淺析民勤縣機井智能化發(fā)展的現(xiàn)狀與思考

范永軍

(民勤縣水務(wù)局一干灌區(qū)水利站,甘肅 民勤 733300)

1 智能化設(shè)施的意義

智能化是指使對象具備靈敏準確的感知功能、正確的思維與判斷功能以及行之有效的執(zhí)行功能而進行的工作。機井智能化控制器,具有自動化系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、計算機信息系統(tǒng)集成的計算機軟件設(shè)施[1]。

智能水泵控制器主要應(yīng)用在城市供水系統(tǒng)中的取水泵站、中途加壓泵站、自來水廠加壓泵站、小區(qū)供水、供暖加壓泵站的遠程監(jiān)控和管理。泵站工作的管理人員可以在遠程監(jiān)測水泵的工作狀態(tài)、運行參數(shù)、異常情況等。同時,還能夠遠程控制供水設(shè)備的啟動和停止。民勤水利部門引進高新節(jié)水企業(yè)的“機井智能水泵控制器”,和城市供水泵站的作用有著相似之處,工作原理大致相同。

石羊河流域下游的民勤縣,作為一個西北地區(qū)中沙漠化較嚴重的半干旱的水資源極度缺乏地區(qū)之一,地表水嚴重匱乏,地下水的開采利用率近乎超標。為了長久可持續(xù)生存發(fā)展考慮,積極響應(yīng)溫家寶總理提出的“絕不讓民勤成為第二個羅布泊”的號召和2013年2月,習近平總書記在甘肅視察時的強調(diào):“確保民勤不成為第二個羅布泊”的強力政策,唯一的補救措施只有控制地下水的開采利用率,從上游調(diào)蓄黃河水,壓減武威西營水庫的供水量,確保支援下游的民勤地下水的開采利用率。規(guī)定每年按時給民勤境內(nèi)的青土湖注水,確保地下水的補給 ,確保民勤的生態(tài)恢復和河湖生態(tài)復蘇。民勤歷史悠久,文化底蘊深厚,全縣僅憑紅崖山水庫,供給民勤的地表水灌溉沙海綠洲也是捉襟見肘。民勤人民時代勤勞,祖祖輩輩戰(zhàn)沙而居,壓沙治沙,頑強拼搏,永續(xù)生存。“民勤年降水量極少,分布不均;年蒸發(fā)量大,氣候干燥、干旱頻率高,屬典型的沙漠干旱氣候地區(qū)。”為了解決落實地下水的開采量,政府出臺政策,水務(wù)部門積極響應(yīng)與發(fā)達地區(qū)的高新技術(shù)節(jié)水設(shè)備企業(yè)洽談合作,專為民勤的地下水的管控制定協(xié)議,定制了地下水機井智能化設(shè)施——機井智能水泵控制器。

2 智能化設(shè)施的安裝使用及更迭運行

機井智能化控制器,在全縣各灌區(qū)的分期分批的安裝應(yīng)用,給各灌區(qū)用水戶的用水節(jié)水提供了優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)體系,給各灌區(qū)的用水節(jié)水管理工作提供了科學有效的依據(jù)保障。通過十幾年的不斷實踐應(yīng)用更新探索,使全縣各灌區(qū)的用水戶在不斷完善高效節(jié)水的用水過程中,有了很高的節(jié)水意識。自2007年始,在機井旁初裝了第一批SNQP型IC卡掛壁式薄片智能供水終端和HZQP_IC卡控制器,運行操作管理至2012年,因技術(shù)落后維修麻煩等原因淘汰;第二批ZYJZ_IC卡智能控制供水終端設(shè)施,因存在技術(shù)缺陷、使管控措施無法達到高效節(jié)水的目的,至2018年底被淘汰。2019年安裝的HZQP_DG01齒輪機械水表智能化控制終端和HZQP_DG02型智能化磁感應(yīng)超聲波水表控制器,于2019年一直運行至今,在不斷更迭,不斷完善,目前運行穩(wěn)定。第四批智能化控制設(shè)施,可以控制出水量,計劃用水量(水方)、自動保護(跳閘)、自動檢查出水口水量不足,水深不足、自動計量所消耗的水方、剩余水方保留顯示、水泵事故發(fā)生自保跳閘、電度消耗量計量、電量缺項跳閘保護等功能,控制器發(fā)生故障便停止運行,自身帶有保護處理裝置。給用水戶的偷水、無水方偷采地下水的不合法行經(jīng)案例的發(fā)生,設(shè)置了一定的屏障,偷水報警系統(tǒng)裝置為管理節(jié)水,提供了有利保障。

