水電站下泄生態(tài)流量是指為滿足維持河道的基本生態(tài)功能和群眾生產(chǎn)、生活及其它用水需求,所需要水電站下泄的最小流量。
近年來,我國水電建設(shè)發(fā)展迅速,為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展發(fā)揮了重要作用,但隨之帶來的生態(tài)問題也不容忽視。一些水電站因下泄生態(tài)流量不足造成部分河段減水、脫水甚至干涸,一定程度上影響了河流的正常生態(tài)功能和群眾的生產(chǎn)、生活。
政策導(dǎo)向
2019年,水利部發(fā)布了《水利部生態(tài)環(huán)境部關(guān)于加強(qiáng)長江經(jīng)濟(jì)帶小水電站生態(tài)流量監(jiān)管的通知》(水電[2019]241號),明確提出小水電站業(yè)主是生態(tài)流量監(jiān)測的實(shí)施主體,具備條件的小水電站都應(yīng)開展生態(tài)流量監(jiān)測監(jiān)控(監(jiān)視),相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)督指導(dǎo)。
同年,為做好小水電站生態(tài)流量監(jiān)管平臺建設(shè)工作,加強(qiáng)小水電下泄生態(tài)流量監(jiān)管技術(shù)指導(dǎo),有效監(jiān)管小水電站生態(tài)流量泄放,水利部組織編制了《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)小水電站生態(tài)流量監(jiān)管平臺技術(shù)指導(dǎo)意見的通知》(辦水電函〔2019〕1378 號)
2021年“十四五”開局之年,生態(tài)流量作為水電站清理整改的“牛鼻子”,是一項(xiàng)長期的艱巨的任務(wù),要確保“泄得下、泄得足”成為常態(tài),進(jìn)而全面推進(jìn)小水電綠色發(fā)展。
響應(yīng)環(huán)保部門及各地水利部的要求,解決由于生態(tài)環(huán)境的破壞所造成的下游河道水資源質(zhì)量的改變,對河流所必須具備的自我凈化和擴(kuò)散等方面提供足夠的保障,使下游河道里的生態(tài)系統(tǒng)以及水生動植物保持平衡和穩(wěn)固,滿足下游河道居民的生活用水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水等方面的日常需要。
滿足最小生態(tài)下泄流量,通過信息化手段實(shí)現(xiàn)下泄流量監(jiān)管(監(jiān)控),主要采取以下措施:
1、全面感知
建設(shè)遙測站,實(shí)現(xiàn)對各個下泄生態(tài)流量信息自動采集、固態(tài)存儲、自動傳輸。
2、保障通信
確保遙測站的數(shù)據(jù)傳輸通信的暢通,提高相關(guān)信息傳輸?shù)目煽啃院蜁r效性。
3、平臺搭建
開發(fā)和完善遙測站管理軟件,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遙測信息的自動接收和入庫,實(shí)現(xiàn)中心站與相關(guān)系統(tǒng)之間可靠的信息交換。
4、數(shù)據(jù)共享
開發(fā)和完善遙測站管理軟件及服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)與各級單位進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,達(dá)到下泄生態(tài)流量數(shù)據(jù)實(shí)時上傳至省廳的要求。
水電站生態(tài)下泄流量信息化監(jiān)測系統(tǒng)主要由感知采集層、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層、管理層、系統(tǒng)應(yīng)用層四大部分組成。通過無線技術(shù)、感知層技術(shù)與新型應(yīng)用的有效結(jié)合,利用微波通訊特有的頻帶寬、大容量性,可以用于各種業(yè)務(wù)的傳送,充分發(fā)揮每一座水電站的信息化互聯(lián)。
傳感層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,實(shí)現(xiàn)科學(xué)、及時和準(zhǔn)確的監(jiān)測水庫排放點(diǎn)、下泄排水量是否達(dá)標(biāo),是否滿足水庫下游的一個生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)的發(fā)展等要求;最終達(dá)到按標(biāo)排水、發(fā)展綠色河流的目的。
