農村飲水工程信息化建設探討

趙克潤

摘要 “數字供水”是供水單位服務理念、管理水平的體現。本文對武威市涼州區鄧馬營湖農村飲水工程信息化建設的概況、建設目標、建設方案進行了介紹，可以看出，本農村飲水工程實現了“采集自動化、傳輸網絡化、集成標準化、管控一體化、決策智能化”的目標，切實提高了工程運行管理水平，為全區飲水工程信息化建設積累了經驗。

關鍵詞 農村飲水工程；信息化；建設

中圖分類號 S277.7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）15-0156-01

1 工程概況

鄧馬營湖位于騰格里沙漠西南邊緣，距武威市區60 km，是涼州區實施高深山區農牧民“下山入川”移民搬遷安置區。2014年建成了集中式供水工程，通過提取深層地下加壓供水到戶，解決了6 861人及8萬多牲畜的飲水問題。工程設計供水規模為4 856.61 m3/d。主要建設96 m水源深井4眼，修建機井管理房4間80 m2，新建1 000 m3清水池4座、管理房326.41 m2、加壓泵房及設備間130.39 m2，配套250QJ100-54/3型提水泵4臺、IRC100-160（1）型加壓泵3臺、安裝200KVA變壓器1臺、輸電線路0.8 km、25 kW自藕啟動柜4 套、1自動變頻裝置1套、次氯酸鈉消毒設備1套，鋪設UPVC管道81.527 km。為提升農村飲用水供水工程管理水平，實現供水調度信息化、數字化、流程化，結合供水工程建設實際，實施了鄧馬營湖供水工程信息自動化，對工程的運行狀況實時進行遠程監測和控制。

2 系統建設目標

一是實現水源井的遠程監控和啟停，并能讀取水泵工作電流、電壓和泵運行狀態、故障信息；實現消毒設備、變頻加壓泵站的自動化控制運行。二是實現凈水廠中控室、消毒間、變頻控制室、水泵機組、清水池、水源井和廠區的視頻監控。三是在供水主管上安裝智能流量計，計量水廠供水量；遠程設11個管網監測點，檢測流量、壓力，安裝電動閥門實現監控點遠程控制閥門的開啟和關閉[1]。主要節點安裝智能計量設施，實現用水戶刷卡交費和供水遠程監控。四是設置自動化控制中心，安裝工業計算機、顯示器和視頻監控主機，能實現數據及報表的記錄、存儲、查詢和打印，并配置用戶刷卡收費終端。

3 系統建設方案

針對工程建設的實際情況，鄧馬營湖飲用水供水自動化系統建設分2層。一層是水廠供水設備自動化監控和遠程管網監控，水廠供水設備包括4眼水源井、4座清水池、3臺加壓泵、1臺次氯酸鈉發生器、1套變頻控制系統。主要監控的數據包括水泵電流、電壓、供水壓力、供水流量、出廠水余氯和清水池水位以及管網監控點壓力、流量監控；控制點包括水源井水泵的自動啟停控制、消毒設備的自動啟停控制、變頻泵自動啟停控制以及遠程管網監控點閥門的開啟與關閉，并能實現故障自動報警。另一層是視頻監控，系統采用數字化網絡電視監控系統，進行大容量錄像、存儲的同時進行畫面分割、切換，攝像機的旋轉、聚焦、拉近、拉遠，用以實現科學化管理。

3.1 自動化控制系統設置

3.1.1 水源井控制。水源井依據清水池水位高低控制水泵的啟停，設置水位上限控制點1個、下限控制點3個。在水位達到上限時水泵自動停止，下限水位時自動啟動其中3 眼水源井、1眼備用。配置軟啟動柜、多功能電參數智能監控表和PLC控制柜，用于監控水泵工作電壓、電流、用電量及水泵啟停、運行狀態和故障報警，同時控制4眼機井定時輪換工作。并與中控室串口服務器通過光纖連接實現數據傳輸與指令執行[2]。

3.1.2 廠區控制。廠區主要監控變頻設備、加壓泵站、次氯酸鈉消毒設備的運行，采集清水池水位、供水流量（瞬時量、累積量）、供水壓力和出水余氯。在變頻控制室、泵房和消毒間安裝PLC控制柜，通過光纖與中控室連接，實現數據傳輸、指令執行和故障報警。配置采集擴展模塊采集水池水位、供水壓力、供水流量、出廠水余氯和水泵工作時間。設定水泵工作時間，自動調節輪換工作。根據清水池的進水量和采集的出廠水余氯，實現次氯酸鈉發生器自動化控制運行[3]。

3.1.3 管網遠程檢控系統。管網遠程監控設檢測點13個，采用太陽能供電方式。每個檢測點根據需要安裝電動蝶閥、壓力傳感器、智能水表等，對檢測點壓力、流量（瞬時量、累積量）采集和閥門進行控制。監控點各檢測點測控終端將現場采集數據通過組建網采用無線局域網，實現數據傳輸、指令執行和故障報警[4]。

3.2 視頻監控系統

系統采用數字化閉路電視監控系統，水源井安裝4臺，前院安裝1臺，大門口安裝1臺智能網絡高速球機；中控室、消毒間、泵房、變頻室各安裝1臺高清紅外夜視半球攝像機。各點視頻信息通過光纖傳輸到控制中心，實行24 h全天候監控，并能對異常情況進行報警，保障水廠安全運行[5]。

3.3 中心控制室

控制中心主要實現對各分站的遠程監控與調度，主要由工業計算機、顯示器、UPS電源、視頻服務設備、網絡交換設備、報警系統、數字硬盤錄像機及中控操作臺組成。中心控制室將各站點發送的數據采集到數據服務器，通過監控軟件以數據、圖像、圖表和曲線等多種方式顯示出來，為運行管理人員供水調度、預警處理提供科學決策依據，并對數據存儲記錄，以方便調用和歸檔統計。客戶端交費系統配套完整。

3.4 防雷接地系統

加裝防雷接地網、避雷器、過壓保護器、屏蔽電纜等措施，設置防雷接地系統，防止雷電等因素對監控系統的破壞。

4 結語

總之，通過涼州區鄧馬營湖農村飲水工程水廠、管網信息化、自動化建設，實現了“采集自動化、傳輸網絡化、集成標準化、管控一體化、決策智能化”的目標，切實提高了工程運行管理水平，確保了工程的安全運行和效益的長期發揮，為全區飲水工程信息化建設積累了經驗。

5 參考文獻

[1] 張海軍.淺談臨夏州農村飲水安全工程中信息化管理措施[J].農業科技與信息，2017（12）：26.

[2] 孫紅星.桓臺縣農村飲水安全信息化系統開發與應用[D].濟南：山東大學，2015.

[3] 白焱，陸圣女，巴勇強.淺談農村飲水安全工程信息化系統的設計[J].內蒙古水利，2014（5）：74-75.

[4] 郭明萍.雞傳染性支氣管炎幾種弱毒疫苗的免疫保護作用比較[D].雅安：四川農業大學，2013.

[5] 王志明.新疆農村飲水安全工程信息化建設探索[J].中國水利，2010（13）：58-59.endprint