名詞解釋
“水電站下泄生態(tài)流量”是指為滿(mǎn)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(lái)，我國(guó)水電建設(shè)發(fā)展迅速，為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，但隨之帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)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(dòng)水資源科學(xué)、合理、有序開(kāi)發(fā)和可持續(xù)利用，各地水利和環(huán)保部門(mén)相繼出臺(tái)措施對(duì)不滿(mǎn)足生態(tài)流量下泄要求的水電站責(zé)令整改或掛牌督辦。
“小水電站下泄流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”是重要的長(zhǎng)效監(jiān)督、管理手段，為主管部門(mén)隨時(shí)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(cè)方式
1、監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置
對(duì)水電站下泄流量的監(jiān)測(cè)，可在電站泄水口設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)，安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備；也可在電站下游附近選擇河道斷面作為監(jiān)測(cè)斷面，安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)下泄流量；
對(duì)于河床式或壩后式水電站，監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)設(shè)置在發(fā)電廠房尾水下游；
對(duì)于引水式水電站，監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)分別設(shè)置在發(fā)電廠房尾水下游和水庫(kù)大壩下游。
2、監(jiān)測(cè)內(nèi)容
水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)以水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，主要監(jiān)測(cè)參數(shù)為水位、流量（多通過(guò)水位—流量關(guān)系曲線計(jì)算得出），還可以集成雨量監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、圖像/視頻監(jiān)控、閘門(mén)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(cè)等提供服務(wù)。
3、監(jiān)測(cè)設(shè)備
在線監(jiān)測(cè)設(shè)備主要由DATA-9201型遙測(cè)終端機(jī)、超聲波/雷達(dá)水位計(jì)、雨量筒、工業(yè)照相機(jī)等組成，采取一桿式安裝、太陽(yáng)能或市電供電。
系統(tǒng)功能
◆ 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各水電站下泄斷面的水位、流量、降雨量等數(shù)據(jù)。
◆ 定時(shí)或?qū)崟r(shí)上傳各水電站下泄斷面的現(xiàn)場(chǎng)圖像或視頻（視通信方式）。
◆ 水位/流量過(guò)低、監(jiān)測(cè)設(shè)備異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
◆ 通過(guò)矢量地圖宏觀展示測(cè)點(diǎn)分布位置、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)。
◆ 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖像、視頻自動(dòng)存儲(chǔ)，方便歷史查詢(xún)、事故追溯。
◆ 自動(dòng)統(tǒng)計(jì)日、月、年等時(shí)段歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)報(bào)表、曲線圖、柱狀圖等多種形式展現(xiàn)；
支持?jǐn)?shù)據(jù)/報(bào)表導(dǎo)出為Excel或直接打印輸出。
◆ 遠(yuǎn)程管理在線監(jiān)測(cè)設(shè)備：修改數(shù)據(jù)采集、上報(bào)頻率或升級(jí)程序等。
◆ 通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、OPC等多種形式對(duì)接上一級(jí)監(jiān)控平臺(tái)。
系統(tǒng)特點(diǎn)
1、多種通信方式可選（依監(jiān)測(cè)需求和現(xiàn)場(chǎng)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(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約（SL651-2014）》
●《水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約（SZY206-2016）》
●《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T212-2017）》
●《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）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(kāi)發(fā)
3、支持多中心上報(bào)
● 區(qū)/縣級(jí)監(jiān)控中心
● 市/省級(jí)監(jiān)控中心
● 水電站業(yè)主自建監(jiān)控中心
4、監(jiān)測(cè)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(guò)電腦、手機(jī)APP等多種形式登陸系統(tǒng)，查看數(shù)據(jù)、圖像。
監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示界面
現(xiàn)場(chǎng)圖像展示界面
測(cè)點(diǎn)分布展示界面
統(tǒng)計(jì)報(bào)表界面
【部分案例照片】
小水電站下泄流量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目服務(wù)過(guò)的地區(qū)（部分）
常用的幾種水電站下泄流量計(jì)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(duì)所管轄區(qū)內(nèi)的水電站要求全部安裝下泄流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)省環(huán)保廳。
2018年平升公司完成很多水電站下泄流量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，現(xiàn)將常見(jiàn)的幾種下泄流量計(jì)量方法總結(jié)如下，以方便客戶(hù)進(jìn)行選型參考。
一、管道下泄式
現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：出水口為管道形式（為下泄流量單獨(dú)修建的出水管道，根據(jù)下泄流量的工藝來(lái)配置適合的管徑）需保證滿(mǎn)管出水；
計(jì)量方式：安裝配套電磁/超聲波流量計(jì)、水表等計(jì)量裝置，直接計(jì)量出流量；
特點(diǎn)：精度高，安裝施工難度較??；與普通供水管道測(cè)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(chǎng)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(jì)量方式：在斷面處安裝水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(cè)量流速裝置（雷達(dá)波流速儀、多普勒ADCP、電磁流速儀等），通過(guò)水位換算斷面過(guò)水面積，過(guò)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(zhuān)業(yè)水文勘測(cè)隊(duì)伍進(jìn)行水位率定，通過(guò)水位推算流量值；
特點(diǎn)：安裝施工難度較小，適用范圍廣；精度一般，費(fèi)用較高。
三、人工抽水下泄式
現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：?jiǎn)为?dú)安裝一臺(tái)水泵直接抽水下泄，無(wú)需任何土建施工，只要有電即可；
計(jì)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(yáng)程，從而計(jì)算出下泄流量數(shù)據(jù)，此種模式通過(guò)監(jiān)測(cè)水泵電流來(lái)判斷是否在下泄流量，只需監(jiān)測(cè)水泵功率即可換算下泄流量值；
特點(diǎn)：安裝極為簡(jiǎn)單，費(fèi)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(jī)組發(fā)電下泄式
現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：通過(guò)機(jī)組發(fā)電功率來(lái)?yè)Q算下泄流量，此種方式與第三類(lèi)相似；
計(jì)量方式：直接監(jiān)測(cè)機(jī)組發(fā)電量，來(lái)推算下泄流量數(shù)據(jù)，此種模式只需要安裝計(jì)量電表即可，通過(guò)發(fā)電功率計(jì)算下泄流量值；
特點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)單，費(fèi)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(mén)開(kāi)度下泄式
現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：現(xiàn)場(chǎng)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(guò)測(cè)量閘門(mén)前后水位，以及閘門(mén)開(kāi)度值，換算下泄流量；
計(jì)量方式：此種下泄流量值由遙測(cè)終端RTU負(fù)責(zé)計(jì)算，遙測(cè)終端RTU內(nèi)置計(jì)算公式，通過(guò)實(shí)際采集如下幾個(gè)參數(shù)值來(lái)計(jì)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(mén)閘孔流量系數(shù)計(jì)算μO=0.6-0.176e/h，一般取0.6。
b：閘門(mén)寬度(常數(shù))
e：閘門(mén)提起高度（開(kāi)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(jì)得出）
Q：下泄流量，取環(huán)保核定數(shù)據(jù)；
特點(diǎn)：安裝難度一般，有土建工作，費(fèi)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(xiàng)目中關(guān)于流量值的計(jì)算方法基本是以上幾種形式，希望能為廣大客戶(hù)提供參考，也歡迎廣大客戶(hù)能與我們共同分享其他計(jì)量方法。
訂購(gòu)熱線：（0315）-7353611/7353616
