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  一、系統(tǒng)概述

  生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)適用于遠(yuǎn)程監(jiān)測水庫、河流等的實(shí)時水位(或流量)、水電站的實(shí)時下泄流量等數(shù)據(jù)，并結(jié)合電站生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)分析。系統(tǒng)支持視頻監(jiān)控，數(shù)據(jù)與視頻信號互為補(bǔ)充，提供實(shí)時場景，便于及時掌握電站上下游主要河流水源變化情況，并及時預(yù)警，滿足綠色、環(huán)保、生態(tài)、發(fā)電等多方面的要求。

  生態(tài)流量的系統(tǒng)組成：

  采集層：在水電站布設(shè)遙測站點(diǎn)，安裝水位計(jì)與閘位計(jì)，自動計(jì)算生態(tài)流量、視頻等信息，并安裝視頻監(jiān)測點(diǎn)，通過公網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)及圖片自動發(fā)送到相應(yīng)管理部門，中心設(shè)置數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)，將收到的各遙測站的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存入數(shù)據(jù)庫，提供基本的信息查詢和預(yù)警服務(wù)。

  數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)接收、入庫服務(wù)負(fù)責(zé)實(shí)時接收TG462工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。能夠快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確地處理、解析實(shí)時水位、流速、流量、視頻等數(shù)據(jù)，并將其存入數(shù)據(jù)庫或指定存儲空間中。

  應(yīng)用層：水電站生態(tài)流量監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)以GIS服務(wù)、數(shù)據(jù)訪問等服務(wù)為支撐，提供監(jiān)測、查詢、分析、統(tǒng)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)對下泄生態(tài)流量的全方位管理。

  1、水位流量：在現(xiàn)場安裝超聲波水位計(jì)與閘位計(jì)，使用閘門開度與閘前水位計(jì)算流量。

  2、圖像視頻：用于拍攝下泄口或者是流量計(jì)安裝處的視頻圖像，通過4G網(wǎng)絡(luò)或者有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器遠(yuǎn)端可以查看。

  3、供電系統(tǒng)：用于給整套系統(tǒng)進(jìn)行供電、根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境可以選擇太陽能供電或者市電供電。

  4、通信設(shè)備：可以通過計(jì)訊TG462工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過GPRS或有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至云端(如現(xiàn)場無GPRS信號)。

  5、數(shù)據(jù)查看：數(shù)據(jù)可以通過遙測終端機(jī)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器、用戶可以通過云平臺或者手機(jī)瀏覽器遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也可以發(fā)送至相應(yīng)監(jiān)管部門的服務(wù)器。

  二、數(shù)據(jù)傳輸方式

  1、光纖有線傳輸：采用光纖或者有線寬帶網(wǎng)絡(luò)。適合安裝點(diǎn)有網(wǎng)絡(luò)且下泄流量站點(diǎn)離的比較近的地方可以考慮采用這種方式。

  2、GPRS/4G無線通信：采用GPRS或者4G信號通過TG462工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)和視頻圖像傳輸至服務(wù)器。適合安裝點(diǎn)比較遠(yuǎn)、無法布線的場合。

  3、北斗通信：采用北斗短報文進(jìn)行通信，TG462工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)通過北斗短報文的形式發(fā)送至一臺北斗接收機(jī)上，北斗接收機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。適合安裝點(diǎn)無網(wǎng)絡(luò)信號的地方。

  三、生態(tài)流量監(jiān)測站點(diǎn)的位置

  生態(tài)泄流監(jiān)控應(yīng)在電站各泄水口設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)，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(bǔ)水，監(jiān)測斷面應(yīng)布置在支流或其他來源補(bǔ)水匯入口的上游。

  四、生態(tài)泄流測量技術(shù)

  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(jì)、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、多普勒超聲波測流法。采用定點(diǎn)式多普勒超聲波流量計(jì)，將儀器固定于水面、河底或水面以下某一位置，測定渠道流速流量。

  3、實(shí)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(shí)時監(jiān)測水流表面流速。

  4、電磁流量計(jì)。在滿管泄流的地方安裝電磁流量計(jì)，直接測量下泄的流量。

  實(shí)際使用中多采用多普勒超聲波流量計(jì)和雷達(dá)流量計(jì)以及電磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)只能用于滿管下泄流量監(jiān)測，多普勒超聲波流量計(jì)主要用于渠道的尾水流量測量，雷達(dá)流量計(jì)多適用于對精度要求不高但是安裝環(huán)境較惡劣的自然河道等斷面流量測量。

  5、超聲波明渠流量計(jì)，修建相應(yīng)堰槽，利用堰槽內(nèi)的水位換算流量。

  6、水工建筑物法測流，利用現(xiàn)有閘門，通過安裝水位計(jì)與閘位計(jì)進(jìn)行流量計(jì)算，適用于無法安裝流量計(jì)或明渠的位置。

  五、系統(tǒng)功能

  實(shí)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(diǎn)分布位置、運(yùn)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(jì)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。