一、方案背景

近年，我國(guó)水利工程快速發(fā)展，很多地區(qū)的小水電站缺乏有效監(jiān)管。不是地區(qū)溪河逐步變成湖庫(kù)的情況越來(lái)越明顯，一些小水電站因下泄生態(tài)流量不足造成部分河段減水、脫水甚至干涸的情況，從而影響了河流下游的正常生態(tài)和群眾的生產(chǎn)、生活。為此，建設(shè)一套完整的小水電站最小下泄生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、推進(jìn)各流域水環(huán)境綜合整治，保護(hù)流域的生態(tài)環(huán)境意義重大。

二、系統(tǒng)組成

水電站下泄生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以自動(dòng)化流量監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控為主，可同時(shí)集成水位站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等功能，系統(tǒng)通過(guò)多種傳輸方式，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地將遙測(cè)采集到的水情數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)。通過(guò)對(duì)水位數(shù)據(jù)、閘門開(kāi)度值(或泄放流量的鋼管口徑大小)及該電站大壩設(shè)計(jì)資料等數(shù)據(jù)計(jì)算出當(dāng)前生態(tài)流量泄放值，便于水利監(jiān)管單位及時(shí)掌握水電站的流量下泄情況，保障下游河流的生態(tài)用水。

感知層：主要由前端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)感知(采集)和相關(guān)輸出設(shè)備組成，包括超聲波水位計(jì)、雷達(dá)流速儀、流量計(jì)、雨量計(jì)、高清攝像頭等設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制。

網(wǎng)絡(luò)層：主要由負(fù)責(zé)對(duì)感知層輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、通信傳輸和控制的設(shè)備組成。根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求和環(huán)境可選用RTU和數(shù)采儀等設(shè)備。這些設(shè)備集5G/4G的無(wú)線傳輸和數(shù)據(jù)采集為一體。能方便有效的實(shí)現(xiàn)水電站流量下泄系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)管。

平臺(tái)層：主要由數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器及各平臺(tái)管理系統(tǒng)組成，包括：水電站監(jiān)控系統(tǒng)、流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析研判管理系統(tǒng)、視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)管預(yù)警系統(tǒng)等。

應(yīng)用層：主要由各主管部門遠(yuǎn)程監(jiān)管平臺(tái)組成，如：水電站管理中心、水利部門、環(huán)保部門等，各個(gè)部門數(shù)據(jù)中心和終端PC以及數(shù)據(jù)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及整理，遠(yuǎn)程的移動(dòng)終端也可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)設(shè)備并確認(rèn)數(shù)據(jù)信息。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)管、實(shí)時(shí)調(diào)度、科學(xué)決策。

三、系統(tǒng)功能：

1、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布

系統(tǒng)配有GIS地圖，可顯示當(dāng)前所有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的分布地理位置，方便管理者確定監(jiān)測(cè)站位置，如發(fā)生報(bào)警超標(biāo)事件，可第一時(shí)間定位站點(diǎn)位置。

2、實(shí)時(shí)在線監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域各子測(cè)站的水位、流量、水質(zhì)、氣象、視頻等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、通訊上送、預(yù)報(bào)調(diào)度、越界告警;

3、監(jiān)測(cè)預(yù)警

通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，用戶可設(shè)置所監(jiān)測(cè)參數(shù)的安全值域，一旦前端傳感器監(jiān)測(cè)到某處水情信息、雨情信息、氣象信息、視頻監(jiān)控、水質(zhì)信息、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)超過(guò)安全值域，系統(tǒng)將發(fā)送報(bào)警信息通知用戶，以便快速處理，將影響減至最低。

4、數(shù)據(jù)分析查詢

水電站下泄生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，7*24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)采集，無(wú)需人工看顧。系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)圖表，用戶可直觀了解水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)變化情況。采集數(shù)據(jù)可保存，隨時(shí)查看歷史數(shù)據(jù)，并可用于分析，打印存檔。

5、視頻監(jiān)控

系統(tǒng)可對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行24小時(shí)全天候遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)監(jiān)測(cè)站附近的環(huán)境變化以及對(duì)攝像頭的遠(yuǎn)程操作和對(duì)歷史記錄畫面的調(diào)取查看。

四、系統(tǒng)價(jià)值

水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以針對(duì)水電站、水庫(kù)、大壩等下泄流量工程遠(yuǎn)程監(jiān)管，從而達(dá)到對(duì)河段水環(huán)境容量的控制，提高河流水質(zhì)，使水生態(tài)系統(tǒng)免遭受破壞。該系統(tǒng)具備水電站遠(yuǎn)程監(jiān)控、下泄流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)研判分析、河道監(jiān)測(cè)等功能。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)下泄流量監(jiān)測(cè)、水位、水量、雨量、水質(zhì)等水文數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)精確上報(bào)數(shù)據(jù)至管理平臺(tái)。自動(dòng)生產(chǎn)建模分析、研判分析、異常告警。水電站管理中心及水利、環(huán)保管理部門可通過(guò)遠(yuǎn)程一體化大屏進(jìn)行監(jiān)管，完成對(duì)水電站下泄流量的巡檢，通過(guò)生態(tài)下泄流量系統(tǒng)及時(shí)掌握水電站的各類數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)情況，及時(shí)作出決策，發(fā)布預(yù)警信息。實(shí)現(xiàn)對(duì)下泄生態(tài)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理，進(jìn)一步規(guī)范了管理，做出調(diào)整，提高了工作效率和生態(tài)環(huán)境。