一、方案背景概述

近年來我國水電行業(yè)飛速發(fā)展，為地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮重要作用的同時(shí)，也帶來了嚴(yán)重的生態(tài)問題。有些水電站因?yàn)橄滦股鷳B(tài)流量不足而造成部分河段減水、脫水甚至干涸，使得群眾的生產(chǎn)、生活以及河流的正常生態(tài)功能受到了一定程度的影響。

為了能夠保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)水資源科學(xué)合理的開發(fā)和利用，水利和環(huán)保部門出臺(tái)措施對(duì)不滿足生態(tài)流量下泄要求的水電站整改。

二、系統(tǒng)組成

水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，集成流量站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等，系統(tǒng)主要建設(shè)內(nèi)容包括管道/渠道/閘門/河道式監(jiān)測(cè)。即在水電站生態(tài)流量下泄處安裝流量監(jiān)測(cè)儀表、圖像（視頻）監(jiān)測(cè)等設(shè)備，另安裝數(shù)據(jù)采集傳輸終端，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心。該系統(tǒng)可自動(dòng)生成圖表，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；可實(shí)現(xiàn)異常情況自動(dòng)報(bào)警；支持?jǐn)嗑W(wǎng)補(bǔ)報(bào)，避免數(shù)據(jù)漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)等。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)對(duì)下泄流量的監(jiān)測(cè)，便于管理者實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況，對(duì)水電站下泄生態(tài)流量進(jìn)行監(jiān)督管理。

水電站生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心、通信網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備三部分組成。

※ 監(jiān)測(cè)中心：云服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫軟件、水電站生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件、手機(jī)APP等組成。

※ 通信網(wǎng)絡(luò)：GPRS無線傳輸、4G全網(wǎng)通無線傳輸、NB-IOT無線傳輸、北斗衛(wèi)星通信無線傳輸和光纖以太網(wǎng)有線傳輸?shù)确绞健?/span>

※ 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備：遙測(cè)終端機(jī)、流量計(jì)、視頻攝像機(jī)、太陽能供電系統(tǒng)（選購）、安裝立桿和支架等。遙測(cè)終端機(jī)負(fù)責(zé)水位、閘位、流速、流量等現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)的采集，通過多種通信方式上傳到服務(wù)器；軟件平臺(tái)支持實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)視頻，視頻可疊加電站代碼、名稱、現(xiàn)場(chǎng)儀表采集數(shù)據(jù)等信息；供電方式可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇市電供電或太陽能供電系統(tǒng)（包括太陽能電池板、太陽能控制器和蓄電池。）

圖2.1水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（拓?fù)鋱D）

三、系統(tǒng)方案

3.1渠道下泄式：

測(cè)量裝置：

測(cè)流量—明渠流量計(jì)、雷達(dá)流量計(jì)

測(cè)水位—超聲波/雷達(dá)/投入式液位計(jì)

流量計(jì)量方法：

3.1.1直讀流量計(jì)：明渠流量計(jì)、雷達(dá)流量計(jì)

3.1.2水位折算法：監(jiān)測(cè)終端RTU內(nèi)嵌計(jì)算公式，通過采集的水位折算出流量。

特點(diǎn)：安裝施工難度較小，適用范圍廣，精度適中，費(fèi)用較高（因渠道形狀多數(shù)為不規(guī)則，需人工修建量水堰槽）。

圖3.1渠道下泄式

3.2閘門開度下泄式：

測(cè)量裝置：

超聲波/雷達(dá)/投入式水位計(jì)—測(cè)量閘前、閘后水位。

閘位計(jì)—測(cè)量閘門開度

流量計(jì)算方法：

3.2.1直讀流量計(jì)：雷達(dá)流速儀

3.2.2水位折算法：監(jiān)測(cè)終端RTU內(nèi)置水力學(xué)P75公式、直接通過閘門前后水位、閘門開度值，換算下泄流量。

特點(diǎn)：安裝難度適中，有土建工作，費(fèi)用適中，使用范圍廣（適合大多數(shù)水電站），精度適中。

圖3.2閘門開度下泄式

3.3機(jī)組發(fā)電下泄式：

測(cè)量裝置：功率傳感器

流量計(jì)量方法：直接監(jiān)測(cè)機(jī)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(jì)量儀表即可，通過發(fā)電功率計(jì)算下泄流量值。

