NB T 10385-2020 水电工程生态流量实时监测系统技术规范.pdf

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1、 I NB 中华人民共和国能源行业标准 P NB/T 10385-2020 水电工程 生态流量实时监测系统技术 规范 Technical Code for Real-Time Ecological Flow Monitoring Systems of Hydropower Projects 2020-10-23 发布 2021-02-01 实施 国家能源局 发布 ICS 27.140 P 59 II 中华人民共和国能源行业标准 水电工程生态流量 实时监测系统技术 规范 Technical Code for Real-Time Ecological Flow Monitoring Systems

2、 of Hydropower Projects NB/T 10385-2020 主编部门： 水电水利规划设计总院 批准部门： 国 家 能 源 局 施行日期： 20 21 年 2 月 1 日 中国水利水电出版社 2021 北京 NB / T 10385 2020 I 国家能源局 公告 2020 年第 5 号 国家能源局批准水电工程生态流量实时监测系统技术规范等 502项能源行业标 准（附件 1）、 Series Parameters for Horizontal Hydraulic Hoist（ Cylinder）等 35项能 源行业标准英文版（附件 2），现予以发布。 附件： 1.行业标准目录

3、 2.行业标准英文版目录 国家能源局 2020 年 10 月 23 日 附件 1： 行业标准目录 序 号 标准编号 标准名称 代替 标准 采标号 批准日期 实施日期 1 NB/T 10385-2020 水电工程 生态流量 实时监测系统技术规范 2020-10-23 2021-02-01 NB / T 10385 2020 II 前言 根据国家能源局关于下达 2015 年能源领域行业标准制（修）订计划的通知（国 能科技 2015283 号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考 国内先进 标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。 本规范主要技术内容是： 基本规定 、系统设计

4、、系统 建设 、系统运行管理 和 维护。 本规范由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由 能源行业水电规划水库环保标准化技术委员会负责具体技术内容的解释。执行过程中如 有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六铺炕 北小街 2 号， 邮编： 100120）。 本规范主编单位：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 水电水利规划设计总院 本规范参编单位：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 中国电建集团 成都 勘测设计研究院有限公司 中国 长江三峡集团 有限公司 本规范主要起草人员： 杨 杰 喻卫奇 纵 霄 魏 浪 夏 豪 赵再兴 唐忠波 陈 凡

5、姜 昊 赵 坤 李秋水 姜 伟 陈 敏 马卫忠 王志光 周家飞 张 倩 张侃侃 徐劲草 郭艳娜 陈 豪 付甫刚 辛亚蒲 本规范主要审查人员： 万文功 芮建良 陈国柱 陈帮富 李精华 刘跃峰 金 弈 王兴太 蒋 红 晏忠林 李 敏 陆 波 张 信 秦 鑫 王 战策 李仕胜 NB / T 10385 2020 III 目 次 1 总则 . 1 2 基本规定 . 2 3 系统设计 . 3 3.1 一般规定 . 3 3.2 基本资料 . 3 3.3 站网布设 . 4 3.4 监测技术方案 . 5 3.5 通信组网 . 5 3.6 电源及过电压保护与接地 . 6 3.7 遥测站设备配置 . 7 3.8

6、中心站数据处理系统 . 9 3.9 监测设施 . 10 3.10 设计成果 . 11 4 系统建设 . 12 4.1 监测设施施工 . 12 4.2 设备集成及安装调试 . 12 4.3 软件应用与管理 . 12 4.4 验收 . 12 5 系统运行管理和维护 . 14 5.1 管理体系 . 14 5.2 设施与设备维护 . 14 5.3 资料管理 . 14 附录 A 水轮机组发电流量计算公式 . 16 附录 B 闸门流量计算公式 . 17 附录 C 生态流量监测数据存储代码 . 18 附录 D 水电工程生态流量实时监测系统设计报告目录 . 19 本规范用词说明 . 21 引用标准名录 . 2

