線監(jiān)測設(shè)備主要由DATA-9201型遙測終端機、超聲波/雷達(dá)水位計、雨量筒、工業(yè)照相機等組成,采取一桿式安裝、太陽能或市電供電。
系統(tǒng)功能
◆ 實時監(jiān)測各水電站下泄斷面的水位、流量、降雨量等數(shù)據(jù)。
◆ 定時或?qū)崟r上傳各水電站下泄斷面的現(xiàn)場圖像或視頻(視通信方式)。
◆ 水位/流量過低、監(jiān)測設(shè)備異常時自動報警。
◆ 通過矢量地圖宏觀展示測點分布位置、運行狀態(tài)、報警狀態(tài)。
◆ 監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像、視頻自動存儲,方便歷史查詢、事故追溯。
◆ 自動統(tǒng)計日、月、年等時段歷史數(shù)據(jù),通過報表、曲線圖、柱狀圖等多種形式展現(xiàn);
支持?jǐn)?shù)據(jù)/報表導(dǎo)出為Excel或直接打印輸出。
◆ 遠(yuǎn)程管理在線監(jiān)測設(shè)備:修改數(shù)據(jù)采集、上報頻率或升級程序等。
◆ 通過數(shù)據(jù)庫、OPC等多種形式對接上一級監(jiān)控平臺。
系統(tǒng)特點
1、多種通信方式可選(依監(jiān)測需求和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)條件確定)
● GPRS/CDMA
● 3G/4G
● 光纖/ADSL
2、支持多種行業(yè)通信規(guī)約
●《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約(SL651-2014)》
●《水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約(SZY206-2016)》
●《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)(HJ/T212-2017)》
●《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)(HJ/T212-2005)》
● 其它特殊規(guī)約可定制開發(fā)
3、支持多中心上報
● 區(qū)/縣級監(jiān)控中心
● 市/省級監(jiān)控中心
● 水電站業(yè)主自建監(jiān)控中心
4、監(jiān)測軟件支持多角色、分權(quán)限管理
● 為各單位設(shè)定不同角色,具有不同的瀏覽、操作權(quán)限。
● 各角色可自定義展現(xiàn)的參數(shù)、顯示順序、顯示格式等。
● 通過電腦、手機APP等多種形式登陸系統(tǒng),查看數(shù)據(jù)、圖像。
監(jiān)測軟件展示
系統(tǒng)登錄界面
系統(tǒng)概況展示界面
電站管理展示界面
電站實時數(shù)據(jù)展示界面
現(xiàn)場圖像展示界面
測點分布展示界面
統(tǒng)計報表界面