特點(diǎn)：安裝簡單，費(fèi)用較低；精度適中適用范圍較小，只有壩后式水電站采用此種方式。

圖3.3水電站發(fā)電機(jī)組

四、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)設(shè)備主要是MJ-3520型視頻遙測(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、太陽能或市電供電。

【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

● 4G

2. 支持多種行業(yè)通信規(guī)約

●《水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約(SZY206-2016)》

●《水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約(SL/T427-2021)》

3. 支持多中心上報(bào)

● 區(qū)/縣監(jiān)控中心

● 市/省監(jiān)控中心

● 邁杰無線抄表平臺(tái)

4. 監(jiān)測(cè)軟件支持多角色、分權(quán)限管理

● 可設(shè)定不同角色，具有不同的瀏覽、操作權(quán)限。

● 可自定義展現(xiàn)的參數(shù)、顯示順序、顯示格式等。

● 可通過電腦、手機(jī)APP等多種形式登陸系統(tǒng)，可隨時(shí)查看數(shù)據(jù)、圖像。

圖4.1系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

五、主要產(chǎn)品        

圖5.1主要產(chǎn)品

六、監(jiān)管軟件

平臺(tái)涵蓋了水電站管理涉及的首頁、水電站信息、生態(tài)管理、流量報(bào)表、預(yù)警報(bào)表、圖像監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、系統(tǒng)管理，以豐富的圖形、數(shù)據(jù)界面展示，簡化的操作功能模塊，做到貼近水庫管理實(shí)際，為水電站生態(tài)發(fā)展行業(yè)領(lǐng)域智慧化、信息化提供高效管理和數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能：按設(shè)定上報(bào)間隔自動(dòng)定時(shí)更新取水計(jì)量數(shù)值；取水?dāng)?shù)值發(fā)生異常變化時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警提醒，報(bào)警指示燈由綠色變?yōu)榧t色；遠(yuǎn)程召測(cè)，即隨時(shí)可以在調(diào)度中心的服務(wù)器上主動(dòng)提取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；

圖6.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份功能：系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以本地存儲(chǔ)，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)長根據(jù)需求和計(jì)算機(jī)配置決定；

圖6.2聯(lián)網(wǎng)記錄查詢

用量分析功能：系統(tǒng)可根據(jù)不同用戶數(shù)據(jù)生成對(duì)比圖，可分析出水資源使用情況和統(tǒng)計(jì)比例；也可根據(jù)日用量、月用量柱狀變化比例，統(tǒng)計(jì)用量占比；系統(tǒng)可生成單獨(dú)用戶不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)曲線圖，可直觀的了解該用戶的用量變化情況

圖6.3用量分析 

圖6.4曲線分析

報(bào)表功能：自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，也可隨時(shí)進(jìn)行報(bào)表統(tǒng)計(jì)、打印。軟件具有自動(dòng)打印功能。

圖6.5歷史數(shù)據(jù)報(bào)表

圖6.6時(shí)段曲線

管理員手機(jī)app功能及特點(diǎn)

圖6.7管理員手機(jī)APP功能特點(diǎn)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能：

手機(jī)端具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)界面，可設(shè)備列表查看也可單獨(dú)設(shè)備詳情瀏覽。

具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，可在該界面的設(shè)備列表中查看各設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

歷史數(shù)據(jù)查詢功能：

具有根據(jù)可選擇的時(shí)間段查詢歷史數(shù)據(jù)功能，方便時(shí)段數(shù)據(jù)的縱向?qū)Ρ取?/span>

具有不同時(shí)間段歷史數(shù)據(jù)查詢功能，方便不同時(shí)段數(shù)據(jù)的縱向?qū)Ρ取?/span>

歷史曲線查詢功能：

具有根據(jù)時(shí)段選擇生成歷史曲線功能，方便時(shí)段數(shù)據(jù)的波動(dòng)走向?qū)Ρ取?/span>

遠(yuǎn)程指令功能：

具有遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量終端雙向通訊功能，可遠(yuǎn)程下發(fā)召測(cè)指令。

操作權(quán)限管理功能：

具有登錄操作權(quán)限分配機(jī)制，杜絕操作員惡意操作，登錄記錄可查詢。

七、現(xiàn)場(chǎng)圖片