一、方案背景概述

近年来我国水电行业飞速发展，为地方经济和社会发展发挥重要作用的同时，也带来了严重的生态问题。有些水电站因为下泄生态流量不足而造成部分河段减水、脱水甚至干涸，使得群众的生产、生活以及河流的正常生态功能受到了一定程度的影响。

为了能够保护河流生态环境，推动水资源科学合理的开发和利用，水利和环保部门出台措施对不满足生态流量下泄要求的水电站整改。

二、系统组成

水电站下泄生态流量监测系统以水雨情自动监测为主，集成流量站、水质监测、视频监视系统等，系统主要建设内容包括管道/渠道/闸门/河道式监测。即在水电站生态流量下泄处安装流量监测仪表、图像（视频）监测等设备，另安装数据采集传输终端，将数据实时传输至监控中心。该系统可自动生成图表，进行数据统计分析；可实现异常情况自动报警；支持断网补报，避免数据漏报、错报等。系统可实现7*24小时对下泄流量的监测，便于管理者实时掌握现场状况，对水电站下泄生态流量进行监督管理。

水电站生态流量监测系统由监测中心、通信网络和现场监测设备三部分组成。

※ 监测中心：云服务器、数据库软件、水电站生态流量监测系统软件、手机APP等组成。

※ 通信网络：GPRS无线传输、4G全网通无线传输、NB-IOT无线传输、北斗卫星通信无线传输和光纤以太网有线传输等方式。

※ 现场监测设备：遥测终端机、流量计、视频摄像机、太阳能供电系统（选购）、安装立杆和支架等。遥测终端机负责水位、闸位、流速、流量等现场仪表数据的采集，通过多种通信方式上传到服务器；软件平台支持实时查看现场视频，视频可叠加电站代码、名称、现场仪表采集数据等信息；供电方式可根据现场实际情况选择市电供电或太阳能供电系统（包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池。）

图2.1水电站下泄生态流量监测系统（拓扑图）

三、系统方案

3.1渠道下泄式：

测量装置：

测流量—明渠流量计、雷达流量计

测水位—超声波/雷达/投入式液位计

流量计量方法：

3.1.1直读流量计：明渠流量计、雷达流量计

3.1.2水位折算法：监测终端RTU内嵌计算公式，通过采集的水位折算出流量。

特点：安装施工难度较小，适用范围广，精度适中，费用较高（因渠道形状多数为不规则，需人工修建量水堰槽）。

图3.1渠道下泄式

3.2闸门开度下泄式：

测量装置：

超声波/雷达/投入式水位计—测量闸前、闸后水位。

闸位计—测量闸门开度

流量计算方法：

3.2.1直读流量计：雷达流速仪

3.2.2水位折算法：监测终端RTU内置水力学P75公式、直接通过闸门前后水位、闸门开度值，换算下泄流量。

特点：安装难度适中，有土建工作，费用适中，使用范围广（适合大多数水电站），精度适中。

图3.2闸门开度下泄式

3.3机组发电下泄式：

测量装置：功率传感器

流量计量方法：直接监测机组发电量，来推算下泄流量数据，此种模式只需要安装计量仪表即可，通过发电功率计算下泄流量值。

特点：安装简单，费用较低；精度适中适用范围较小，只有坝后式水电站采用此种方式。

图3.3水电站发电机组

四、系统优势

水电站下泄生态流量监测设备主要是MJ-3520型视频遥测终端机、超声波/雷达水位计、雨量筒、工业照相机等组成，采取一杆式安装、太阳能或市电供电。

【系统特点】

1. 多种通信方式可选（依监测需求和现场网络条件确定）

● GPRS

● 4G

2. 支持多种行业通信规约

●《水资源监测数据传输规约(SZY206-2016)》

●《水资源监测数据传输规约(SL/T427-2021)》

3. 支持多中心上报

● 区/县级监控中心

● 市/省级监控中心

● 迈杰无线抄表平台

4. 监测软件支持多角色、分权限管理

● 可设定不同层级角色，具有不同的浏览、操作权限。

● 可自定义展现的参数、显示顺序、显示格式等。

● 可通过电脑、手机APP等多种形式登陆系统，可随时查看数据、图像。

图4.1系统优势

五、主要产品        

图5.1主要产品

六、监管软件

平台涵盖了水电站管理涉及的首页、水电站信息、生态管理、流量报表、预警报表、图像监测、设备管理、系统管理，以丰富的图形、数据界面展示，简化的操作功能模块，做到贴近水库管理实际，为水电站生态发展行业领域智慧化、信息化提供高效管理和数据支撑服务。

实时数据监测功能：按设定上报间隔自动定时更新取水计量数值；取水数值发生异常变化时监控系统自动报警提醒，报警指示灯由绿色变为红色；远程召测，即随时可以在调度中心的服务器上主动提取监测点的数据；

图6.1实时数据监测

数据存储备份功能：系统数据库可以本地存储，其存储数据时长根据需求和计算机配置决定；

图6.2联网记录查询

用量分析功能：系统可根据不同用户数据生成对比图，可分析出水资源使用情况和统计比例；也可根据日用量、月用量柱状变化比例，统计用量占比；系统可生成单独用户不同时间点的数据曲线图，可直观的了解该用户的用量变化情况

图6.3用量分析 

图6.4曲线分析

报表功能：自动生成日报、月报、年报，也可随时进行报表统计、打印。软件具有自动打印功能。

图6.5历史数据报表

图6.6时段曲线

管理员手机app功能及特点

图6.7管理员手机APP功能特点

实时监测功能：

手机端具有实时数据监测界面，可设备列表查看也可单独设备详情浏览。

具有数据实时监测功能，可在该界面的设备列表中查看各设备的实时数据。

历史数据查询功能：

具有根据可选择的时间段查询历史数据功能，方便时段数据的纵向对比。

具有不同时间段历史数据查询功能，方便不同时段数据的纵向对比。

历史曲线查询功能：

具有根据时段选择生成历史曲线功能，方便时段数据的波动走向对比。

远程指令功能：

具有远程与现场能源计量终端双向通讯功能，可远程下发召测指令。

操作权限管理功能：

具有登录操作权限分配机制，杜绝操作员恶意操作，登录记录可查询。

七、现场图片

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