水库最小生态下泄流量系统解决方案
供稿: 唐山平升电子技术开发有限公司
- 关键词:水库最小生态下泄流量系统
- 摘要:平升电子水库最小生态下泄流量系统解决方案是重要的长效监督、管理手段,为主管部门随时掌握各水电站的流量下泄情况、保障下游河流的生态用水需求发挥了重要作用。
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)。
平升水库最小生态下泄流量系统解决方案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),进一步优化了水库最小生态下泄流量系统解决方案。
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:
水库最小下泄流量监测项目现场照片(部分)
最小生态下泄流量监测项目现场考察经验
项目经验:
今年年初,咨询水电站下泄流量监测项目的客户非常多,但大多数客户对现场情况不是很了解,或者到现场考察时,也不清楚要关注哪些内容。因此,平升电子整理了一些现场考察注意事项,分为现场供电情况、通信网络、传感器选型三个方面,希望对大家有所帮助。
1、现场供电情况:
水电站现场供电基本不成问题,大多数都可以提供220V或者380V。但220V或者380V引到安装现场时,会出现下面这个问题:
因此,现场需要考虑线缆长度,必要时需配备变压器用于升压。
2、通信网络:
根据现场网络条件,选择合适的通信方式。
◆ 有线网络
光纤宽带(优先选择)或传统ADSL宽带,均可实现视频和数据同步传输。
◆ 无线网络
1、4G
4G通信可以实现视频和数据同步传输,但日常运营费用较高;
2、2G、3G
由于2G、3G通信传输速率较低,现场无法实现视频监控。我们可在现场安装照相机,采用定时拍照的方式,监控现场情况。
◆ 无任何网络
如果现场没有有线网络和无线网络,那么只能在现场安装监控设备,定时安排人员拷贝,或者直接铺设光纤(成本高)。
目前,我公司遥测终端机兼容以上五种通信方式:光纤、ADSL、4G、3G、2G。
3、传感器选型
水电站下泄口种类多,如何选择合适的传感器非常重要,同时也是成本的重要组成部分,我们介绍3种主流下泄方式的传感器选型,供大家参考:
◆ 渠道出水口
1、一般采用明渠流量计;
2、出水口要求标准形状:矩形、三角形、梯形等等;
3、出口水流要平缓、无水花或者少水花(决定精度的重要因素)。
渠道出水口示意图
◆ 管道出水口
1、一般采用超声波流量计;
2、安装方式:
• 管段安装居多(精度高),安装较复杂;
管段式
• 插入式安装,精度略差。
插入式
◆ 涵洞出水口,类似渠道
1、由于被水泥管覆盖,需要人为整理出水口,土建工作量较大。
2、选择超声波明渠流量计,参考如下图片:
超声波明渠流量计安装示意图
这时会有朋友询问,电磁流速水位法、多普勒法、雷达流速法不能用吗?答案是肯定的,可以用。
虽然对环境要求简单,但就目前价位,安装成本太高,暂无市场。
以上是关于下泄流量监测现场考察注意事项的全部内容。虽然不能解决全部问题,但是可以供广大客户参考,方便以后考察。
水平有限,不免有误;不当之处,尚祈读者批评指正。
相关方案
水文监测系统:http://www.data86.com/net/fanganshuiwen.html
河道水位监测系统:http://www.data86.com/net/fanganhedaoshuiwei.html
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