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  一、系統(tǒng)概述

  生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)適用于遠程監(jiān)測水庫、河流等的實時水位(或流量)、水電站的實時下泄流量等數(shù)據(jù)，并結(jié)合電站生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測與統(tǒng)計分析。系統(tǒng)支持視頻監(jiān)控，數(shù)據(jù)與視頻信號互為補充，提供實時場景，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，安裝水位計與閘位計，自動計算生態(tài)流量、視頻等信息，并安裝視頻監(jiān)測點，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)進行處理后存入數(shù)據(jù)庫，提供基本的信息查詢和預警服務。

  數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)接收、入庫服務負責實時接收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、準確地處理、解析實時水位、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。

  應用層：水電站生態(tài)流量監(jiān)管應用系統(tǒng)以GIS服務、數(shù)據(jù)訪問等服務為支撐，提供監(jiān)測、查詢、分析、統(tǒng)計等功能，實現(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與閘位計，使用閘門開度與閘前水位計算流量。

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

  3、供電系統(tǒng)：用于給整套系統(tǒng)進行供電、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發(fā)送至數(shù)據(jù)服務器、用戶可以通過云平臺或者手機瀏覽器遠程查看數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也可以發(fā)送至相應監(jiān)管部門的服務器。

  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)。適合安裝點有網(wǎng)絡(luò)且下泄流量站點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器。適合安裝點比較遠、無法布線的場合。

  3、北斗通信：采用北斗短報文進行通信，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上，北斗接收機將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。適合安裝點無網(wǎng)絡(luò)信號的地方。

  三、生態(tài)流量監(jiān)測站點的位置

  生態(tài)泄流監(jiān)控應在電站各泄水口設(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)測斷面應布置在支流或其他來源補水匯入口的上游。

  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、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。采用定點式多普勒超聲波流量計，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、實時雷達波測流系統(tǒng)。視監(jiān)測斷面流速情況，布設(shè)一個或多個雷達流速儀探頭，實時監(jiān)測水流表面流速。

  4、電磁流量計。在滿管泄流的地方安裝電磁流量計，直接測量下泄的流量。

  實際使用中多采用多普勒超聲波流量計和雷達流量計以及電磁流量計。電磁流量計只能用于滿管下泄流量監(jiān)測，多普勒超聲波流量計主要用于渠道的尾水流量測量，雷達流量計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，修建相應堰槽，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，通過安裝水位計與閘位計進行流量計算，適用于無法安裝流量計或明渠的位置。

  五、系統(tǒng)功能

  實時監(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分布位置、運行狀態(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);

  支持數(shù)據(jù)/報表導出為Excel或直接打印輸出。

  遠程管理在線監(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。