控制器的安裝步驟及過程:首先,在取水口用一定規(guī)模的模具按規(guī)定的標準,用混凝土預(yù)埋螺絲螺桿預(yù)埋件,等到28d養(yǎng)護期完成后,再進行柜體安裝。在機井出水口處的水管上,按照箭頭指示方向,正確安裝智能化超聲波磁感應(yīng)水表或磁感應(yīng)齒輪機械化水表(因為機關(guān)農(nóng)林場的機井智能化設(shè)施和社隊內(nèi)陸機井的智能化設(shè)施內(nèi)部構(gòu)造稍有區(qū)別),再把柜體準確的套放安裝到每個事先預(yù)制好的預(yù)埋件螺桿上,然后把各個預(yù)埋件上的螺桿和柜體安裝合適后將螺帽全部戴好、每個螺絲全部擰緊。其次,接入電源,三根進線接到柜子里的刀閘上端,刀閘的下端三根線接入電表,空氣開關(guān)的下端三根線接入水泵線 ,就可以把電流接通進入通電模式了。最后,進行處理智能化上的顯示屏幕的電腦操作、設(shè)置、輸入、刷水、合閘、出水。機井的水泵出水后要靜待6～8min,看智能化柜上的面板顯示屏是否下減水方。只要下減水方,基本正常,方可進入正常運行澆灌。設(shè)備安裝完成后移交機井產(chǎn)權(quán)所有人維護管理,并辦理相關(guān)移交手續(xù),由水電部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村社和農(nóng)民用水者協(xié)會共同監(jiān)督運行。高效節(jié)水機井智能化控制器的安裝,無論在內(nèi)地還是機關(guān)農(nóng)林場的所有機井上的普遍安裝使用,均為水利職工的管理節(jié)水,提供了以水表計量水費、電表數(shù)核準水表的合法依據(jù)。只要做到機井智能控制器的正常運行,就會為有效節(jié)約水資源夯實基礎(chǔ)。已安裝的設(shè)備屬于水資源管理設(shè)施,是水利工程。“任何單位、村社和個人有義務(wù)保障智能化設(shè)施的正常運行,不得擅自拆卸改裝設(shè)備、,設(shè)置旁通管避過計量設(shè)施非法取水,對違規(guī)規(guī)定的,依照《甘肅省石羊河水資源管理條例》的相接引電線和損壞鉛封關(guān)規(guī)定,責令限期改正,并處一萬元以下罰款。情節(jié)嚴重,構(gòu)成犯罪的,由公安機關(guān)依照《中華人民共和國刑法》的有關(guān)規(guī)定依法追究刑事責任。”

3 智能化設(shè)施的管理運行及維修成本

民勤區(qū)域內(nèi)各灌區(qū)統(tǒng)一規(guī)范用水程序,加強水電共管,統(tǒng)一實行用水計劃申請制度。用水程序為:用水戶按照配置內(nèi)的計劃用水量,配置輪次水量表提出申請,協(xié)會核對加注意見,所在轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)水資源辦公室審核、批復并加蓋公章,水管單位加注批準意見且加蓋公章并簽字,方可刷卡充值。