7、2 NB / T 10385 2020 IV 附：条文说明 .23 NB / T 10385 2020 V Contents 1 General Provisions . 1 2 Basic Requirements . 2 3 System Design . 3 3.1 General Requirements . 3 3.2 Basic Data . 3 3.3 Layout of Station Network . 4 3.4 Technical Scheme for Monitoring . 5 3.5 Communications Network. 6 3.6 Power Suppl

8、y, Overvoltage Protection and Earthing . 7 3.7 Equipment Configuration of Telemetry Stations . 7 3.8 Data Processing System of the Central Station . 9 3.9 Monitoring Facilities . 11 3.10 Design Results . 11 4 System Construction. . 12 4.1 Construction of Monitoring Facilities.12 4.2 Equipment Integr

9、ation, Installation and Testing.12 4.3 Software Application and Management.12 4.4 Acceptance.12 5 System Operations Management and Maintenance . 14 5.1 Management System . .14 5.2 Maintenance of Facilities and Equipments . 14 5.3 Data Management . 14 Appendix A Formula for Power Generation Turbine D

10、ischarge. . .16 Appendix B Formula for Gate Discharge. 17 Appendix C Data Storage Codes of Ecological Flow Monitoring . 18 Appendix D Contents of a Report on Design of Real-Time Ecological Flow Monitoring System of Hydropower Projects . 19 Explanation of Wording in This Code . 21 List of Quoted Stan

11、dards . 22 Addition: Explanation of Provisions . 23 NB / T 10385 2020 1 1 总则 1.0.1 为规范水电工程生态流量实时监测系统的内容、 方法、标准 和 制度 ，统一技术 要求，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于水电工程生态流量实时监测系统 的设计、建设、运行管理和维护 。 1.0.3 生态流量实时监测应符合流域生态环境监测总体要求，遵循系统性、代表性、 协调性原则。 1.0.4 水电工程生态流量实时监测系统，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关 标准的规定。 NB / T 10385 2020 2 2 基本 规定

12、2.0.1 水电工程生态流量 实时监测 系统，应在充分收集环境现状和工程特性等资 料的基础上，结合全过程环境管理需要，开展系统 设计和建设 ， 制定运行管理规 程， 实施运行管理和维护。 2.0.2 水电工程生态流量 实时监测系统设计和建设应充分利用工程相关监测系统 基础 条件 ，并兼顾交通、通信、管护 、 安全等 因素 。上下游梯级的 生态流量 实时 监测系统应相互协调 、 衔接。 2.0.3 水电工程生态流量实时监测系统布设应考虑枢纽建筑物及生态流量泄放设 施布置、水库运行方式和环境敏感目标等因素，并满足安全可靠、技术可行、经 济合 理的要求。 2.0.4 水电工程生态流量实时监测系统应具

13、备生态流量数据的 实时自动采集、传 输、存储、 处理、展示 和共享等 基本功能。 NB / T 10385 2020 3 3 系统设计 3.1 一般规定 3.1.1 系统设计应在功能需求分析的基础上，经过技术经济比较论证后， 确定 生 态流量 实时监测系统方案。 3.1.2 系统设计应 根据生态 流量监测要求，结合地形地质条件 、 工程 开发 方式 、 枢纽 及生态流量 泄放 设施布置 等开展 。 3.1.3 生态流量实时监测系统设计任务应主要包括下列内容： 1 确定系统基本功能。 2 拟定站网布设方案。 3 拟定监测技术方案。 4 提出通信组网设计方案。 5 提出电源及电压保护与接地措施 。

14、 6 提出遥测站设备配置方案。 7 提出中心站数据处理系统方案。 8 提出监测设施建设方案。 9 提出系统运行管理和维护方案。 10 编制投资概算。 3.2 基本资料 3.2.1 系统 设计 应收集水电 工程 环境保护 相关资料，主要包括 环境影响评价文件、 环境影响后评价文件、环境保护设计成果。 3.2.2 系统 设计 应收集水电工程特性资料，主要包括下列内容： 1 水库 特征参数、 调节性能资料 。 2 枢纽 特征参数 、 设计图件资料。 3 生态 流量泄放 设施 特征参数 、 设计图件资料。 3.2.3 系统 设计应收集 水电 工程运行资料，主要包括水库调度方案、 代表 年入库 流量、出

