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(jī)組發(fā)電下泄式

現(xiàn)場環(huán)境：通過機(jī)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(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 =μ_O  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μ_O=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(jì)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(jī)、超聲波/雷達(dá)水位計、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)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(jī)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