維護維修是智能化控制器在應(yīng)用過程中時常運用的方法,實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測、邏輯控制的基礎(chǔ)和指標。智能化設(shè)施初裝運行的前期階段,用水戶并不熟悉智能化控制器的運行操作。連最基礎(chǔ)的刷水輸入都不會,要水利職工多次上井刷水、操作,給用水戶手把手的傳授刷水用水知識及啟閉機井的要領(lǐng)。由于民勤地處沙漠地區(qū),機井智能化控制器在地下水的抽取應(yīng)用過程中,時常會發(fā)生翻沙的情況,沙子時常會把水表堵塞而齒輪不走數(shù),造成智能化控制器跳閘的故障發(fā)生。水利職工接到農(nóng)民用水戶或機關(guān)單位用水戶的跳閘電話告知后,迅速啟動自費的交通工具——汽車或者摩托車飛速到達發(fā)生故障的機井,進行故障排查、維修。確定是水表不走數(shù)的情況下,關(guān)閉電源進行拆卸維修,沙子清理、齒輪電磁感應(yīng)器的更換維修、重裝,然后等待水表轉(zhuǎn)動、走數(shù)正常,面板顯示屏顯示下減水方正常,方可判斷控制器一切功能運行正常;智能化控制器有時出現(xiàn)跳閘,會存在無水方跳閘或電壓缺項跳閘等情況,用水戶不會看顯示屏面板上是否有水方或電壓不足跳閘而打來電話反映是智能控制器壞了。水利職工到了井上查看無水方后告知用水戶,讓其重新批水、再刷水就會正常;智能化控制器有時會出現(xiàn)控制器主板壞了,變壓器燒毀、交流觸頭燒毀、傳感器壞了等等多種不確定因素的情況發(fā)生,進行配件更換維修之后就可正常出水澆灌。水利職工,單位規(guī)定不收取維修工時費用,只為廠家代收維修產(chǎn)生的配件費用。若是廠家人員預(yù)約上井維修服務(wù),不光收取配件費用,還要收取服務(wù)工時費。在時間上做不到隨叫隨到,還會耽誤用水戶的澆灌最佳時間,會給用水戶的農(nóng)作物帶來減產(chǎn)或別的影響。用水戶常常因為維修配件費用而鬧騷滿腹,不能接受配件費用而發(fā)生抵觸情緒,水利職工還要耗時費舌的不斷解釋,耗時又費財。更麻煩的就是出現(xiàn)水泵燒壞而發(fā)生啟動就會跳閘的情況,這是最耗時的。無論是刮風還是30多度高溫的焦陽日曬,水利職工都要去上井打開智能化控制柜,然后配合用水戶全部拆卸各個螺絲,拆除各種電源線 ,移除控制器柜,搬離出水口的位置,讓其拔泵、提泵、進行維修,然后等待水泵維修好后再重新安裝,猶如初裝一般復雜。最后調(diào)試直到水泵出水正常,顯示屏幕下減水方正常,方可離開。從春天到冬天,只要機井用水出水,這樣不間斷的故障就會發(fā)生,我們水利職工就要不間斷的去上井維修。維修更換燒壞的配件,上井開柜拔泵等產(chǎn)生的諸多費用,不僅給用水戶帶來了經(jīng)濟上的負擔,還會給水利職工也產(chǎn)生不必要的出行成本。

4 智能化控制設(shè)施的壽命

智能化控制器的壽命不長,一般就是5～6a。機械化水表老化腐蝕嚴重,柜體底部貼近井口長年潮濕而銹蝕脫落損壞,控制器面板觸摸屏經(jīng)常風吹日曬出現(xiàn)卡頓不靈,超聲波水表電池壽命到期后而不走數(shù),機械水表水表頭損壞,控制器內(nèi)部電路板出現(xiàn)氧化損壞等等問題,時有發(fā)生,層出不窮。定期更換地下水控制設(shè)施是解決當下抽取地下水問題的首要方法。

5 智能化控制器的優(yōu)缺點

5.1 智能化控制器的優(yōu)點

1)智能化控制器柜體界面有電腦模塊顯示屏。它能顯示水量信息,是實現(xiàn)水量自動控制的關(guān)鍵設(shè)備,具備顯示用戶號、水量、控制機井運行、滿足應(yīng)急供水、防盜水報警、保護水泵電機的功能,支持觸摸設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢、運行狀態(tài)查看等多種功能。