15、库流量、坝前和坝下水位 ， 以及 生态流量 泄放设施运行数据。 NB / T 10385 2020 4 3.2.4 系统 设计应收集选定 生态流量 监测 站点区域 不小于 1:2 000 的 地形资料。 3.2.5 系统 设计应收集工程区域代表性气象站的气温、湿度、日照、风速 、风向 等 要素的 特征资料。 3.2.6 系统 设计 应收集工程区域代表性水文站水位、流量、流速 、 洪水 、冰 情等 特征资料 ， 以及代表性 断面水位流量关系 曲线。 3.2.7 系统 设计应收集工程区域内水文监测系统、涉水建筑物等相关资料。 3.3 站网布设 3.3.1 生态流量 实时监测 站网应由 遥测站 和

16、中心站 等 组成 。 监测站网布设应充分 利用已有的相关监测站网条件 ，可优先考虑与相关监测设施共享设备、数据与站 房。 3.3.2 生态流量遥测站点布设原则 应 遵循控制性、代表性，并 满足以下要求： 1 对于坝后式 电站， 应分别在生态流量泄放设施处、发电 厂房 尾水出口与泄 洪建筑物出口 下游 河道 汇合处 布设遥 测站点。 2 对于 引水式及混合式电站，应分别在 生态流量泄放设施处、 生态 流量泄放 设施出口与泄洪建筑物出口下游河道汇合处 、发电尾水出口下游河道处布设遥测 站点。 3 电站 下游有鱼类重要栖息地 、 水生生物保护区 、重要湿地、重要 取水口等 环境 敏感 目标 分布时，

17、应在敏感 目标处 布设 遥 测站点。 4 遥测站点 的 布设 应 能反映电站下泄全部生态流量及过程，宜 避免 工程运行 干扰。 3.3.3 遥测站站址应满足生态流量 监测 技术要求，便于系统通信组网、测站建设 和运行管理，并避开可能发生塌方、滑坡、泥石流等突发性灾害的区域，以及强 电磁场、强震动等干扰源。 3.3.4 中心站机房应选在电力供应稳定、网络通信可靠、交通 条件便利、避雷接 地良好的建筑物内，并远离产生粉尘、油烟、有害气体以及生产或贮存具有腐蚀 性、易燃、易爆物品的工厂、仓库和堆场等场所。站址周围应无强振源、强噪声 源和强电磁场干扰。 NB / T 10385 2020 5 3.4

18、监测 技术方案 3.4.1 生态流量 实时 监测技术方案 应 根据监测 站点 条件 及 生态流量监测要求制 定。 3.4.2 不同类型 泄放设施 的 生态流量 实时 监测应符合 下列 规定 ： 1 对于 发电机组下泄生态流量 型式 ， 可 采用 水轮机组 发电流量 计算 公式换算 为 生态 流量。水轮机组 发电 流量 计算公式 应符合本规范附录 A 的 规定。 2 对于 生态流量 泄放 管 及 生态流量 泄放 洞 ， 可 在 泄放 管 或泄放 洞末端设置流 量计 监测实时 生态流量。 3 对于 生态泄水闸， 可 采用 闸门 流量 计算公式换算为 生态流量。 闸门 流量计 算 公式 应符合本规范

19、附录 B 的规定。 3.4.3 下游影响 河段及 环境敏感目标的生态流量 监测应 满足 下列 要求 ： 1 对于电站 下游有水文测站分布且区间无较大支流汇入的， 可 依托现有水文 测站监测设施 布设 监测站点。 2 对于电站 下游有鱼类 重要 栖息地、水生生物保护区 或 重要湿地分布的，应 在鱼类 重要 栖息地 、 水生生物保护区 或重要 湿地的上边界处布设监测站点。 3 对于电站 下游 有重要 取水口分布的，应在取水口上游侧布 设监测站点。 3.4.4 河道生态流量监测 ， 应 根据河流 特点及监测断面地形条件 ，选用水位流量 关系 法、 流速仪法、声学时差法、声学多普勒法、雷达波法等方法

