古浪縣黃花灘灌區水量計量系統技術方案選比

李曉云

(古浪縣水務局大靖河水管處，甘肅 古浪 733103)

1 工程概況

古浪縣黃花灘引黃灌區控制灌溉面積8.62萬畝(1hm2=15畝)，骨干渠系由干渠、分干渠、支渠三級渠道組成。干渠總長30.56km，設計流量5.09m3/s，加大流量6.36m3/s；干渠設兩級提水泵站，均裝機4臺(套)；全灌區共布置3條分干渠，從干渠尾端取水，總長48.08km，設提灌分干渠泵站一座，裝機3臺(套)；提灌分干渠共控制9條斗渠。灌區內渠、路、林、田配套完善，交通四通八達，移動通信網絡覆灌區。由于灌區內缺乏水量計量設備，灌溉用水量無法及時準確進行計量，造成水費收取難，水量計量標準不統一等眾多困難，為滿足水量計量要求，按照計量公平、公開、公正原則，建設水量計量系統顯得至關重要。本次計劃在灌區內節水灌溉配套完善的3萬畝地塊上實施水量計量系統項目。主要完成監測中心1處，各支、斗口配套安裝水量監測點818處。

2 水量計量系統技術方案選比

2.1 數據采集方式的方案

方案一：人工現場數據采集方式(人工手持機無線抄表方式)。

手持機無線抄表系統充分整合433MHZ射頻通信技術和微電腦信息處理技術，抄表方式由抄表員到現場后通過人工手持機無線抄表一鍵抄表，將數據直接傳入終端，不僅減少了抄表工作量大、縮短抄表周期、提高抄表效率，而且避免了人工抄表的估抄、漏抄和錯抄現象，保證了抄表數據的準確性，給抄表工作帶來了方便。

方案二：遠程數據采集方式。

水量監測供水管網遠程監測系統主要由監測中心、通信平臺、監測終端、流量儀表組成。

(1)監測中心：監測中心站設備包括通信控制機、中心站數據庫服務器、應用服務器和安裝了應用軟件的工作站，安裝和部署在灌區監測中心，用來監視和測量安裝在遠程現場的傳感器和設備，負責對現場信號的監測。RTU定時或實時采集水量數據，通過通信單元傳送到監測中心，由通信控制機接收，直接轉發或暫存后轉發到數據庫服務器中存儲，水量監測管理應用軟件通過監測點不同時間點的水量數據。(2)通信平臺：在局域網內完成監測中心、各職能部門之間數據傳輸；監測點與監測中心之間采用GPRS無線通信。(3)遠程測控終端的主要功能：一是采集管網流量、流向、電池電壓等數據；二是將采集數據主動上報到監測中心；三是支持定時上報和監測數據超限上報，現場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數據及工作參數；四是數據存儲間隔、數據上報間隔可以設置；五是支持遠程升級設備程序、設定參數。

2.2 監測點井內測控終端供電方式的比選

方案一：采用高能鋰電池組供電方式。

在監測井井壁上安裝防水外罩，微功耗測控終端放置在防水罩內，流量計信號線接在微功耗測控終端自帶的防水接線盒上。高能鋰電池主要參數：額定容量為900mAh、標準電壓為3.6(V)V，適用類型為智能水表、氣表、電表。

方案二：采用太陽能蓄電池組供電方式。

金屬防護箱安裝在金屬桿上，將微功耗測控終端、開關電源、蓄電池等集成在金屬防護箱內。

方案比選：太陽能蓄電池組供電系統應用有時間間歇，受氣候環境影響較大，在晚上或者雨天無法發電或發電量比較少，投資較高，且面廣點多后期維修、管理不便。綜合比選，本方案井內測控終端供電方式推薦采用高能鋰電池組供電方式。

2.3 監測點管道水量測量設備的比選

方案一：智能水表。

智能水表可對用水量進行記錄和電子顯示，按照約定進行控制用水量，并且自動完成階梯水價的水費計算，數據傳遞和交易結算通過IC卡進行，具有交易方便，計算準確，可利用銀行進行結算的特點，其價格經濟合理，但灌區黃河水含沙量大，長期對水表葉輪有磨損，易造成水表故障。

方案二：電磁流量計。

電磁流量計是一種測量體積流量的儀表，優點是流量的測量不受流體的密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，測量精度高，測量范圍大，變送器的口徑從2.5mm～2.6m；無機械慣性，反應靈敏，可將測量信號直接用轉換器線性地轉換成標準信號輸出，就近傳送和遠距離傳送皆可。

方案比選：由于古浪縣黃花灘要建設高標準節灌示范區，安裝、維護資金充足，水源為高含沙量黃河水，對水量測量準確度要求高，綜合考慮上述3種儀器的優缺點以及投資成本，監測點管道水量測量設備推薦采用電池供電的電磁流量計。

2.4 監測點監測井材料選擇

監測點管道均為埋設，埋深1.5～2.0m，電磁流量計需安裝在設備井內，以方便信息采集、維護、檢定。設備井材料采用混凝土、磚砌體、PE材料進行比選。現澆混凝土井結構受力條件好，防滲防潮，但施工期長，造價偏高；磚井造價較經濟，但井內環境潮濕，影響流量計正常運行；PE一體井安裝方便快捷，節省工期，亦防滲防潮，造價經濟。

方案比選：監測點監測井推薦采用PE一體井。

灌區水量計量系統經過以上4個方面技術經濟比選后，本方案推薦采用計量準確、運行管理方便的遠程數據采集、高能鋰電池組供電、電磁流量計測流的水量計量系統。

3 結語

根據方案選比推薦的水量計量系統技術方案，通過灌區水量計量系統項目的實施，為灌區科學供水、優化配水和合理用水提供基礎保障，可使灌區建立水費管理系統，實行計劃用水，實時供水，按方計費的工作體系，減少收費環節，降低供水成本，同時增加了水費計收的透明度，提高水戶滿意度，提高水費收取率。還可以有效地提高灌區管理的科學決策水平和管理效率，為灌區水量計量自動化全面技術升級和推廣提供水量計量系統技術方案。