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)濟和社會發(fā)展發(fā)揮重要作用的同時，也帶來了嚴重的生態(tài)問題。有些水電站因為下泄生態(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。

為了能夠保護河流生態(tài)環(huán)境，推動水資源科學合理的開發(fā)和利用，水利和環(huán)保部門出臺措施對不滿足生態(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)測系統(tǒng)以水雨情自動監(jiān)測為主，集成流量站、水質(zhì)監(jiān)測、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等，系統(tǒng)主要建設內(nèi)容包括管道/渠道/閘門/河道式監(jiān)測。即在水電站生態(tài)流量下泄處安裝流量監(jiān)測儀表、圖像（視頻）監(jiān)測等設備，另安裝數(shù)據(jù)采集傳輸終端，將數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心。該系統(tǒng)可自動生成圖表，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析；可實現(xiàn)異常情況自動報警；支持斷網(wǎng)補報，避免數(shù)據(jù)漏報、錯報等。系統(tǒng)可實現(xiàn)7*24小時對下泄流量的監(jiān)測，便于管理者實時掌握現(xiàn)場狀況，對水電站下泄生態(tài)流量進行監(jiān)督管理。

水電站生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測中心、通信網(wǎng)絡和現(xiàn)場監(jiān)測設備三部分組成。

※ 監(jiān)測中心：云服務器、數(shù)據(jù)庫軟件、水電站生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)軟件、手機APP等組成。

※ 通信網(wǎng)絡：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)場監(jiān)測設備：遙測終端機、流量計、視頻攝像機、太陽能供電系統(tǒng)（選購）、安裝立桿和支架等。遙測終端機負責水位、閘位、流速、流量等現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集，通過多種通信方式上傳到服務器；軟件平臺支持實時查看現(xiàn)場視頻，視頻可疊加電站代碼、名稱、現(xiàn)場儀表采集數(shù)據(jù)等信息；供電方式可根據(jù)現(xiàn)場實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)測系統(tǒng)（拓撲圖）

三、系統(tǒng)方案

3.1渠道下泄式：

測量裝置：

測流量—明渠流量計、雷達流量計

測水位—超聲波/雷達/投入式液位計

流量計量方法：

3.1.1直讀流量計：明渠流量計、雷達流量計

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

特點：安裝施工難度較小，適用范圍廣，精度適中，費用較高（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：

測量裝置：

超聲波/雷達/投入式水位計—測量閘前、閘后水位。

閘位計—測量閘門開度

流量計算方法：

3.2.1直讀流量計：雷達流速儀

3.2.2水位折算法：監(jiān)測終端RTU內(nèi)置水力學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：安裝難度適中，有土建工作，費用適中，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機組發(fā)電下泄式：

測量裝置：功率傳感器

流量計量方法：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儀表即可，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)電機組

四、系統(tǒng)優(yōu)勢

水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測設備主要是MJ-3520型視頻遙測終端機、超聲波/雷達水位計、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)特點】

1. 多種通信方式可選（依監(jiān)測需求和現(xiàn)場網(wǎng)絡條件確定）

● GPRS

● 4G

2. 支持多種行業(yè)通信規(guī)約

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

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

3. 支持多中心上報

● 區(qū)/縣監(jiān)控中心

● 市/省監(jiān)控中心

● 邁杰無線抄表平臺

4. 監(jiān)測軟件支持多角色、分權(quán)限管理

● 可設定不同角色，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APP等多種形式登陸系統(tǒng)，可隨時查看數(shù)據(jù)、圖像。

圖4.1系統(tǒng)優(yōu)勢

五、主要產(chǎn)品        

圖5.1主要產(chǎn)品

六、監(jiān)管軟件

平臺涵蓋了水電站管理涉及的首頁、水電站信息、生態(tài)管理、流量報表、預警報表、圖像監(jiān)測、設備管理、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際，為水電站生態(tài)發(fā)展行業(yè)領域智慧化、信息化提供高效管理和數(shù)據(jù)支撐服務。

實時數(shù)據(jù)監(jiān)測功能：按設定上報間隔自動定時更新取水計量數(shù)值；取水數(shù)值發(fā)生異常變化時監(jiān)控系統(tǒng)自動報警提醒，報警指示燈由綠色變?yōu)榧t色；遠程召測，即隨時可以在調(diào)度中心的服務器上主動提取監(jiān)測點的數(shù)據(jù)；

圖6.1實時數(shù)據(jù)監(jiān)測

數(shù)據(jù)存儲備份功能：系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以本地存儲，其存儲數(shù)據(jù)時長根據(jù)需求和計算機配置決定；

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)生成對比圖，可分析出水資源使用情況和統(tǒng)計比例；也可根據(jù)日用量、月用量柱狀變化比例，統(tǒng)計用量占比；系統(tǒng)可生成單獨用戶不同時間點的數(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

報表功能：自動生成日報、月報、年報，也可隨時進行報表統(tǒng)計、打印。軟件具有自動打印功能。

圖6.5歷史數(shù)據(jù)報表

圖6.6時段曲線

管理員手機app功能及特點

圖6.7管理員手機APP功能特點

實時監(jiān)測功能：

手機端具有實時數(shù)據(jù)監(jiān)測界面，可設備列表查看也可單獨設備詳情瀏覽。

具有數(shù)據(jù)實時監(jiān)測功能，可在該界面的設備列表中查看各設備的實時數(shù)據(jù)。

歷史數(shù)據(jù)查詢功能：

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

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

歷史曲線查詢功能：

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

遠程指令功能：

具有遠程與現(xiàn)場能源計量終端雙向通訊功能，可遠程下發(fā)召測指令。

操作權(quán)限管理功能：

具有登錄操作權(quán)限分配機制，杜絕操作員惡意操作，登錄記錄可查詢。

七、現(xiàn)場圖片