[发明专利]一种水利水电工程下泄生态流量实时监测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，具体是涉及一种水利水电工程下泄生态流量实时监测系统及其方法。

背景技术

随着我国对生态环境保护认识的不断深入以及管理要求的不断提高，环保行政主管部门要求所有的水利水电工程都必须下泄合适的生态流量，为了加强监管，还提出了建设下泄生态流量实时监测系统的要求，要求系统能实时、准确地的监控水利水电工程下泄生态流量，并且将数据实时传输至监控部门。

目前国内常用的下泄生态流量监测方法主要有如下几种：

(1)常规水位流量关系法：该方法是在监控断面安装水位自动监测设施设备，如水位自记井、水位计、电子水尺等。用常规流速仪法测流，测定该断面的水位流量关系，通过水位推求出流量。该方法在实际应用过程中，需要首先实测坝下游某一断面的水位流量关系，需要建设一个标准化的水位尺，同时确定水准点、水准高程、水尺零点高程，因此工作量较大，而且监测精度难以得到保证。

(2)多普勒(ADCP)测流法：该方法是将多普勒超声波流量计固定于水面、河底或水面以下某一位置，实时测出对应水流断面的对应流速和实时水流断面面积，推求出河道断面实时流量。该方法对于流量变化较小的河道较适用，但是对于流量变化较大的河道其测量数据的准确性较差。

(3)利用工程自身的运行调度数据：该方法采用的工程运行数据有时候并不完全是下泄生态流量数据，且数据仅掌握在工程调度单位，不能满足远程实时监控的要求。

综上所述，目前采用的下泄生态流量监测方法及其监测设备各有其优缺点，但都尚未能达到实时监测、反馈、监控的要求，不能满足将数据实时传输至监控部门的需求。

发明内容

本发明提供了一种可以实时、准确、远程监控水利水电工程下泄生态流量的方案，投资低、运行可靠，适用性广。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种水利水电工程下泄生态流量实时监测系统，包括供电电源、流量监测设备、数据采集设备、数据传输设备及服务器，所述供电电源分别与流量监测设备、数据采集设备及数据传输设备相连，所述流量监测设备的输出端与数据采集设备的输入端相连，用于采集下泄流量数据；数据采集设备的输出端与数据传输设备的输入相连，用于自动储存流量数据；数据传输设备的输出端与服务器相连，用于远程自动传输流量数据。

所述流量监测设备由非接触式雷达流量监测仪和基架组成，其中非接触式雷达流量监测仪安装在基架上，并设置于选定的流量监测断面处。

所述数据采集设备为数据采集器，数据传输设备为GSM/GPRS通信终端，其中数据采集器及GSM/GPRS通信终端安装于设备箱中，数据采集器通过数据线与非接触式雷达流量监测仪相连，GSM/GPRS通信终端通过数据线与数据采集器相连。

所述供电电源由太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组组成，其中充电控制器和蓄电池组安装在电源箱内，太阳能电池板固定在电源箱顶部。

所述的太阳能电池板、充电控制器和蓄电池组安装于一体化设备箱中，并通过电源线与非接触式雷达流量监测仪、数据采集器及GSM/GPRS通信终端相连。

一种水利水电工程下泄生态流量实时监测方法，该方法是在非接触式雷达流量监测仪获取流量数据后，按照设定的时间间隔将信息发送至数据采集器，数据采集器对接收到的数据进行储存，并通过GSM/GPRS通信终端将流量数据按照设定的时间间隔以移动通信短消息SMS的形式将数据远程传输至服务器，从而实现对水利水电工程下泄生态流量进行实时监测。

所述GSM/GPRS通信终端集成SIM卡读写器，具备RS-232接口，工作环境环境温度为-20～+70℃，数据速率为9600bps。

所述GPRS/GSM通信终端嵌入了TCP/IP协议，与数据采集器接口采用RS-232C标准接口，与数据采集器的通信协议采用AT指令。

所述数据采集器的工作环境温度为-10℃～45℃。

所述非接触式雷达流量监测仪的主要技术参数如下：

适用流速范围：0.2m/s～8m/s，分辨率：1mm/s；

适用水位范围：0～70m，分辨率：1mm；

流量测量精度：误差率<5％；

数字接口：RS-232。

本发明具有如下显著优点：

(1)采用本发明所述的下泄生态流量实时监测系统，可全天无人值守，实时自动监测、存储、远程传输水利水电工程下泄生态流量数据，从而实现对水利水电工程下泄生态流量的实时动态自动化远程监管；