2)智能控制器有超聲波電磁感應(yīng)智能水表。智能水表是水量的計量儀器,安裝在井口的出水管上,主要是能把采集的水量信息,通過電磁感應(yīng)把脈沖信號傳輸給智能控制器,是控制水量的唯一數(shù)據(jù)。還可以將水量余額顯示在顯示屏上,若是水表一旦堵塞,信號傳訊線路就會中斷傳輸,智能控制器就會立刻跳閘斷電 ,水表停止工作。

3)智能控制器自帶智能卡管理功能。智能卡具有把水量儲存,信息傳遞和刷卡取水的功能。一臺控制器一個碼,具備讀寫、存儲、信息保密功能,同時具有防磁、防靜電、防水、防潮的功能。管理卡是水利職工管理控制器用于查詢機井信息、用戶信息、控制器水表運行數(shù)據(jù)等管理控制器的主要工具。

4)智能控制器有防偷盜水報警功能。對地下水的節(jié)水措施的管控起到積極的管理監(jiān)督作用,無水方、不出水。防偷水事件發(fā)生報警,杜絕了無水方偷水的不合法取水行徑發(fā)生。

5)智能化控制器減少了從前收費難、計量不準的難題。只要智能化控制設(shè)施正常,水泵不壞的情況下可以做到澆灌用水正常運行。還可以使用水戶配合合理種植、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)、節(jié)水滴灌帶設(shè)施的鋪設(shè)運行,達到了真正意義上的節(jié)水。

5.2 智能化控制器的缺點

1)智能化控制器的維修配件成本高。給水利職工增加了下鄉(xiāng)下隊上井服務(wù)的交通成本和工作量。

2)智能化控制器維修配件的費用難收取。機井里的水泵壞了,必須要上井拆柜,拔泵維修好后再重新安裝耗時、耗費巨額的交通成本,給水利職工增加了不必要的支出出行成本(基層一線的水利職工是沒有車補的,只有機關(guān)里的職工才有,基層職工全是自費交通工具上井服務(wù)的)。

3)智能化控制器配套的機械化水表易壞頻率高、不具有自動傳輸信號功能。智能化控制器柜內(nèi)的許多電子版配件易燒壞,大量配件易損易壞,控制器內(nèi)的電路板常出現(xiàn)氧化損壞。

4)智能化柜體易導電,不安全,給職工維修造成不確定的傷害。為了水利職工的上井服務(wù)的成本開支節(jié)源,民勤縣水利部門的高層領(lǐng)導,可以考慮安裝技術(shù)先進、成熟、安全可靠的遠程遙控的先進節(jié)水設(shè)施。用水戶只充值刷卡,水電共用一張卡,沒費只停水不斷電。水方余額全顯示,可查看,簡單方便。避免了水泵損壞職工上井開柜,等待水泵修好后的再下井,重裝柜體的煩惱與眾多耗時費財?shù)穆闊＿x擇“以電折水/水電雙計的智能機井控制器,機井計量灌溉用水和用電量,還可以計算出以電折水系數(shù),監(jiān)測地下水位及出水壓力。”遠程遙控能夠?qū)崿F(xiàn)灌溉管理自動化,可采用用水量、用電量或灌溉時間來計算,從而收取灌溉費用,提高水資源的利用效率。

6 結(jié) 語

利用智能機井灌溉控制器不僅使管理部門實現(xiàn)先收費,后灌溉的管理目標,也可使農(nóng)民用水戶達到借助IC卡自助澆地的目的,可以解決農(nóng)業(yè)灌溉管理中長期存在的電費、水費計量不準,拖欠灌溉費用,防止浪費水資源的難題。為地下水開采管理提供可靠數(shù)據(jù),為缺水地區(qū)的水量超采制定可行性方案,為完成新時代節(jié)水、管控、監(jiān)督補足短板,為民勤的生態(tài)恢復和河湖生態(tài)復蘇加油助力!