水電站生態(tài)下泄流量監(jiān)管系統(tǒng)通過在排水口設(shè)立監(jiān)測站。通過各類前端傳感器如水位計(jì)、閘位計(jì)、流量計(jì)和視頻相互補(bǔ)充的形式進(jìn)行水位、流量即下泄流量的信息采集,利用4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)控中心和下泄流量信息中心之間的信息傳輸,實(shí)現(xiàn)小水電站下泄流量信息采集、傳輸、處理,形成綜合數(shù)據(jù)庫。同時,提供現(xiàn)場視頻圖像,加以輔助判定,數(shù)據(jù)采集的真實(shí)性,為小水電站管理人員及環(huán)保部門提供真實(shí)可靠的水電站下泄流量等信息。當(dāng)水位/流量過低或滿足不了最低要求時,及時通過平臺預(yù)警,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)督監(jiān)管的實(shí)時性。
斷面選擇
對于引水式、混合式水電站監(jiān)測斷面應(yīng)布置在閘壩下游側(cè)河道或泄水口;對于河床式或壩后式水電站,監(jiān)測斷面應(yīng)設(shè)置在發(fā)電廠房尾水下游。
管道泄流/渠道泄流監(jiān)測站
針對管道和渠道泄流,直接用流量計(jì)監(jiān)測流量數(shù)據(jù),對各個不同的泄流點(diǎn)位實(shí)現(xiàn)流量的監(jiān)測和計(jì)量,同時監(jiān)測水電站水資源的整體下泄情況。采集的流量數(shù)據(jù)通過4G/5G/光纖/NB等多種方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,在管理平臺實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)測預(yù)警管理。
管道泄流監(jiān)測
對水電站的下泄管道進(jìn)行流量計(jì)量監(jiān)測,通過RTU進(jìn)行實(shí)時采集監(jiān)測,建設(shè)太陽能供電的一體化監(jiān)測站點(diǎn)。
渠道泄流監(jiān)測
對標(biāo)準(zhǔn)渠道的泄流進(jìn)行流量計(jì)量監(jiān)測,建設(shè)太陽能供電的一體化監(jiān)測站點(diǎn)。
閘門開度流量監(jiān)測站
通過監(jiān)測水閘門上升和下降的高度,閘門前后的水位高低,經(jīng)過流量的測量方法換算,再通過4G/5G等通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
其他渠道泄流監(jiān)測
對特殊渠道或水泥管的下泄流量計(jì)量監(jiān)測,由太陽能、蓄電池供電,由無線RTU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
下泄流量監(jiān)測平臺
水電站生態(tài)下泄流量監(jiān)測管理平臺包括以下8個功能模塊:首頁、實(shí)時監(jiān)控、圖像監(jiān)控、報表管理、告警管理、設(shè)備管理、系統(tǒng)公告以及系統(tǒng)管理。
平臺可實(shí)時監(jiān)測各水電站下泄斷面的水位、流量、降雨量等數(shù)據(jù),以列表形式實(shí)時顯示站點(diǎn)狀態(tài)、數(shù)據(jù),并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、圖片抓拍、視頻監(jiān)控。矢量地圖可宏觀展示測點(diǎn)分布位置、運(yùn)行狀態(tài)、報警狀態(tài)。
實(shí)時監(jiān)測各水電站下泄斷面的水位、流量、降雨量等數(shù)據(jù)
定時或?qū)崟r上傳各水電站下泄斷面的現(xiàn)場圖像或視頻
水位/流量過低、監(jiān)測設(shè)備異常時自動報警
通過矢量地圖宏觀展示測點(diǎn)分布位置、運(yùn)行狀態(tài)、報警狀態(tài)
監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像、視頻自動存儲,方便歷史查詢、事故追溯
自動統(tǒng)計(jì)日、月、年等時段歷史數(shù)據(jù),通過報表、曲線圖、柱狀圖等多種形式展現(xiàn);支持?jǐn)?shù)據(jù)/報表導(dǎo)出為Excel或直接打印輸出
遠(yuǎn)程管理在線監(jiān)測設(shè)備:修改數(shù)據(jù)采集、上報頻率或升級程序等
通過數(shù)據(jù)庫等多種形式對接上一級監(jiān)控平臺