水電站生態泄流在線監測實施方案

發表時間：2020-08-26 16:18

水電站生態泄流在線監測

生態泄流在線監測示意圖

實施方案

生態流量是指為保障河流環境生態功能，維持水資源可持續開發利用，而不至于發生生態環境惡化所必須保證下游河道的最小流量。其主要作用是保證河流所需要的自凈擴散能力，不因流量及水流形態發生巨大變化，造成水體污染；維持下游河道內水生生物的生存和水生態系統的固有平衡；保證下游沿岸居民生活取水、農業生產取水等基本需求。

水電開發對優化能源結構、促進經濟發展起到了重要作用，水電工程中引水式開發、混合式開發，以及堤壩式開發水庫初期蓄水期和參與系統調峰的電站，會造成閘壩至廠房河段或壩址下游河段減水甚至斷流，使河段水環境容量降低從而影響水質，使水生生態系統遭受破壞，并影響到魚類資源。水位降低和水面積減少還會導致河谷及河岸植被退化，對河段工農業取水、航運、景觀產生不利影響，如岷江梯級引水式開發減脫水問題曾引起社會關注。水電開發對河流生態環境的不利影響也日益凸顯。其中電站蓄水和運行使壩下河段減脫水引發的環境問題十分突出，必須下泄一定的生態流量及采取相應的生態流量泄放保障措施，從而減緩不利影響。

水電站、水庫大壩(閘)設計下泄生態流量對下游河流生態環境進行補償，是對下游人民群眾的生產、生活環境的保護。

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1.2 建設目標

該電站屬引水式水電站，電站有生態流量泄放要求，經核定的生態流量為（m3/s，為保障下放最小生態流量，規范電站運行。使用閘門下放生態流量。根據現場調查，電站有 GPRS 網絡覆蓋，生態流量監測擬采用圖像疊加實時流量數據監測的方式，傳輸方式擬采用實時傳輸，保證監測能實時上傳至省級小水電監控平臺，數據接口統一按省級技術標準執行。

1.3 監測方法系統結構采用圖像疊加實時流量（流速/水位），通過水工建筑物法，即通過過水斷面推求下泄流量。數據通訊主要采用 GPRS 模式（視頻采用槍機實時錄制，通過槍機搭載 SD卡進行數據的存儲與遠傳；前端監測設備采用遙測終端對傳感器進行數據采集，通過 GPRS 完成數據的傳輸），供電因現場無市電采用太陽能供電系統，采用一體化防雷設計。

1.3.1 功能設計

（1）實時采集生態泄流流量數據

水位儀：根據現場條件采用超聲波水位計監測模式，即通過過水斷面率定值推求下泄流量，以滿足生態流量的監測。

（2）實時通訊

采用 GPRS 實時通訊，流量監測數據實時傳送至全省統一的云平臺，視頻流數據本地存儲，遠端可在線實時拉流播放。

（3）視頻（圖像）疊加功能

采用視頻監控對準監測斷面/泄流孔進行實時圖像采集，并將實時采集的生態流量數據疊加到圖像中，疊加信息應包括：時間、實時生態流量、最小生態泄流要求流量、水位、上游參考水位等內容。

1.4 施工和設備參數要求

（1）攝像機

作為監控系統的圖像源頭，攝像機對整套監控系統起著至關重要的作用。對攝像機的基本要求是：圖像清晰真實、適應復雜環境、安裝調試簡便。建議使用目前主流廠商產品。

基本參數：200 萬，白光補光 10米，IP67。

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（2）立桿

技術要求：水位（流速）和攝像機可根據環境不同采用不同的方式，可利用建筑物墻體、借桿或選用簡單型立桿、加強型立桿安裝的方式進行安裝。采用立桿安裝方式時，具體式樣可以具體考慮，但應考慮立桿的和周圍環境的協調。

簡單型立桿：立桿高度約 3.5m，立桿管壁厚 5mm，立桿基礎須做灌筑基礎，基礎深度約 0.6m。簡單型單獨立桿預制高度 3-4 米，挑臂長 1-1.5米左右（臂長根據現場實際安裝條件選擇），立桿管壁厚 5mm，防止風力干擾，產生抖動，從而影響監控質量。立桿底板采用 400×400 正方形或直徑為φ400 圓形鋼材，厚度為 20mm，確保底部的穩定性和與砼基礎的附著力。主桿幾何尺寸，下部為 180mm，上部為 150mm 多邊形或是圓錐桿，以形成足夠的強度。材料采用熱軋鋼板，彎曲后熱鍍鋅，表面噴塑。

特性要求：

1. 要求尺寸標準開料。

2. 折彎：要求均勻。焊接：平整無虛焊。打彎：成型角。

3. 熱鍍鋅按國家標準。

4. 噴塑：厚度 0.5mm 以上，色澤均勻。

5. 底部開門，用專用工具開啟，關閉。防止偷盜電纜等也為維修提供便捷。

6. 監控立桿的密閉性要好，攝像機安裝好是一個密封體，嚴格防止水汽滲入，影響監控圖像。

7. 運輸時包裝采用泡沫紙，確保外觀整潔光滑。

8. 在安裝過程中要小心、謹慎，謹防刮擦，影響外觀

（3）設備箱

監控點前端采用方形機箱，機箱為裝載監控電源、電池箱、光纖熔接盤設備而設計，采取底部進線設計，設計為離地 300mm 高度落地安裝，表面刷黃/黑反光漆。內部分成上下兩層空間，上部空間為固定機架主要安放抽屜式光纖熔接盤及托架，下部活動機架安裝前端監控電源、電池箱和其它輔助設備。

箱體防護等級為 IP54，防雨防塵，加高加厚底座，加強防腐能力。為了保證設備的安全，機箱大門采用天地鎖，防水全封閉式設計，密封性能卓越，具有很強的防橇性能，機箱門上安裝檢測線和防盜鎖等，這樣就進一步保證了相對貴重的前端設備的安全。