20、。 水位 观测 应 符合现行 国家标准 水位观测标准 GB/T 50138 的有关规定；流量测验应 符合 现行 国家标准 河流流量测验规范 GB 50179 的有关规定 。 3.4.5 生态流量 监测频次 宜每小时采集 1 次数据 。 3.5 通信组网 3.5.1 通信组网应能保证系统安全、可靠 、 准确、及时传输监测数据，完成遥测 站与中心站之间的信息传输。 3.5.2 通信组网设计内容应主要 包括通信方式选择、信道测试、系统通信组网方 案、工作体制与通信信道技术指标。 3.5.3 通信组网应满足下列要求： 1 应分析遥测站的通信环境条件，综合比较系统建设和运行的技术经济指 NB / T 1

21、0385 2020 6 标，确定系统通信方式与组网方案。 2 遥测站应采用主、备信道传输监测数据。 3 数据传输信道应选择误码率低、信号强度高的通信方式。 4 通信组网可选择 数字移动通信、卫星、超短波，以及 Wi-Fi 等通信方式， 可采用单一或混合通信组网方式。 3.5.4 工作体制应满足下列要求： 1 工作体制应根据系统功能要求、通信方式与组网方案、管理维 护能力，按 照经济合理、便于维护的原则确定。 2 工作体制可选择自报式、应答式或混合式。 3.5.5 通信信道技术指标应符合下列 规定 ： 1 应优先选择公共通信网和已建专用通信网等现有通信信道组网，在满足数 据传输速率和可靠性的前提

22、下选择通信方式，并设置备用信道。主要通信方式 数 据传输 信道误码率应符合表 3.5.5 的规定： 表 3.5.5 主要通信 方式数据传输信道误码率 信道 数字 移动通信 卫星 超短波 误码率 1 10-6 1 10-6 1 10-4 2 应在监测 站点 进行主、备信道质量测试， 遥测站 与中心站 信息传输成功率 不应低于 98%； 对于超短波通信组网，电路余量应大于 10dB。 3.6 电源及过电压保护与接地 3.6.1 系统 电源设计应 符合下列 规定： 1 直流供电电压宜采用 12V，电压变化范围和纹波电压应满足用电设备的要 求 ， 电压波动应控制在 +20% -15%。 2 交流供电应

23、采用频率 50Hz、电压 220V 的单相电源 ， 电压波动应控制在 10%以内。 3 中心站应采用不间断电源供电方式，不间断电源及蓄电池的容量应根据设 备用电情况和当地交流电源的可靠程度确定，应满足通信接收服务器正常运行不 少于 8h。 4 遥测站电 源应采用太阳能光板对蓄电池浮充供电的方式。 NB / T 10385 2020 7 5 蓄电池应采用免维护蓄电池，容量应满足连续 45d 无日照情况下的工作要 求。 3.6.2 过电压保护和接地措施应符合下列 规定 ： 1 各种设备的保护接地、工作接地、建筑物的防雷接地及工频交流供电设备 的接地宜采用联合接地方式。 2 中心站和遥测站的 接地电

24、阻应分别不大于 5和 10。 3 遥测终端机通信接口应采取光电隔离措施，在馈线进入通信终端机之前宜 加装避雷装置。 4 交流电源供电时，宜加装隔离变压器、浪涌吸收器、交流稳压器等设备。 3.7 遥测站 设备配置 3.7.1 遥测站设备配置应主要包括传感器、遥测终端、通信设备和供电系统。 3.7.2 遥测站设备 配置 设计应从成本、使用寿命、类型等方面进行综合比较，选 择满足相应技术要求的设备。必要时，应配置冗余备份。 3.7.3 遥测站设备配置应符合下列规定： 1 应 根据系统遥测站网、通信、电源设计成果，确定测站主要设备的技术指 标与数量。 2 设备应经过国家授权质检机构的认证。 3 传感器

