1.1 水電站生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)

1.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

水電站生態(tài)流量監(jiān)測站典型結(jié)構(gòu)組成如下圖所示：

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水電站生態(tài)流量監(jiān)測站主要由閘位計、雷達(dá)水位計（根據(jù)情況可選超聲波水位計）、遙測終端機、太陽能供電系統(tǒng)、安裝支架（可拆卸）等設(shè)備組件構(gòu)成。該監(jiān)測站可有效進行數(shù)據(jù)采集，可以將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸至管理中心，管理中心控制人員可以根據(jù)采集到的生態(tài)流量數(shù)據(jù)進行其他業(yè)務(wù)性預(yù)判操作。

水電站生態(tài)流量監(jiān)測站系統(tǒng)通常由以下幾部分組成：

傳感器和供電系統(tǒng)：包括流速計、水位計、閘位計等多種傳感器和儀器，用于實時監(jiān)測下泄水流量的變化；供電系統(tǒng)常見的有鋰電池供電系統(tǒng)、市電供電系統(tǒng)、太陽能供電系統(tǒng)，水電站一般常用太陽能供電。

數(shù)據(jù)采集器：用于采集傳感器和儀器輸出的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測站中心或云端服務(wù)器等數(shù)據(jù)處理平臺。

通信設(shè)備：用于實現(xiàn)監(jiān)測站與運營管理中心、數(shù)據(jù)處理平臺之間的通訊和數(shù)據(jù)傳輸，包括有線和無線通信設(shè)備。

數(shù)據(jù)處理平臺：負(fù)責(zé)對收集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析，并生成報告和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，常常采用云計算或服務(wù)器集群方案。

監(jiān)測站中心：包括監(jiān)測控制終端、發(fā)電調(diào)度室、物理場站和操作終端等各類設(shè)備，用于實時監(jiān)測下泄流量和其他數(shù)據(jù)指標(biāo)變化，并進行數(shù)據(jù)分析和處理。

監(jiān)測軟件：用于監(jiān)測站數(shù)據(jù)采集、處理、分析和報告生成等功能，可以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化、報警提醒等功能。

綜上所述，水電站生態(tài)流量監(jiān)測站系統(tǒng)是一個多組成部分的綜合系統(tǒng)，需要結(jié)合實際監(jiān)測需求和要求進行配置和優(yōu)化，以實現(xiàn)對水電站生態(tài)流量的準(zhǔn)確監(jiān)測和評估。

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1.1.2 生態(tài)泄流測量和數(shù)據(jù)采集技術(shù)

1.1.2.1 數(shù)據(jù)采集監(jiān)控點

生態(tài)泄流監(jiān)控應(yīng)在電站各泄水口設(shè)立監(jiān)測點，也可在電站壩址下游附近選擇河道斷面作為監(jiān)測斷面，安裝測流裝置，監(jiān)測下泄流量。不同型式水電站的生態(tài)下泄流量監(jiān)控斷面應(yīng)按照以下原則布置：

1.引水式水電站的監(jiān)測斷面布置在廠房前的水庫大壩所在流域下游；

2.混合式水電站的監(jiān)測斷面布置在廠房前的水庫大壩所在流域下游；

3.堤壩式水電站的監(jiān)測斷面布置在水庫大壩下游或發(fā)電廠房尾水下游；

4.在大壩或發(fā)電尾水出口與監(jiān)測斷面之間若有支流或其他來源補水，監(jiān)測斷面應(yīng)布置在支流或其他來源補水匯入口的上游。

1.1.2.2 生態(tài)泄流測量技術(shù)

采用與監(jiān)測斷面情況、水流特性及泄放措施相適宜的測流方式，以實時在線監(jiān)測方式為主，其他人工比測率定為輔，能客觀、準(zhǔn)確反映泄放流量。生態(tài)泄流的測流方法及技術(shù)要求參照規(guī)范SL555、SL247、SL61及SL415，生態(tài)下泄流量監(jiān)測資料參照規(guī)范SL247。

1.常規(guī)流速儀法。在監(jiān)測斷面處安裝水位自動監(jiān)測設(shè)施設(shè)備(水位自記井、水位計、電子水尺等)，用常規(guī)流速儀法測流，率定該監(jiān)控斷面水位流量關(guān)系，通過水位推求流量。

2.多普勒(ADCP)測流法。采用定點式ADCP，將儀器固定于水面、河底或水面以下某一位置，測定垂線或斷面分層流速，根據(jù)ADCP測出的分層流速推求全斷面流速，并通過流速儀或ADCP比測率定流量系數(shù)，推求斷面流量。

