水電站下泄生態流量是指為滿足維持河道的基本生態功能和群眾生產、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,我國水電建設發展迅速,為促進地方經濟和社會發展發揮了重要作用,但隨之帶來的生態問題也不容忽視。一些水電站因下泄生態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功能和群眾的生產、生活。
政策導向
2019年,水利部發布了《水利部生態環境部關于加強長江經濟帶小水電站生態流量監管的通知》(水電[2019]241號),明確提出小水電站業主是生態流量監測的實施主體,具備條件的小水電站都應開展生態流量監測監控(監視),相關部門應當加強監督指導。
同年,為做好小水電站生態流量監管平臺建設工作,加強小水電下泄生態流量監管技術指導,有效監管小水電站生態流量泄放,水利部組織編制了《水利部辦公廳關于印發小水電站生態流量監管平臺技術指導意見的通知》(辦水電函〔2019〕1378 號)
2021年“十四五”開局之年,生態流量作為水電站清理整改的“牛鼻子”,是一項長期的艱巨的任務,要確保“泄得下、泄得足”成為常態,進而全面推進小水電綠色發展。
響應環保部門及各地水利部的要求,解決由于生態環境的破壞所造成的下游河道水資源質量的改變,對河流所必須具備的自我凈化和擴散等方面提供足夠的保障,使下游河道里的生態系統以及水生動植物保持平衡和穩固,滿足下游河道居民的生活用水、農業生產用水等方面的日常需要。
滿足最小生態下泄流量,通過信息化手段實現下泄流量監管(監控),主要采取以下措施:
1、全面感知
建設遙測站,實現對各個下泄生態流量信息自動采集、固態存儲、自動傳輸。
2、保障通信
確保遙測站的數據傳輸通信的暢通,提高相關信息傳輸的可靠性和時效性。
3、平臺搭建
開發和完善遙測站管理軟件,實現系統遙測信息的自動接收和入庫,實現中心站與相關系統之間可靠的信息交換。
4、數據共享
開發和完善遙測站管理軟件及服務器,實現與各級單位進行數據交換,達到下泄生態流量數據實時上傳至省廳的要求。
水電站生態下泄流量信息化監測系統主要由感知采集層、基礎網絡層、管理層、系統應用層四大部分組成。通過無線技術、感知層技術與新型應用的有效結合,利用微波通訊特有的頻帶寬、大容量性,可以用于各種業務的傳送,充分發揮每一座水電站的信息化互聯。
傳感層、網絡層和應用層,實現科學、及時和準確的監測水庫排放點、下泄排水量是否達標,是否滿足水庫下游的一個生態環境、農業的發展等要求;最終達到按標排水、發展綠色河流的目的。
水電站生態下泄流量監管系統通過在排水口設立監測站。通過各類前端傳感器如水位計、閘位計、流量計和視頻相互補充的形式進行水位、流量即下泄流量的信息采集,利用4G/5G無線網絡或有線網絡,實現監測點、監控中心和下泄流量信息中心之間的信息傳輸,實現小水電站下泄流量信息采集、傳輸、處理,形成綜合數據庫。同時,提供現場視頻圖像,加以輔助判定,數據采集的真實性,為小水電站管理人員及環保部門提供真實可靠的水電站下泄流量等信息。當水位/流量過低或滿足不了最低要求時,及時通過平臺預警,實現系統監督監管的實時性。
斷面選擇
對于引水式、混合式水電站監測斷面應布置在閘壩下游側河道或泄水口;對于河床式或壩后式水電站,監測斷面應設置在發電廠房尾水下游。
管道泄流/渠道泄流監測站
針對管道和渠道泄流,直接用流量計監測流量數據,對各個不同的泄流點位實現流量的監測和計量,同時監測水電站水資源的整體下泄情況。采集的流量數據通過4G/5G/光纖/NB等多種方式傳輸到數據中心,在管理平臺實現統一的監測預警管理。
管道泄流監測
對水電站的下泄管道進行流量計量監測,通過RTU進行實時采集監測,建設太陽能供電的一體化監測站點。
渠道泄流監測
對標準渠道的泄流進行流量計量監測,建設太陽能供電的一體化監測站點。
閘門開度流量監測站
通過監測水閘門上升和下降的高度,閘門前后的水位高低,經過流量的測量方法換算,再通過4G/5G等通訊方式進行數據傳輸。
其他渠道泄流監測
對特殊渠道或水泥管的下泄流量計量監測,由太陽能、蓄電池供電,由無線RTU進行數據傳輸。
下泄流量監測平臺
水電站生態下泄流量監測管理平臺包括以下8個功能模塊:首頁、實時監控、圖像監控、報表管理、告警管理、設備管理、系統公告以及系統管理。
平臺可實時監測各水電站下泄斷面的水位、流量、降雨量等數據,以列表形式實時顯示站點狀態、數據,并可實現數據查詢、圖片抓拍、視頻監控。矢量地圖可宏觀展示測點分布位置、運行狀態、報警狀態。
實時監測各水電站下泄斷面的水位、流量、降雨量等數據
定時或實時上傳各水電站下泄斷面的現場圖像或視頻
水位/流量過低、監測設備異常時自動報警
通過矢量地圖宏觀展示測點分布位置、運行狀態、報警狀態
監測數據、圖像、視頻自動存儲,方便歷史查詢、事故追溯
自動統計日、月、年等時段歷史數據,通過報表、曲線圖、柱狀圖等多種形式展現;支持數據/報表導出為Excel或直接打印輸出
遠程管理在線監測設備:修改數據采集、上報頻率或升級程序等
通過數據庫等多種形式對接上一級監控平臺