生态下泄流量监测常用的几种计量方法

       水电站下泄流量与当地生态环境息息相关，各地环保局对所管辖区内的水电站要求全部安装生态下泄流量监测系统，把数据实时上报省环保厅。

       2018年平升公司完成很多水电站生态下泄流量监测项目，现将常见的几种下泄流量计量方法总结如下，以方便客户进行选型参考。         

一、管道下泄式

      现场环境：出水口为管道形式（为下泄流量单独修建的出水管道，根据下泄流量的工艺来配置适合的管径）需保证满管出水；

       计量方式：安装配套电磁/超声波流量计、水表等计量装置，直接计量出流量；

       特点：精度高，安装施工难度较小；与普通供水管道测流区别不大，适用范围较小，多数水电站不能提供此安装环境。

二、渠道下泄式

       现场环境：出水口是渠道形式，因渠道形状多数为不规则，需人工修建量水堰槽；

       计量方式：在断面处安装水位自动监测传感器（投入式、浮子式、雷达式、超声波、电子水尺等）和常规测量流速装置（雷达波流速仪、多普勒ADCP、电磁流速仪等），通过水位换算断面过水面积，过水面积与流速积分换算得出流量值；也可以不安装流速装置，找专业水文勘测队伍进行水位率定，通过水位推算流量值；

       特点：安装施工难度较小，适用范围广；精度一般，费用较高。

三、人工抽水下泄式

       现场环境：单独安装一台水泵直接抽水下泄，无需任何土建施工，只要有电即可；

       计量方式：人工抽水泄放生态流量，可以直接根据水泵功率换算水泵扬程，从而计算出下泄流量数据，此种模式通过监测水泵电流来判断是否在下泄流量，只需监测水泵功率即可换算下泄流量值；

       特点：安装极为简单，费用低；精度一般，适用范围较小，需要电源持续给水泵供电，消耗电力资源。

四、机组发电下泄式

       现场环境：通过机组发电功率来换算下泄流量，此种方式与第三类相似；

       计量方式：直接监测机组发电量，来推算下泄流量数据，此种模式只需要安装计量电表即可，通过发电功率计算下泄流量值；

       特点：安装简单，费用较低；精度一般，适用范围较小，只有坝后式水电站采用此种方式。

五、闸门开度下泄式

       现场环境：现场不具备土建施工条件，利用现有条件加装传感器，直接通过测量闸门前后水位，以及闸门开度值，换算下泄流量；

       计量方式：此种下泄流量值由遥测终端RTU负责计算，遥测终端RTU内置计算公式，通过实际采集如下几个参数值来计算下泄流量值；

       公式关系表：  Q =μO  b e√2gh

       μO：流量系数，按照平地上平板闸门闸孔流量系数计算μO=0.6-0.176e/h，一般取0.6。

       b：闸门宽度(常数)  
        e：闸门提起高度（开度仪得出）

       g：重力加速度9.81m/s2（常数）
        h：水站水位高度（超声波液位计得出）

       Q：下泄流量，取环保核定数据；

       特点：安装难度一般，有土建工作，费用一般；适用范围广（适合大多数水电站），精度一般。

小结：

        目前，唐山平升电子所做的水电站生态下泄流量项目中关于流量值的计算方法基本是以上几种形式，希望能为广大客户提供参考，也欢迎广大客户能与我们共同分享其他计量方法。

生态下泄流量监测系统解决方案

应用背景：

        生态流量是指水流区域内保持生态环境所需要的水流流量。近年来，一些水电站因下泄生态流量不足造成部分河段减水、脱水甚至干涸，一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生产、生活。

        为保障河湖生态用水，推进小水电绿色发展，维护河流健康生命，水利部发布了《水利部 生态环境部关于加强长江经济带小水电站生态流量监管的通知》（水电[2019]241号）。为做好小水电站生态流量监管平台建设工作，水利部组织编制了《水利部办公厅关于印发小水电站生态流量监管平台技术指导意见的通知》（办水电函〔2019〕1378 号）。

