水電雙控在農業水價綜合改革中的應用

趙文卿，邵光輝

（1.山東省科源工程建設監理中心，山東 濟南 250013；2.山東臨沂水利工程總公司 山東 臨沂 276006）

供水計量是水價制定、水費計收、精準補貼和節水獎勵的依據，水泵配套安裝卡片式流量計和灌溉控制器，實現自動到戶的水電雙控計量；對于機井水泵的水電雙控智能計量系統，用戶通過IC卡控制水泵開關，同時計量水泵的出水量和用電量。本文以肥城市為例，簡述農業水份綜合改革的具體措施。

1 工程概況

肥城市共有14個鄉鎮，605個行政村、20個基層用水組織。截止到2016年，全市共有耕地面積96.21萬畝、灌溉面積為69.81萬畝、其中糧食作物為44.53萬畝，經濟作物25.28萬畝，2017年全市農田灌溉用水總量1.1億m3，全市共有農業灌溉機井5 112眼。水電雙控系統主要內容是由信息化系統硬件平臺、網絡設備、信息化系統軟件平臺、機井流量監測設備等功能于一體的信息系統工程。

2 設備安裝

1）管理平臺安裝。管理平臺設置在肥城市水利局中控室主要由信息化系統硬件平臺、計算機網絡設備及通信系統構成。信息化系統硬件平臺包括電視墻，英信NF5580服務器、啟天M4650顯示計算機、演示用筆記本R720一臺等；計算機網絡設備包括網絡機柜，路由器，交換機等；通信系統包括用水計量、水費征收、水量統計、綜合報表、水權交易、運營維護、設備維修、基礎信息、水權證管理等模塊，移動APP客戶端。

施工單位要嚴格按照相關標準進行安裝，施工工具配備齊全，人員充足，避免安全隱患；每臺設備安裝前進行校驗、絕緣檢查，并向業主提供安裝工作的說明書和標準；計算機、儀表安裝完成后，首先檢查電源線的連接是否可靠，電源是否正確；嚴格按照施工圖、產品說明書及有關技術標準進行儀表、計算機等設備的安裝調試，接地工程認真做好施工及測試記錄，接地設備深度和接地電阻達到設計要求，接地線連接緊密、焊縫平整；系統安裝結束后，逐一檢查模塊、通訊和控制功能，并及時做好施工測試。

2）前端設備安裝。前端設備包括水電雙計量型灌溉控制器，數據卡，卡片式超聲波流量計，電纜、輔材附件。

水電雙計量型灌溉控制器安裝：在現場確定合適的安裝位置，開挖控制器安裝孔，確保控制器安裝安全可靠，將控制器基座放入安裝孔，調平，灌入細石砼，細石砼硬化后安裝控制器外殼。

流量計安裝。安裝時首先確定安裝位置，滿足流量計前直管段大于10倍管徑，后直管段大于5倍管徑，將流量計接地端接入符合要求的專用接地體。水表安裝質量要求達到耐壓強度和嚴密性試驗結果符合設計要求和施工規范規定，位置、進出口方向正確，連接牢固、緊密，朝向合理、表面潔凈。

3）電纜敷設。先對電纜進行檢查，依照設計圖紙檢查電纜的型號、規格、長度符合要求；對電纜進行外觀檢查，表皮無破損，對電纜絕緣進行檢驗；對電纜敷設的支撐、橋架等進行檢查，牢固可靠，符合動力線和信號線敷設安全距離的要求，橋架施工過程中必須注意接地工作。

3 控制系統

1）消息采集系統。局域網絡全面采用TPLINK設備，按照千兆網絡接入，保障了監控數據的高速傳輸。農業水價綜合改革管理信息系統基于微軟net framework平臺架構進行設計開發，完全兼容新的操作系統。

系統全面借鑒了水利行業標準及有關國家標準：《水位觀測標準》（GBJ138-90）《水資源監控管理系統數據傳輸規約》（SL427-2008）《水文儀器總技術條件安全要求》（GB/T18523-2001）等，符合關于灌溉信息自動化信息化建設工作的各項要求。

2）GPRS通訊系統。GPRS資費便宜，計費合理；GPRS能更好地支持頻繁或少量突發型數據業務；通信質量穩定可靠；GPRS網絡接入速度快，提供了與現有數據網的無縫連接；增加新的用戶點無需進行拉線、埋線等工作。

3）機井水電雙計射頻計量控制系統。讀取每個用戶的射頻卡數據，并通過數學模型科學合理監測每個用戶的用水量；管理單位管理費用大幅減少，提高管理效率。除系統管理機需有人值守外，機井泵房無人值守，解放了勞動力，并相應減少管理人員工資支出；采用射頻卡進行水泵的開停控制，通過GPRS無線方式讀寫灌溉信息，可靠性高、操作方便、無機械觸點，防攻擊、防解密；計量準確，方式靈活：可以按電量、水量或時間進行計量收費，超出用水定額時自動停泵；余額不足報警功能。如果用戶卡內余額不足，控制器會自動發出報警；不同用水協會的射頻卡不能相互使用，即一個用水協會的卡不能到另一個用水協會使用；具有極強的電磁兼容性和極寬的電源工作范圍；具有防雷保護功能，確保控制器在雷雨季節安全運行。

水電雙控設備，可以折算出用電量與出水量之間的關系，通過平臺軟件計算出其它用水戶的用水量及泵站出水量。灌溉前，用水戶按照用水價格向村級管理員繳納水費，水管員通過IC卡充值管理機對用水戶IC卡進行充值，用水戶憑卡開啟射頻灌溉控制器，實現灌溉用水。用水戶基本充值水量為分配獲得的初始水權量，超過該限制指標需通過水權交易獲得額外的水權并承擔水權交易費用；超過灌溉定額的用水，除交納水權交易費外，還應交納超定額累進加價費、地下水資源費。

信息中心監控設備把接收的監測點報送的數據經過初步處理進入實時數據庫，并對自動測報的信息進行匯總。系統的實時數據庫隨時接收由站點發來的數據，同時把收到數據的時間及合理性判別的結果存入指定文件，可按用戶指定的時段間隔整理、存儲、打印。

4）軟件系統控制。系統采用模塊化設計，定制方便，便于管理；兼容性：系統跨平臺設計，兼容多種關系數據庫，適應客戶的軟硬件環境；高性能：采用數據庫連接池，滿足頻繁訪問的需求，采用緩存技術，提高系統整體性能；實時數據瀏覽，快速便捷；靈活全面的授權機制及安全控制：嚴格的權限控制，只有授權人員才能完成相應操作，授權采用分級授予方式，每個欄目的所有者可以定義其子欄目和信息的瀏覽、維護權限，可實現在統一信息平臺上的分部門管理；對在網絡上傳輸的數據加密，防止被截獲泄密；強大的日志功能，記錄用戶的各種重要操作，記錄系統的異常信息。

4 結語

農業水價綜合改革信息化平臺是在充分利用項目區水利信息化基礎設施基礎上，以農水信息化基礎設施建設為重點，建設相應的信息采集傳輸與存儲、共享、服務設施與機制，加強信息處理能力，初步實現信息的交換與共享，統一系統建設技術標準與規范，為水利管理工作提供現代化手段。