新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第七師地下水計量系統(tǒng)運行簡析

張浩然

摘?要：新疆作為水資源欠缺地區(qū)，其地下水的管控與節(jié)約尤為重要。本文通過地下水計量系統(tǒng)的框架建設(shè)以及其總體功能出發(fā)，介紹了地下水計量系統(tǒng)的總體方案。

關(guān)鍵詞：新疆?地下水?計量系統(tǒng)

中圖分類號：TB9??文獻標(biāo)識碼：A????文章編號：1003-9082（2020）08-0-02

前言

針對當(dāng)前水資源過度開發(fā)、粗放利用、水污染嚴(yán)重三個方面的突出問題，我國確立的水資源管理“三條紅線”，主要是嚴(yán)格控制用水總量過快增長、著力提高用水效率、嚴(yán)格控制入河湖排污總量。新疆作為干旱嚴(yán)重缺水地區(qū)，管控和節(jié)約水資源顯得尤為重要，嚴(yán)格執(zhí)行“三條紅線”管理好地下水的任務(wù)顯得更加緊迫。新疆地下水資源利用不平衡，地下水超采區(qū)主要分布在經(jīng)濟發(fā)達或水資源緊缺的哈密盆地、吐魯番盆地、天北經(jīng)濟帶、塔城盆地年超采量約17.2億立方米，而地處天山北坡經(jīng)濟帶的新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第七師在地下水資源開采管控顯得更為緊迫和重要。為做好節(jié)約水資源工作，除采取各項節(jié)水措施外，應(yīng)從根本上做好取水總量的控制，遏制地下水資源的無序開采，安裝地下水計量設(shè)施，嚴(yán)格執(zhí)行灌溉定額取用水管理，按方收費。

第七師奎屯河管理處為進一步做好開采地下水資源工作。為了保障地下水供水安全，建設(shè)節(jié)水型社會，提高地下水供水信息準(zhǔn)確可靠性、時效性和可視性，利用已建設(shè)的地下水信息設(shè)備，建立統(tǒng)一的提供地下水源井信息實時監(jiān)控和信息管理等服務(wù)的地下水資源管理平臺，切實解決地下水資源管理中所面臨的問題，全面提高奎屯河管理處地下水管理的現(xiàn)代化水平，為七師社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供強大的技術(shù)支撐。

一、地下水計量系統(tǒng)的框架建設(shè)

計量設(shè)備主要包括套機井控制計量設(shè)備（含智能水表、井電雙控控制器、監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件平臺）的購置及安裝。

二、地下水計量系統(tǒng)總體功能

設(shè)備基本原理

井電雙控設(shè)備是“以水定地、以電控水”，落實最嚴(yán)格水資源管理的技術(shù)支撐，包括計量控制箱和無線超聲波水表，其中計量控制箱由斷路器、互感器和計量控制器等組成。實現(xiàn)機井用水量、用電量和運行時間同步計量，相互驗證，故障保障和自動禁止取水等功能。

1.配電箱取電

配電箱的強電輸出電纜直接接入計量控制箱內(nèi)，確保機井用電不能繞過計量控制箱;

2.電量計量

通過互感器和電量計量模塊實現(xiàn)供電電壓、電流監(jiān)測和電量計量，提供缺相、過壓和過泵保護功能;

3.水量計量

采用無線超聲波水表，實現(xiàn)用水量的精確計量和可靠運行斷路器控制：斷路器能夠接收斷電控制，實現(xiàn)禁止取水功能，同時輸出供電開關(guān)狀態(tài);

4.IC卡操作

IC卡是在GPRS不能覆蓋的地方機井的備用充值用水方案，也是一井多用戶實現(xiàn)分戶計量用水的有效辦法;

5.遠程通信

通過GPRS和井電雙控管理平臺實現(xiàn)遠距離通訊;

6.水泵控制

方便取水戶遠程計量控制水泵，取水用戶可選配。

7.供電系統(tǒng)采用雙電源供電（網(wǎng)電和太陽能）

當(dāng)網(wǎng)電有電時，采用電網(wǎng)的電源為設(shè)備供電，當(dāng)電網(wǎng)沒有電時，采用蓄電池供電，用太陽能電池板為蓄電池充電。

三、地下水計量系統(tǒng)總體運行方案

井電雙控計量控制系統(tǒng)是水利信息化中灌區(qū)信息化系統(tǒng)中一個部分。除了建設(shè)布設(shè)在田間的出水管只能水表外，需要安裝在抽水井電源上的控制器，通過控制器把現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接收軟件，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一入庫到奎屯河管理處中心機房的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。建設(shè)奎屯河管理處地下水水資源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)奎屯河管理處地下水源井基本數(shù)據(jù)、用水水量實時監(jiān)控，綜合報表、水費征收等方面業(yè)務(wù)的一體化管理。運用通信技術(shù)、計算機技術(shù)、水量監(jiān)測技術(shù)、電力控制自動化技術(shù)等構(gòu)建一套先進的管理和控制系統(tǒng)。

地下水信息化系統(tǒng)：水量、電量、工況信息采集、電路控制、通信傳輸、數(shù)據(jù)接收處理與監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫、地下水管理應(yīng)用系統(tǒng)（管理、繳費、APP、運維等）

主要包括設(shè)備層（信息采集與控制）、傳輸層（通信傳輸）、平臺層（數(shù)據(jù)匯集平臺、應(yīng)用支撐平臺和數(shù)據(jù)庫）和應(yīng)用層（軟件應(yīng)用系統(tǒng)），詳見下圖。

1.設(shè)備層

是本項目建設(shè)最為關(guān)鍵的底層，每一眼取水機井安裝一套井電雙控控制箱和用水計量設(shè)施。實現(xiàn)用水量的精確計量、電量參數(shù)和取水時間的準(zhǔn)確測量，用水量超限自動斷電，禁止取水。

2.傳輸層

用水計量設(shè)施與井電雙控控制箱之間采用現(xiàn)場無線通信，不需要布線和運行費用;井電雙控控制箱與井電雙控計量管理平臺采用GPRS通訊，實現(xiàn)遠程雙向傳輸，沒有GPRS信號覆蓋的地方，采用IC卡模式。

3.平臺層

井電雙控智能計量管理平臺實現(xiàn)用水計量控制、水費征收、運行維護和地下水取用業(yè)務(wù)管理。

4.應(yīng)用層

地下水管理所負(fù)責(zé)機井用水計量控制的統(tǒng)一協(xié)調(diào)、水政執(zhí)法、取水定額分配、用水收費等工作;承包商或業(yè)主組建專業(yè)的運行維護組織負(fù)責(zé)井電雙控系統(tǒng)的運行維護、現(xiàn)場巡查等工作;取用水戶負(fù)責(zé)依法取水和井電雙控設(shè)備的安全。

通過該系統(tǒng)運行可以更好、更高效地提高地下水整體管理工作，管控全師地下水資源開采量;為全師科學(xué)開發(fā)地下水，合理運用地下水資源，更好地保護生態(tài)環(huán)境，提供更為客觀的依據(jù)和決斷，促進地下水資源管理工作健康平穩(wěn)發(fā)展。

參考文獻

[1]柴帥.區(qū)域地下水?dāng)?shù)字化計量系統(tǒng)[D].北方工業(yè)大學(xué)，2018.

[2]袁普生，殷春霞，王丹.國外地下水取水計量設(shè)備和技術(shù)發(fā)展概況[J].中國水利，2009（03）：65.