       平升生态下泄流量监测系统要求实时监测水电站下泄流量数据，视频/图像监控泄水口实况，将现场信息远程传输至省级水利、环保监管平台，实现实时监管和数据共享。

解决方案：

      平升公司结合水利部相关文件和100多个实际项目经验(福建、云南、四川、湖南、重庆、山西、辽宁等省/直辖市的项目)，进一步优化了生态下泄流量监测系统解决方案。

系统构成：

系统功能：

☆实时流量监测

      生态流量监测终端DATA-9201，实时采集泄水口的测量仪表数据，直读流量计或通过水位折算流量，并远传至监管中心。

      还可扩展监测雨量、水质等。

☆视频/图像监控泄水口实况

      生态流量监测终端控制摄像头/照相机，定时拍照、保存、推送图像至监管中心，实时视频监控，支持GB/T 28181视频传输协议。

 ☆视频/图像上叠加实时流量数据

      生态流量监测终端通过内部程序，为视频/图像叠加电站统计代码、电站名称、采样时间、实时流量数据、核定流量等信息，远传至监管中心。

☆按水利/环保部标准通信规约上报至省平台

       多种通信方式可选： 

       ◆ 光纤/4G：可传输视频和数据   ◆  3G/2G：可传输数据和照片    ◆  NB-IoT：只传输数据

      具备多种上报规约：

      ◆ 《水资源监测数据传输规约（SZY206-2016）》

      ◆ 《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》

      ◆ 《四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2015）》

      ◆ 《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T212-2017）》   

      ◆  MQTT协议           ◆ 其他特殊规约可定制开发 

☆远程监管平台

系统优势：

常见的几种下泄流量计量方法：

案例分享：

案例一：福建水电站下泄生态流量监管系统

现场情况：

     水电站无光纤网络，4G网络信号好，管道式泄水口，有市电。

监测设备：

     在泄水口安装管道电磁流量计，附近立杆安装摄像头和太阳能供电型水电站生态流量监测终端DATA-9201，立杆上安装摄像头并对准泄水口。监测终端将采集的下泄流量数据和视频/图像，通过4G网络远程传输至省平台。

通信网络： 4G

上报平台（两个）：

  （1）监测终端按环保协议，上报至福建省下泄流量平台。

  （2）监测终端按平升协议，上报至平升为水电站搭建的水电站下泄生态流量监管平台。

案例照片：

案例二：云南水电站下泄生态流量监管系统

现场情况：

共两类测点：

     （一）管道式下泄口，4G网络信号良好，有市电。

     （二）闸门式泄水口，有光纤网络，有市电。

监测设备：

     管道式泄水口安装外夹式超声波流量计，泄水口附近立杆安装市电供电型监测终端，直接读取流量数据。立杆上安装照相机对准泄水口拍照。监测终端采集现场信息通过4G网络远传直至监管平台。

     闸门式泄水口安装水位计、闸位计，泄水口附件立杆安装市电供电型监测终端，采集水位计及和闸位计数据，通过水力学公式计算出流量，立杆上安装摄像头对准泄水口摄像。监测终端采集现场信息通过光纤远传直至监管平台。

通信网络： 4G、光纤

上报平台（两个）：

     前端监测设备按平升协议上报至平升为水电站建设的水电站下泻生态流量监管平台；

     平升水电站下泻生态流量监管平台通过接口说明，与华南水电平台对接。

案例照片：

生态下泄流量监测系统项目案例照片（部分）

相关方案

水文监测系统:http://www.data86.net/fanganshuiwen.html
河道水位监测系统:http://www.data86.net/fanganhedaoshuiwei.html

相关产品

水电站下泄流量监测系统软件：http://www.data86.com/net/shengtailiuliangjiance.html

生态下泄流量监测更多详情登陆平升电子水联网专题网站：wwww.data86.com/net