25、的输入、输出、通信接口应与遥测终端相匹配。 4 遥测站设备应能在站址环境条件下正常工作。当站址环境不满足温度范围 -40 +85 或相对湿度小于等 于 95时，应采取辅助手段保证设备正常工作。 3.7.4 遥测终端机应符合下列规定： 1 遥测终端机 功能应符合下列规定： 1) 应 具有自动数据采集、存储、远程传输和电源管理功能，以及扩展传 感器接口、通信接口、软件升级功能。 2) 应 具有定时报送信息功能。 3) 应能 现场或远程设置参数。 4) 应支持 4mA 20mA、 0V 5V、 SDI-12、 RS485/RS232、单总线等接 口的传感器。 NB / T 10385 2020 8

26、5) 应 具有 2 个及以上通信接口，并支持多种无线通信信道。 6) 应 能自检并发送遥测终端机工况信息。 7) 应 具有人工 置数并支持数据发送功能。 8) 应 具有可固态存储 1 年以上监测数据的功能，固态存储数据支持中心 召测功能。 2 遥测终端机 技术指标应符合下列规定： 1) 工作电压宜采用直流 12V。 2) 工作电流不大于 100mA。 3) 静态值守电流自报式 不大于 3mA， 应答式 和混合式不大于 15mA。 4) 年时钟误差小于 2.5min。 5) 可靠性 (MTBF)应不小于 25 000h。 3.7.5 传感器主要技术指标应符合下列规定： 1 水位传感器应符合下列规

27、定： 1) 测量范围为 0m40m。 2) 分辨力 小于等于 1.0 cm。 3) 当 水位变幅 小于等于 10m 时，最大 允许误差 为 3cm； 当 水位变幅 大于 10m 时，最大 允许误差 为 水位变幅 的 0.3%。 4) 可靠性 (MTBF)大于等于 25 000h。 2 流速 传感器 应符合下列规定： 1) 测量范围为 0.01m/s10m/s。 2) 分辨力 小于等于 1.0 cm/s。 3) 最大 允许误差 为 1%。 4) 可靠性 (MTBF)大于等于 25 000h。 3 闸位传感器应符合下列规定： 1) 测量范围为 0m40m。 2) 分辨力 小于等于 1.0 cm。

28、3) 当水位变幅小于等于 10m 时，最大 允许 误差 为 1.0cm； 当水位变幅 大于 10m 时，最大 允许误差为水位变幅 的 0.1%。 4) 可靠性 (MTBF)大于等于 25 000h。 NB / T 10385 2020 9 3.7.6 通信终端应 符合 下列 规定 ： 1 接口应满足通信功能技术要求。 2 工作电压宜采用 直流 12V。 3 可靠性 (MTBF)应大于等于 25 000h。 3.8 中心站数据处理系统 3.8.1 中心站应配置通信 设备 、计算机、网络设备和 供电 系统。 3.8.2 中心站数据处理系统应根据 生态流量 实时监测系统要求设计， 主要 包括数 据接

29、收、存储、查询、告警 等 功能 软件、系统软件， 以及中心站 系统 硬件设备。 3.8.3 系统 的 数据接收、存储、查询、告警 等 功能应满足 下列 要求： 1 系统应能 自动接收数据报文、校验解码 。 2 系统应具有数据自动存储入库并进行备份的功能，生态流量监测数据存储 代码 应符合 本规范附录 C 的规定。 3 数据查询结果宜采用图表方式呈现，可采用基于 GIS 的查询方式 。 4 中心站通信设备自检异常、数据越限、测站工况异常信息告警，可采用短 信、微信推送方式 。 5 系统应 预留信息交换接口。 3.8.4 中心站硬件设备 配置应 符合下列规定 ： 1 设备应满足数据处理系统功能要求。 2 计算机网络安全防护隔离措施应符合安全防护要求。 3 设备 技术性能应满足 下列 要求： 1) 数据接收通信设备应根据监测站的通信方式确定 。 2) 数据处理服务器宜采用高可靠的工业控制计算机或商用服务器 。 3) 数据处理服务器的内存、硬盘容量、时钟频率、信息交换速度 应 满足在线存贮数据量和系统数据处理响应速度的要求 。 4) 数据处理 设备应具有备份 。 4 设备配置 应 符合下列规定 ： 1) 数据处理系统应进行可靠性设计，宜配置独立的数据库服务器和 灾备数据