【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水電站生態流量監測，具體涉及一種水電站生態流量監測系統及監測方法。
技術介紹
1、水電站生態流量指的是水電站在運行過程中，為滿足水電工程下游河段保護目標生態需水基本要求的流量及過程。通過生態流量泄放，保護和維護下游的生態系統，確保其生物多樣性和生態平衡不受過度影響。當水電站配套水庫具有綜合利用功能的情況時，為提高生態流量保障率，水庫保證綜合利用功能用水的同時，也應預存部分庫容，保障枯水期河道的生態流量，這就涉及到了本專利提及的生態流量監測和管理。本監測系統是水電站運行中非常重要的一部分，旨在可在保障生態流量的泄放要求的同時，確保城鄉居民用水、灌溉用水或攔河壩安全運行。
2、現有的監測系統大多不具備預警功能，需要根據人工經驗來判定是否生態流量，這導致判斷不夠精準，容易對下游生物多樣性和生態平衡造成影響，且城鄉居民用水、灌溉用水或攔河壩安全運行難以得到保證。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就在于為了解決上述問題而提供一種結構簡單，設計合理的水電站生態流量監測系統。
2、本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的：
3、本專利技術第一方面提供了一種水電站生態流量監測系統，包括數據采集模塊，數據傳輸單元，中央數據處理中心以及預警模塊；
4、所述數據采集模塊包括水位數據采集模塊、水量數據采集模塊以及水質數據采集模塊，其中，所述水位數據采集模塊為水電站上游水位數據采集模塊；
5、所述數據傳輸單元與所述數據采集模塊通過信
6、所述中央數據處理中心包括數據存儲單元以及數據分析處理單元，所述預警模塊將數據分析處理單元輸出數據與預設值進行對比后發送相應指令。
7、進一步地，所述水電站上游水位數據采集模塊包括水位傳感器，用于采集當前水位數據并將水位數據輸出到數據采集模塊；所述水量數據采集模塊包括流量計，所述將實時流量數據輸出到數據采集模塊；水質數據采集模塊包括水質傳感器，所述水質傳感器用于對待測水體中ph值、溶解氧以及濁度進行檢測，并將檢測數據輸出到數據采集模塊。
8、進一步地，所述數據傳輸單元設置在設備箱中，所述設備箱設置在支架上，還包括第一支撐桿以及第二支撐桿，所述水位傳感器為超聲波傳感器，所述流量計為超聲波流量計，且均設置在所述第一支撐桿上，所述第二支撐桿通過操控箱連接有水質檢測箱，還包括太陽板，用于提供系統運行所需電能。
9、進一步地，所述水質檢測箱內設置有檢測區，所述水質傳感器設置在所述檢測區內，所述檢測區一端連接有進水管，另一端連接有出水管，所述進水管以及所述出水管均穿出所述水質檢測箱設置，還包括抽吸裝置。
10、進一步地，所述抽吸裝置包括負壓筒，所述負壓筒與所述檢測區連通設置，所述負壓筒上端開設有通孔，所述通孔直徑小于所述負壓筒內部直徑，還包括負壓柱，所述負壓柱呈“工”字形；
11、所述負壓柱一端設置在所述負壓筒內，并與所述負壓筒內壁緊密貼合，還包括驅動組件以及閥門組件，所述驅動組件用于驅動所述負壓柱運動。
12、進一步地，所述驅動組件包括彈簧，所述彈簧套設在所述負壓柱上，所述負壓柱遠離所述負壓筒一端通過所述彈簧與所述負壓筒上表面連接，還包括電機，所述電機輸出端連接有凸輪，所述凸輪與所述負壓柱上表面接觸。
13、進一步地，所述閥門組件包括設置在出水管內的由檢測區到外部環境的第一單向閥以及設置在進水管內的由外部環境到檢測區的第二單向閥。
14、進一步地，所述操控箱內設置有升降組件，所述升降組件包括氣缸，所述操控箱靠近所述水質檢測箱一側開設有開口，所述氣缸驅動端穿過所述開口與所述水質檢測箱連接，所述氣缸用于驅動所述水質檢測箱上下移動。
15、本專利技術第二方面提供了一種水電站生態流量監測方法，包括以下步驟：
16、s1、水電站配套水庫設置發電限制水位線和生態放水最低水位線；
17、s2、利用數據采集模塊采集水位數據、水量數據以及水質數據；
18、s3、通過數據傳輸單元將數據采集模塊采集的數據信息輸出至中央數據處理中心；
19、s4、中央數據處理中心將數據進行存儲以及分析，數據分析結果傳輸至預警模塊
20、s5、預警模塊將數據分析處理單元輸出數據與預設值進行對比后發送相應指令。
21、在步驟s2中，水質數據采集具體包含以下步驟：
22、s201、啟動氣缸，至進水管進水口處于水中；
23、s202、啟動電機，至待測水被抽入檢測區；
24、s203、水質傳感器對待測水進行數據采集并輸出到數據采集模塊；
25、s204、啟動電機，至檢測后的水排出檢測區。
26、本專利技術的有益效果在于：本專利技術通過對水電站上游的水位進行同步監測，并設置預警信號，能夠準確監測流量，并能夠根據水電站上游水位情況調整生態流量泄放要求并及時發出預警信息，最大限度地減少對生態環境的負面影響，并且確保城鄉居民用水、灌溉用水或攔河壩安全運行，并通過對水質的檢測，以及設置的預警信號，在水質不達標的情況及時關閉閘門，防止下泄到下流水域中。
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1.一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，包括數據采集模塊，數據傳輸單元，中央數據處理中心以及預警模塊；
