1.1 水电站生态流量监测系统

1.1.1 系统构成

水电站生态流量监测站典型结构组成如下图所示：

 

水电站生态流量监测站主要由闸位计、雷达水位计（根据情况可选超声波水位计）、遥测终端机、太阳能供电系统、安装支架（可拆卸）等设备组件构成。该监测站可有效进行数据采集，可以将采集到的数据无线传输至管理中心，管理中心控制人员可以根据采集到的生态流量数据进行其他业务性预判操作。

水电站生态流量监测站系统通常由以下几部分组成：

传感器和供电系统：包括流速计、水位计、闸位计等多种传感器和仪器，用于实时监测下泄水流量的变化；供电系统常见的有锂电池供电系统、市电供电系统、太阳能供电系统，水电站一般常用太阳能供电。

数据采集器：用于采集传感器和仪器输出的监测数据，可以将数据传输至监测站中心或云端服务器等数据处理平台。

通信设备：用于实现监测站与运营管理中心、数据处理平台之间的通讯和数据传输，包括有线和无线通信设备。

数据处理平台：负责对收集的监测数据进行存储、处理和分析，并生成报告和统计数据，常常采用云计算或服务器集群方案。

监测站中心：包括监测控制终端、发电调度室、物理场站和操作终端等各类设备，用于实时监测下泄流量和其他数据指标变化，并进行数据分析和处理。

监测软件：用于监测站数据采集、处理、分析和报告生成等功能，可以实现监测数据可视化、报警提醒等功能。

综上所述，水电站生态流量监测站系统是一个多组成部分的综合系统，需要结合实际监测需求和要求进行配置和优化，以实现对水电站生态流量的准确监测和评估。

 

1.1.2 生态泄流测量和数据采集技术

1.1.2.1 数据采集监控点

生态泄流监控应在电站各泄水口设立监测点，也可在电站坝址下游附近选择河道断面作为监测断面，安装测流装置，监测下泄流量。不同型式水电站的生态下泄流量监控断面应按照以下原则布置：

1.引水式水电站的监测断面布置在厂房前的水库大坝所在流域下游；

2.混合式水电站的监测断面布置在厂房前的水库大坝所在流域下游；

3.堤坝式水电站的监测断面布置在水库大坝下游或发电厂房尾水下游；

4.在大坝或发电尾水出口与监测断面之间若有支流或其他来源补水，监测断面应布置在支流或其他来源补水汇入口的上游。

1.1.2.2 生态泄流测量技术

采用与监测断面情况、水流特性及泄放措施相适宜的测流方式，以实时在线监测方式为主，其他人工比测率定为辅，能客观、准确反映泄放流量。生态泄流的测流方法及技术要求参照规范SL555、SL247、SL61及SL415，生态下泄流量监测资料参照规范SL247。

1.常规流速仪法。在监测断面处安装水位自动监测设施设备(水位自记井、水位计、电子水尺等)，用常规流速仪法测流，率定该监控断面水位流量关系，通过水位推求流量。

2.多普勒(ADCP)测流法。采用定点式ADCP，将仪器固定于水面、河底或水面以下某一位置，测定垂线或断面分层流速，根据ADCP测出的分层流速推求全断面流速，并通过流速仪或ADCP比测率定流量系数，推求断面流量。

3.实时雷达波测流系统。视监测断面流速情况，布设一个或多个雷达流速仪探头，实时监测水流表面流速，并通过流速仪或ADCP比测率定断面水面流速系数，推求断面流量。

4.电磁流量计。将流量计安装在满流管道上，通过感应电压与流速的正比关系，得到管道流量值。

5.水表法。根据常用流量选择水表口径，将选定水表安装于放水管道上，通过读取一定时间内的下泄水量推求下泄流量。

6.水工建筑物法

(1)侧堰泄流：采取侧堰泄放生态流量时，应根据堰闸类型、闸门开度与上下游水位监测值、流态类型，结合综合流量系数推求下泄流量。

(2)孔口、管道泄流：采用孔口、管道泄放生态流量时，应根据上下游水位监测值、流态类型，率定该管道水位流量关系，通过水位推求下泄流量。

(3)隧洞泄流：采用隧洞泄放生态流量时，应根据上下游水位监测值、流态类型，结合率定的或经验流量系数推求下泄流量。

(4)闸门放水：采用开启闸门泄放生态流量时，应根据堰闸类型、闸门开度与上下游水位监测值、流态类型，结合率定的或经验流量系数推求下泄流量。

(5)机组发电出流：通过机组发电泄放生态流量时，应根据发电功率、工作水头或实测水头推求下泄流量。

(6)抽水系统放水：人工抽水泄放生态流量的，应根据抽水站效率、水泵净扬程及功率计算下泄流量。

遥测终端机（CK-RTU-360B）

（注：锂电池遥测终端将遥测终端机与锂电池集成封装在一起，此处单独描述遥测终端机，二者型号不一样。）

CK-RTU-360B系列RTU是一款集数据采集与4G数据传输功能于一体，实现数据采集、存储、控制、报警及传输等综合功能的水利、环保、市政遥测终端机。同时提供翻斗式雨量计接口、RS232、RS485、模拟量输入、开关量输入和开关量输出、格雷码（预留）接口，锂电池（预留），内置高精度三轴陀螺仪。可满足各种不同水文/水资源及其它应用需求。该产品可广泛应用于各种水利信息化建设领域，如水文、水资源、水环境、水污染、山洪灾害、水库安全、大坝安全的远程测控领域。

产品图片：

 

 

产品接口设计

2个翻斗式雨量计接口、2路脉冲接口；

2个RS232接口、2个RS485接口；

8路模拟量输入接口（16位AD、支持4-20mA电流或0-5V电压信号）；

8路开关量输入接口、2路开关量输出接口；

8路继电器输出(标配2路)、1个12位格雷码接口（预留）；

兼容各种类型的流量计、水位计、水质分析仪、雨量计、气象要素传感器、工业串口摄像机等仪器；

可支持市电或太阳能供电。

协议及多中心设计

支持国家《水文监测数据通信规约》（ASCII和HEX全项）、《水资源监测数据传输规约》《HJ212-2017污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》、《HJ212-2005污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》和其它省市特殊规约；

可选支持省级专业监测预警平台专业监测数据标准；

可选支持国家地质灾害监测通讯协议；

可选提供通信中心入库的方式接入第三方平台或定制第三方协议；

支持国内主流组态软件：组态王、三维力控、易控等组态厂家；

多中心设计，监控数据可同时上报省、市、县级水文管理平台；

支持MODBUSRTU传感器快速使用，无需更改设备软件。

通信方式设计：

采集和传输一体化设计，通信稳定，节省成本,集成数据采集和4G遥测终端机功能；

支持GPRS/4G无线蜂窝网络、短信、RS232/RS485，可选NB-IOT、北斗等通信方式。