小水电站下泄流量监测（常用的流量计量方法） 过程控制 返回列表页

名词解释
    “水电站下泄生态流量”是指为满足维持河道的基本生态功能和群众生产、生活及其它用水需求，所需要水电站下泄的小流量。

需求背景
    近年来，我国水电建设发展迅速，为促进地方经济和社会发展发挥了重要作用，但随之带来的生态问题也不容忽视。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。

    为保护河流生态环境，推动水资源科学、合理、有序开发和可持续利用，各地水利和环保部门相继出台措施对不满足生态流量下泄要求的水电站责令整改或挂牌督办。
    “小水电站下泄流量监测系统”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。

系统构成

 
系统构成示意图

监测方式
1、监测断面设置
    对水电站下泄流量的监测，可在电站泄水口设立监测点，安装在线监测设备；也可在电站下游附近选择河道断面作为监测断面，安装在线监测设备，监测下泄流量；
    对于河床式或坝后式水电站，监测断面应设置在发电厂房尾水下游；
    对于引水式水电站，监测断面应分别设置在发电厂房尾水下游和水库大坝下游。

  
2、监测内容
    水电站下泄生态流量监测以水情自动监测为主，主要监测参数为水位、流量（多通过水位—流量关系曲线计算得出），还可以集成雨量监测、水质监测、图像/视频监控、闸门监控等功能，为流域生态保护、水政管理、水文水资源监测等提供服务。

    
3、监测设备
    在线监测设备主要由DATA-9201型遥测终端机、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。

    
系统功能
    ◆ 实时监测各水电站下泄断面的水位、流量、降雨量等数据。
    ◆ 定时或实时上传各水电站下泄断面的现场图像或视频（视通信方式）。
    ◆ 水位/流量过低、监测设备异常时自动报警。
    ◆ 通过矢量地图宏观展示测点分布位置、运行状态、报警状态。
    ◆ 监测数据、图像、视频自动存储，方便历史查询、事故追溯。
    ◆ 自动统计日、月、年等时段历史数据，通过报表、曲线图、柱状图等多种形式展现；
       支持数据/报表导出为Excel或直接打印输出。
    ◆ 远程管理在线监测设备：修改数据采集、上报频率或升级程序等。
    ◆ 通过数据库、OPC等多种形式对接上一级监控平台。

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/CDMA
    ● 3G/4G
    ● 光纤/ADSL

 
2、支持多种行业通信规约
    ●《水文监测数据传输规约（SL651-2014）》
    ●《水资源监测数据传输规约（SZY206-2016）》
    ●《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T212-2017）》
    ●《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T212-2005）》
    ● 其它特殊规约可定制开发

3、支持多中心上报
    ● 区/县级监控中心
    ● 市/省级监控中心
    ● 水电站业主自建监控中心

4、监测软件支持多角色、分权限管理
    ● 为各单位设定不同角色，具有不同的浏览、操作权限。
    ● 各角色可自定义展现的参数、显示顺序、显示格式等。
    ● 通过电脑、手机APP等多种形式登陆系统，查看数据、图像。

监测软件展示

系统登录界面

系统概况展示界面

电站管理展示界面

电站实时数据展示界面

现场图像展示界面
 

测点分布展示界面
 

统计报表界面

【部分案例照片】

小水电站下泄流量监测项目服务过的地区（部分）                                                                  

常用的几种水电站下泄流量计量方法

     水电站下泄流量与当地生态环境息息相关，各地环保局对所管辖区内的水电站要求全部安装下泄流量监测系统，把数据实时上报省环保厅。

2018年平升公司完成很多水电站下泄流量监测项目，现将常见的几种下泄流量计量方法总结如下，以方便客户进行选型参考。 

一、管道下泄式

现场环境：出水口为管道形式（为下泄流量单独修建的出水管道，根据下泄流量的工艺来配置适合的管径）需保证满管出水；

计量方式：安装配套电磁/超声波流量计、水表等计量装置，直接计量出流量；

特点：精度高，安装施工难度较小；与普通供水管道测流区别不大，适用范围较小，多数水电站不能提供此安装环境。

二、渠道下泄式

现场环境：出水口是渠道形式，因渠道形状多数为不规则，需人工修建量水堰槽；

计量方式：在断面处安装水位自动监测传感器（投入式、浮子式、雷达式、超声波、电子水尺等）和常规测量流速装置（雷达波流速仪、多普勒ADCP、电磁流速仪等），通过水位换算断面过水面积，过水面积与流速积分换算得出流量值；也可以不安装流速装置，找专业水文勘测队伍进行水位率定，通过水位推算流量值；

特点：安装施工难度较小，适用范围广；精度一般，费用较高。

三、人工抽水下泄式

现场环境：单独安装一台水泵直接抽水下泄，无需任何土建施工，只要有电即可；

计量方式：人工抽水泄放生态流量，可以直接根据水泵功率换算水泵扬程，从而计算出下泄流量数据，此种模式通过监测水泵电流来判断是否在下泄流量，只需监测水泵功率即可换算下泄流量值；

特点：安装极为简单，费用低；精度一般，适用范围较小，需要电源持续给水泵供电，消耗电力资源。

四、机组发电下泄式

现场环境：通过机组发电功率来换算下泄流量，此种方式与第三类相似；

计量方式：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电表即可，通过发电功率计算下泄流量值；

特点：安装简单，费用较低；精度一般，适用范围较小，只有坝后式水电站采用此种方式。

五、闸门开度下泄式

现场环境：现场不具备土建施工条件，利用现有条件加装传感器，直接通过测量闸门前后水位，以及闸门开度值，换算下泄流量；

计量方式：此种下泄流量值由遥测终端RTU负责计算，遥测终端RTU内置计算公式，通过实际采集如下几个参数值来计算下泄流量值；

公式关系表：  Q =μ_O  b e√2gh

μO：流量系数，按照平地上平板闸门闸孔流量系数计算μ_O=0.6-0.176e/h，一般取0.6。

b：闸门宽度(常数)  
        e：闸门提起高度（开度仪得出）

g：重力加速度9.81m/s²（常数）
        h：水站水位高度（超声波液位计得出）

Q：下泄流量，取环保核定数据；

特点：安装难度一般，有土建工作，费用一般；适用范围广（适合大多数水电站），精度一般。

小结：

        目前，唐山平升电子所做的水电站生态下泄流量项目中关于流量值的计算方法基本是以上几种形式，希望能为广大客户提供参考，也欢迎广大客户能与我们共同分享其他计量方法。

订购热线：（0315）-7353611/7353616