2.根據權利要求1所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述水電站上游水位數據采集模塊包括水位傳感器(8)，用于采集當前水位數據并將水位數據輸出到數據采集模塊；
3.根據權利要求2所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述數據傳輸單元設置在設備箱(5)中，所述設備箱(5)設置在支架(1)上，還包括第一支撐桿(3)以及第二支撐桿(4)，所述水位傳感器(8)為超聲波傳感器，所述流量計(19)為超聲波流量計，且均設置在所述第一支撐桿(3)上，所述第二支撐桿(4)通過操控箱(10)連接有水質檢測箱(9)，還包括太陽板(2)，用于提供系統運行所需電能。
4.根據權利要求3所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述水質檢測箱(9)內設置有檢測區(20)，所述水質傳感器(14)設置在所述檢測區(20)內，所述檢測區(20)一端連接有進水管(13)，另一端連接有出水管(12)，所述進水管(13)以及所述出水管(12)均穿出所述水質
5.根據權利要求4所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述抽吸裝置包括負壓筒(15)，所述負壓筒(15)與所述檢測區(20)連通設置，所述負壓筒(15)上端開設有通孔，所述通孔直徑小于所述負壓筒(15)內部直徑，還包括負壓柱(18)，所述負壓柱(18)呈“工”字形；
6.根據權利要求5所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述驅動組件包括彈簧(17)，所述彈簧(17)套設在所述負壓柱(18)上，所述負壓柱(18)遠離所述負壓筒(15)一端通過所述彈簧(17)與所述負壓筒(15)上表面連接，還包括電機(11)，所述電機(11)輸出端連接有凸輪(16)，所述凸輪(16)與所述負壓柱(18)上表面接觸。
7.根據權利要求6所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述閥門組件包括設置在出水管(12)內的由檢測區(20)到外部環境的第一單向閥(1201)以及設置在進水管(13)內的由外部環境到檢測區(20)的第二單向閥(1301)。
8.根據權利要求7所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述操控箱(10)內設置有升降組件，所述升降組件包括氣缸(21)，所述操控箱(10)靠近所述水質檢測箱(9)一側開設有開口(1001)，所述氣缸(21)驅動端穿過所述開口(1001)與所述水質檢測箱(9)連接，所述氣缸(21)用于驅動所述水質檢測箱(9)上下移動。
9.一種水電站生態流量監測方法，其特征在于，應用于如權利要求1-8中任意一項所述的系統，包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的一種水電站生態流量監測系統及監測方法，其特征在于，在步驟S2中，水質數據采集具體包含以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，包括數據采集模塊，數據傳輸單元，中央數據處理中心以及預警模塊；
2.根據權利要求1所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述水電站上游水位數據采集模塊包括水位傳感器(8)，用于采集當前水位數據并將水位數據輸出到數據采集模塊；
3.根據權利要求2所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述數據傳輸單元設置在設備箱(5)中，所述設備箱(5)設置在支架(1)上，還包括第一支撐桿(3)以及第二支撐桿(4)，所述水位傳感器(8)為超聲波傳感器，所述流量計(19)為超聲波流量計，且均設置在所述第一支撐桿(3)上，所述第二支撐桿(4)通過操控箱(10)連接有水質檢測箱(9)，還包括太陽板(2)，用于提供系統運行所需電能。
4.根據權利要求3所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述水質檢測箱(9)內設置有檢測區(20)，所述水質傳感器(14)設置在所述檢測區(20)內，所述檢測區(20)一端連接有進水管(13)，另一端連接有出水管(12)，所述進水管(13)以及所述出水管(12)均穿出所述水質檢測箱(9)設置，還包括抽吸裝置。
5.根據權利要求4所述的一種水電站生態流量監測系統，其特征在于，所述抽吸裝置包括負壓筒(15)，所述負壓筒(15)與所述檢測區(20)連通設置，所述負壓筒(15)上端開設有通孔，所述通孔直徑小于所述負壓筒(15)內部...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高晨燁，舒靜，楊帆，崔振華，肖妮，周麗娜，李強偉，王亮，干超，徐立尉，陳聰，翟文琳，于夢真，陳帥，
申請(專利權)人：水利部農村電氣化研究所，
類型：發明
國別省市：
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