一、方案背景概述

近年來我國水電行業飛速發展，為地方經濟和社會發展發揮重要作用的同時，也帶來了嚴重的生態問題。有些水電站因為下泄生態流量不足而造成部分河段減水、脫水甚至干涸，使得群眾的生產、生活以及河流的正常生態功能受到了一定程度的影響。

為了能夠保護河流生態環境，推動水資源科學合理的開發和利用，水利和環保部門出臺措施對不滿足生態流量下泄要求的水電站整改。

二、系統組成

水電站下泄生態流量監測系統以水雨情自動監測為主，集成流量站、水質監測、視頻監視系統等，系統主要建設內容包括管道/渠道/閘門/河道式監測。即在水電站生態流量下泄處安裝流量監測儀表、圖像（視頻）監測等設備，另安裝數據采集傳輸終端，將數據實時傳輸至監控中心。該系統可自動生成圖表，進行數據統計分析；可實現異常情況自動報警；支持斷網補報，避免數據漏報、錯報等。系統可實現7*24小時對下泄流量的監測，便于管理者實時掌握現場狀況，對水電站下泄生態流量進行監督管理。

水電站生態流量監測系統由監測中心、通信網絡和現場監測設備三部分組成。

※ 監測中心：云服務器、數據庫軟件、水電站生態流量監測系統軟件、手機APP等組成。

※ 通信網絡：GPRS無線傳輸、4G全網通無線傳輸、NB-IOT無線傳輸、北斗衛星通信無線傳輸和光纖以太網有線傳輸等方式。

※ 現場監測設備：遙測終端機、流量計、視頻攝像機、太陽能供電系統（選購）、安裝立桿和支架等。遙測終端機負責水位、閘位、流速、流量等現場儀表數據的采集，通過多種通信方式上傳到服務器；軟件平臺支持實時查看現場視頻，視頻可疊加電站代碼、名稱、現場儀表采集數據等信息；供電方式可根據現場實際情況選擇市電供電或太陽能供電系統（包括太陽能電池板、太陽能控制器和蓄電池。）

圖2.1水電站下泄生態流量監測系統（拓撲圖）

三、系統方案

3.1渠道下泄式：

測量裝置：

測流量—明渠流量計、雷達流量計

測水位—超聲波/雷達/投入式液位計

流量計量方法：

3.1.1直讀流量計：明渠流量計、雷達流量計

3.1.2水位折算法：監測終端RTU內嵌計算公式，通過采集的水位折算出流量。

特點：安裝施工難度較小，適用范圍廣，精度適中，費用較高（因渠道形狀多數為不規則，需人工修建量水堰槽）。

圖3.1渠道下泄式

3.2閘門開度下泄式：

測量裝置：

超聲波/雷達/投入式水位計—測量閘前、閘后水位。

閘位計—測量閘門開度

流量計算方法：

3.2.1直讀流量計：雷達流速儀

3.2.2水位折算法：監測終端RTU內置水力學P75公式、直接通過閘門前后水位、閘門開度值，換算下泄流量。

特點：安裝難度適中，有土建工作，費用適中，使用范圍廣（適合大多數水電站），精度適中。

圖3.2閘門開度下泄式

3.3機組發電下泄式：

測量裝置：功率傳感器

流量計量方法：直接監測機組發電量，來推算下泄流量數據，此種模式只需要安裝計量儀表即可，通過發電功率計算下泄流量值。

特點：安裝簡單，費用較低；精度適中適用范圍較小，只有壩后式水電站采用此種方式。

圖3.3水電站發電機組

四、系統優勢

水電站下泄生態流量監測設備主要是MJ-3520型視頻遙測終端機、超聲波/雷達水位計、雨量筒、工業照相機等組成，采取一桿式安裝、太陽能或市電供電。

【系統特點】

1. 多種通信方式可選（依監測需求和現場網絡條件確定）

● GPRS

● 4G

2. 支持多種行業通信規約

●《水資源監測數據傳輸規約(SZY206-2016)》

●《水資源監測數據傳輸規約(SL/T427-2021)》

3. 支持多中心上報

● 區/縣監控中心

● 市/省監控中心

● 邁杰無線抄表平臺

4. 監測軟件支持多角色、分權限管理

● 可設定不同角色，具有不同的瀏覽、操作權限。

● 可自定義展現的參數、顯示順序、顯示格式等。

● 可通過電腦、手機APP等多種形式登陸系統，可隨時查看數據、圖像。

圖4.1系統優勢

五、主要產品        

圖5.1主要產品

六、監管軟件

平臺涵蓋了水電站管理涉及的首頁、水電站信息、生態管理、流量報表、預警報表、圖像監測、設備管理、系統管理，以豐富的圖形、數據界面展示，簡化的操作功能模塊，做到貼近水庫管理實際，為水電站生態發展行業領域智慧化、信息化提供高效管理和數據支撐服務。

實時數據監測功能：按設定上報間隔自動定時更新取水計量數值；取水數值發生異常變化時監控系統自動報警提醒，報警指示燈由綠色變為紅色；遠程召測，即隨時可以在調度中心的服務器上主動提取監測點的數據；

圖6.1實時數據監測

數據存儲備份功能：系統數據庫可以本地存儲，其存儲數據時長根據需求和計算機配置決定；

圖6.2聯網記錄查詢

用量分析功能：系統可根據不同用戶數據生成對比圖，可分析出水資源使用情況和統計比例；也可根據日用量、月用量柱狀變化比例，統計用量占比；系統可生成單獨用戶不同時間點的數據曲線圖，可直觀的了解該用戶的用量變化情況

圖6.3用量分析 

圖6.4曲線分析

報表功能：自動生成日報、月報、年報，也可隨時進行報表統計、打印。軟件具有自動打印功能。

圖6.5歷史數據報表

圖6.6時段曲線

管理員手機app功能及特點

圖6.7管理員手機APP功能特點

實時監測功能：

手機端具有實時數據監測界面，可設備列表查看也可單獨設備詳情瀏覽。

具有數據實時監測功能，可在該界面的設備列表中查看各設備的實時數據。

歷史數據查詢功能：

具有根據可選擇的時間段查詢歷史數據功能，方便時段數據的縱向對比。

具有不同時間段歷史數據查詢功能，方便不同時段數據的縱向對比。

歷史曲線查詢功能：

具有根據時段選擇生成歷史曲線功能，方便時段數據的波動走向對比。

遠程指令功能：

具有遠程與現場能源計量終端雙向通訊功能，可遠程下發召測指令。

操作權限管理功能：

具有登錄操作權限分配機制，杜絕操作員惡意操作，登錄記錄可查詢。

七、現場圖片