古浪縣黃花灘灌區(qū)水量計量系統(tǒng)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(qū)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(qū)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(qū)內渠、路、林、田配套完善，交通四通八達，移動通信網(wǎng)絡覆灌區(qū)。由于灌區(qū)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(tǒng)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(tǒng)顯得至關重要。本次計劃在灌區(qū)內節(jié)水灌溉配套完善的3萬畝地塊上實施水量計量系統(tǒng)項目。主要完成監(jiān)測中心1處，各支、斗口配套安裝水量監(jiān)測點818處。

2 水量計量系統(tǒng)技術方案選比

2.1 數(shù)據(jù)采集方式的方案

方案一：人工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方式(人工手持機無線抄表方式)。

手持機無線抄表系統(tǒng)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(xiàn)場后通過人工手持機無線抄表一鍵抄表，將數(shù)據(jù)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(xiàn)象，保證了抄表數(shù)據(jù)的準確性，給抄表工作帶來了方便。

方案二：遠程數(shù)據(jù)采集方式。

水量監(jiān)測供水管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測中心、通信平臺、監(jiān)測終端、流量儀表組成。

(1)監(jiān)測中心：監(jiān)測中心站設備包括通信控制機、中心站數(shù)據(jù)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(qū)監(jiān)測中心，用來監(jiān)視和測量安裝在遠程現(xiàn)場的傳感器和設備，負責對現(xiàn)場信號的監(jiān)測。RTU定時或實時采集水量數(shù)據(jù)，通過通信單元傳送到監(jiān)測中心，由通信控制機接收，直接轉發(fā)或暫存后轉發(fā)到數(shù)據(jù)庫服務器中存儲，水量監(jiān)測管理應用軟件通過監(jiān)測點不同時間點的水量數(shù)據(jù)。(2)通信平臺：在局域網(wǎng)內完成監(jiān)測中心、各職能部門之間數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測點與監(jiān)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(wǎng)流量、流向、電池電壓等數(shù)據(jù)；二是將采集數(shù)據(jù)主動上報到監(jiān)測中心；三是支持定時上報和監(jiān)測數(shù)據(jù)超限上報，現(xiàn)場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數(shù)據(jù)及工作參數(shù)；四是數(shù)據(jù)存儲間隔、數(shù)據(jù)上報間隔可以設置；五是支持遠程升級設備程序、設定參數(shù)。

2.2 監(jiān)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(jiān)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(shù)：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(tǒng)應用有時間間歇，受氣候環(huán)境影響較大，在晚上或者雨天無法發(fā)電或發(fā)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(jiān)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(shù)據(jù)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(jīng)濟合理，但灌區(qū)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(yōu)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(jié)灌示范區(qū)，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(yōu)缺點以及投資成本，監(jiān)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(jiān)測點監(jiān)測井材料選擇

監(jiān)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(xiàn)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(jīng)濟，但井內環(huán)境潮濕，影響流量計正常運行；PE一體井安裝方便快捷，節(jié)省工期，亦防滲防潮，造價經(jīng)濟。

方案比選：監(jiān)測點監(jiān)測井推薦采用PE一體井。

灌區(qū)水量計量系統(tǒng)經(jīng)過以上4個方面技術經(jīng)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(shù)據(jù)采集、高能鋰電池組供電、電磁流量計測流的水量計量系統(tǒng)。

3 結語

根據(jù)方案選比推薦的水量計量系統(tǒng)技術方案，通過灌區(qū)水量計量系統(tǒng)項目的實施，為灌區(qū)科學供水、優(yōu)化配水和合理用水提供基礎保障，可使灌區(qū)建立水費管理系統(tǒng)，實行計劃用水，實時供水，按方計費的工作體系，減少收費環(huán)節(jié)，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(qū)管理的科學決策水平和管理效率，為灌區(qū)水量計量自動化全面技術升級和推廣提供水量計量系統(tǒng)技術方案。