3.實時雷達(dá)波測流系統(tǒng)。視監(jiān)測斷面流速情況，布設(shè)一個或多個雷達(dá)流速儀探頭，實時監(jiān)測水流表面流速，并通過流速儀或ADCP比測率定斷面水面流速系數(shù)，推求斷面流量。

4.電磁流量計。將流量計安裝在滿流管道上，通過感應(yīng)電壓與流速的正比關(guān)系，得到管道流量值。

5.水表法。根據(jù)常用流量選擇水表口徑，將選定水表安裝于放水管道上，通過讀取一定時間內(nèi)的下泄水量推求下泄流量。

6.水工建筑物法

(1)側(cè)堰泄流：采取側(cè)堰泄放生態(tài)流量時，應(yīng)根據(jù)堰閘類型、閘門開度與上下游水位監(jiān)測值、流態(tài)類型，結(jié)合綜合流量系數(shù)推求下泄流量。

(2)孔口、管道泄流：采用孔口、管道泄放生態(tài)流量時，應(yīng)根據(jù)上下游水位監(jiān)測值、流態(tài)類型，率定該管道水位流量關(guān)系，通過水位推求下泄流量。

(3)隧洞泄流：采用隧洞泄放生態(tài)流量時，應(yīng)根據(jù)上下游水位監(jiān)測值、流態(tài)類型，結(jié)合率定的或經(jīng)驗流量系數(shù)推求下泄流量。

(4)閘門放水：采用開啟閘門泄放生態(tài)流量時，應(yīng)根據(jù)堰閘類型、閘門開度與上下游水位監(jiān)測值、流態(tài)類型，結(jié)合率定的或經(jīng)驗流量系數(shù)推求下泄流量。

(5)機組發(fā)電出流：通過機組發(fā)電泄放生態(tài)流量時，應(yīng)根據(jù)發(fā)電功率、工作水頭或?qū)崪y水頭推求下泄流量。

(6)抽水系統(tǒng)放水：人工抽水泄放生態(tài)流量的，應(yīng)根據(jù)抽水站效率、水泵凈揚程及功率計算下泄流量。

遙測終端機（CK-RTU-360B）

（注：鋰電池遙測終端將遙測終端機與鋰電池集成封裝在一起，此處單獨描述遙測終端機，二者型號不一樣。）

CK-RTU-360B系列RTU是一款集數(shù)據(jù)采集與4G數(shù)據(jù)傳輸功能于一體，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、控制、報警及傳輸?shù)染C合功能的水利、環(huán)保、市政遙測終端機。同時提供翻斗式雨量計接口、RS232、RS485、模擬量輸入、開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出、格雷碼（預(yù)留）接口，鋰電池（預(yù)留），內(nèi)置高精度三軸陀螺儀。可滿足各種不同水文/水資源及其它應(yīng)用需求。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于各種水利信息化建設(shè)領(lǐng)域，如水文、水資源、水環(huán)境、水污染、山洪災(zāi)害、水庫安全、大壩安全的遠(yuǎn)程測控領(lǐng)域。

產(chǎn)品圖片：

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產(chǎn)品接口設(shè)計

2個翻斗式雨量計接口、2路脈沖接口；

2個RS232接口、2個RS485接口；

8路模擬量輸入接口（16位AD、支持4-20mA電流或0-5V電壓信號）；

8路開關(guān)量輸入接口、2路開關(guān)量輸出接口；

8路繼電器輸出(標(biāo)配2路)、1個12位格雷碼接口（預(yù)留）；

兼容各種類型的流量計、水位計、水質(zhì)分析儀、雨量計、氣象要素傳感器、工業(yè)串口攝像機等儀器；

可支持市電或太陽能供電。

協(xié)議及多中心設(shè)計

支持國家《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》（ASCII和HEX全項）、《水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》《HJ212-2017污染物在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》、《HJ212-2005污染物在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》和其它省市特殊規(guī)約；

可選支持省級專業(yè)監(jiān)測預(yù)警平臺專業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；

可選支持國家地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測通訊協(xié)議；

可選提供通信中心入庫的方式接入第三方平臺或定制第三方協(xié)議；

支持國內(nèi)主流組態(tài)軟件：組態(tài)王、三維力控、易控等組態(tài)廠家；

多中心設(shè)計，監(jiān)控數(shù)據(jù)可同時上報省、市、縣級水文管理平臺；

支持MODBUSRTU傳感器快速使用，無需更改設(shè)備軟件。

通信方式設(shè)計：

采集和傳輸一體化設(shè)計，通信穩(wěn)定，節(jié)省成本,集成數(shù)據(jù)采集和4G遙測終端機功能；

支持GPRS/4G無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)、短信、RS232/RS485，可選NB-IOT、北斗等通信方式。