水电站生态流量监测系统的主要功能和应用案例

一、 水电站生态流量监测系统的定义与应用背景

       水电站生态流量监测系统，是针对水电站开发部署的一套综合监测解决方案。其核心功能是实时、准确地监测、记录并远程传输水电站下泄生态流量数据及泄水口实况信息，为水利、环保等监管机构提供科学依据，确保水电站满足生态下泄流量要求。

应用背景：

       生态流量是维持河流生态系统健康与功能所必需的水流流量。

       现状问题： 部分水电站因下泄生态流量不足，导致下游河段减水、脱水甚至干涸，严重威胁河流生态健康，并可能影响沿岸群众的生产生活用水。

政策驱动：

       水利部与生态环境部联合发布《关于加强长江经济带小水电站生态流量监管的通知》（水电〔2019〕241号），明确要求保障河湖生态用水。

       水利部办公厅印发《小水电站生态流量监管平台技术指导意见》（办水电函〔2019〕1378号），为小水电生态流量监管平台建设提供了技术规范。

核心监管要求： 实时监测下泄流量数据；通过视频/图像监控泄水口实际运行状况；将现场监测信息实时、可靠地远程传输至省级水利、环保监管平台，实现监管信息化与数据共享。

二、 水电站生态流量监测系统解决方案概述

       基于水利部相关技术文件指引，并结合在全国范围内（如福建、云南、江西、广东、重庆、山西等省市）近1000个实际项目的成熟实施经验，我们优化设计了先进、可靠的小水电站生态流量监测系统解决方案。

三、 水电站生态流量监测系统的核心构成与功能

实时下泄流量监测：

       部署生态流量监测终端机于泄水口现场。

       终端直接采集流量计读数（如管道电磁流量计等）或通过测量水位参数（结合断面模型）折算为实时流量。

       监测数据可扩展至雨量、水质等参数。

       数据实时远传至监管中心平台。

泄水口实况视频/图像监控：

       生态流量监测终端集成摄像头/照相机，对准泄水口。

       功能包括：定时自动抓拍泄水口照片、本地存储、图像推送至中心平台、实时视频监控。

       支持标准 GB/T 28181 视频传输协议，确保兼容性。

       关键功能（叠加信息）： 终端内置软件可将电站统计代码、电站名称、采样时间、实时流量数据、核定生态流量要求等关键信息自动叠加在视频画面或抓拍图像上，再上传至监管中心，直观显示监测状态与合规情况。

多模式通信与标准规约上报：

       通信方式灵活可选：

       光纤 / 4G: 适用于需传输高清视频流和数据的场景（主流推荐）。

       3G / 2G: 适用于主要传输数据和图像照片的场景（网络覆盖受限区域）。

       NB-IoT: 适用于仅需传输少量核心数据的低功耗、大连接场景。

支持多种上报规约，无缝对接省平台：

       《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/T 212-2017）》

       《水文监测数据通信规约（SL 651-2014）》

       《四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2015）》等地方标准

        通用 MQTT 协议

        支持定制开发特殊规约，满足个性化对接需求。

        中心监管平台（国为智创平台）：

        提供功能完善的远程监管平台软件（如国为智创水电站下泄生态流量监管平台”），用于接收、存储、展示、分析来自各电站的实时流量数据、叠加图像/视频流。

        提供数据管理、告警提示（如流量不足）、统计报表等功能，辅助水电站自身管理与上级监管。

四、 水电站生态流量监测系统的系统优势

       成熟可靠： 基于近1000个项目实践验证。

       功能完备： 集成流量精确监测与可视化视频/图像监控。

       信息直观： 实时流量等关键信息叠加于图像/视频。

       通信灵活： 支持多种网络通信方式适应不同现场环境。

       规约全面： 兼容国标、行标及常用地方标准，确保顺利对接省级平台。

       定制化强： 可满足特殊规约或功能需求。

       中心监管明晰： 提供专业平台实现集中监控与数据管理。

五、 典型下泄流量计量方法

       针对不同水电站泄水方式，系统支持多种计量方案：

       管道下泄式： 直接安装管道流量计（如电磁流量计）。

       渠道下泄式： 通过测量渠道水位结合流速仪或断面模型计算流量。

       闸门开度下泄式： 结合闸门开度、水位差与流量模型计算。

       人工抽水下泄式： 监测水泵启停状态及抽水流量（较少见）。

       机组发电下泄式（尾水式，最常见）： 在尾水渠安装流量计或利用机组发电特性推算下泄流量。

六、 案例展示：福建某水电站

       现场条件：

       无光纤网络覆盖。4G 网络信号良好。采用管道式泄水。太阳能供电。

       设备配置：

       泄水管道： 安装管道电磁流量计直接计量。

       监测终端： 安装太阳能供电型生态流量监测终端于立杆上。

       视频监控： 立杆上安装摄像头，对准管道泄水口。

       功能实现：

       监测终端采集电磁流量计实时下泄流量。

       摄像头提供泄水口实时视频与图像抓拍。

       终端自动将流量数据叠加在图像/视频上。

       通信与上报：

       通信网络： 4G。

       上报路径（双通道）：

       按环保部门数据传输标准（如 HJ/T 212），上报至福建省下泄流量监管平台。

       按企业协议上报至专为该水电站部署的 “国为智创水电站下泄生态流量监管平台”，供电站自身日常监控与管理使用。