淺析井電雙控管理地下水資源

魏欽羅

（新疆沙灣縣柳樹溝水庫管理站,新疆 沙灣 832100）

1 實行井電雙控管理地下水資源的目的

加強水資源開發利用，規范管理和依法治理，實現地下水資源合理利用、高效配置和科學保護，為當地經濟社會可持續發展提供保障，各地水利局加強了對機電井取水的管護，以實現依法管理、總量控制、定額管理，達到節約用水、依法取水的目的，確保地下水開采量只減不增，達到“三條紅線”控制指標要求。

為了對機電井的管控更加有效，實施井電雙控來精準計量，避免了用戶對計量的異議，同時又具備監測的功能，可精準到天的取水量，便于統計核算，利于定量、定額核算。

2 基本情況

2.1 地理位置

沙灣縣位于新疆西北部，準噶爾盆地南緣，天山北麓，東距自治區首府烏魯木齊185 km，轄區面積1.31 萬km2。沙灣地處北疆要沖，古絲綢之路4 處驛站在沙灣境內。歐亞第二大陸橋北疆鐵路和國防、烏伊、呼克公路自東向西橫穿沙灣縣南、中、北，為烏魯木齊通往伊犁、塔城、阿勒泰的交通要道，是新疆通往歐洲的必經之地。沙灣縣東接石河子市、瑪納斯縣隔河相望;南到依連哈比爾尕山分水嶺，與和靜縣毗連;西至巴音溝、開干齊、小拐烏蘇市、克拉瑪依市、奎屯市接壤；北至古爾班通古特沙漠，與和布克賽爾蒙古自治縣為鄰。

2.2 地形地貌

沙灣縣地勢南高北低，南部為天山支脈依連哈比爾尕山，中部為山前洪積—沖積綠洲平原，北部為古爾班通古特沙漠。

2.3 氣候

沙灣縣屬大陸性中溫帶干旱氣候，年平均氣溫為6.3℃～6.9℃，全年太陽實照時數為2800 h～2870 h，≥10℃積溫3400℃～3600℃，無霜期170 d～190 d，年降水量140 mm～350 mm，年蒸發量為1500 mm～2000 mm。

2.4 水資源

沙灣縣轄區有六條河流，自西向東分別為巴音溝河、金溝河、寧家河、瑪納斯河、大小南溝河、沙灣河。除沙灣河是由金溝河、寧家河的地下徑流溢出形成的泉水河以外，其余均發源于南部天山山脈高山及中低山區，由冰川融水、雨、雪水混合補給匯流而成。多年平均年徑流量20.78 億m3，可利用水量僅有5.77 億m3，占縣境內總水量的27.8%。

3 井電雙控監控水資源的重要環節

3.1 建設技術線路

該水資源物聯網監測系統的建設遵照“全面規劃、分步實施、先行試點、逐步擴展”的原則進行。在監測的基礎上，以大量的綜合信息為基礎，采用現代水資源管理數學模型，為水資源的管理提供決策支持。這種模型勢必突破“就水論水”局限，體現經濟與社會發展-資源-環境的協調統一，體現水資源的可持續利用原則，體現“依法治水”的原則。確保系統具有“功能實用、技術先進、安全可靠、操作簡便、界面友好、開放性強”的特點。系統建設的技術路線如下：

1）運用物聯網技術將計量終端獲得的水量數據信息傳輸到水資源監控中心；采用以太網技術搭建水資源監控中心的高速計算機局域網；采用大屏幕拼接技術構建信息展示平臺；建立并完善整個水資源監控中心的環境建設。

2）依據“統一規劃、統一標準、統一設計、數據共享”的原則，綜合運用數據庫等技術搭建基于網絡平臺的水資源綜合數據庫，整理存儲各種水資源監測采集信息，為搭建整個水資源監控管理系統提供信息支持。

3）綜合運用WebGIS技術和.NET等網絡編程技術搭建B/S結構的水資源信息服務平臺，通過互聯網實時為管理部門和用戶提供各種水資源信息服務。

3.2 機電井監測系統優勢特點

該機電井監測系統是基于現代農業物聯網技術而設計的一套管理系統，既能保證管理的需要，也能滿足科學的管理需要。采用遠傳型高精度計量的超聲波流量計，徹底滿足機電井的計量需要，避免了用戶對計量的異議。采用超聲波計量技術，不受水中沙石雜質的影響，不會被水中的沙子卡死，使用壽命長，避免了重復投資。具有無線傳輸功能，可實現遠程監測，設備運行狀態一目了然。該計量產品直接固定在管道上，不易拆除，防盜性強；基于嵌入式系統處理方案的硬件電路；高度集成的模塊及全密封的工藝技術增加了產品的可靠性，同時更加適用于野外安裝、使用。該數據平臺可呈現完善的設備運行狀態，平臺上可顯現用水信息、設備工作時間、電池電量、設備故障狀態，便于水利局管理。該數據平臺具有較強的地圖索引功能，設備損壞可由地圖直接導航到設備安裝處。該數據管理平臺支持遠程設置參數，無需到現場進行設置；具有完善的報表功能，可對縣、鄉、村、用戶的數據進行對比分析。該系統基于模塊化設計原則，具有較強的靈活性，同時具有強大的兼容性，該計量產品可由電力企業協助實現完善管理。完善的報表分析系統，使得水利局與電力公司的銜接更加快捷和高效。整個系統是當前較適用于新疆的計量監測管理系統，最具性價比。整個系統是根據新疆當地的使用環境，結合當前的管理手段，推出的一款計量設備。

3.3 遠傳模塊RTU功能特點

通訊方式靈活，支持固定IP通訊方式；支持DDNS動態域名通訊方式。采用TCP/IP協議上傳數據、傳輸可靠，不丟失數據。支持遠程參數設置、支持爆管、支持電池電量低等多種報警。

實現實時采集、定時上報，可遠程設置上報次數。可遠程設置瞬時流量報警、壓力上限報警、壓力下限報警等。采用3.6V鋰電供電，可靈活更換。采用硬密封封裝電路，防爆等級可達到IP68。

3.4 水資源物聯網數據監測系統平臺優勢

水資源智能物聯網監控平臺基于BS結構開發的。界面友好、使用簡單。精準的設備異常分析功能。系統對設備異常進行分類統計分析，并提供異常處理解決方案。強大的數據分析功能，有利于提高管理水平。并使用數據列表、走勢圖、柱狀圖等多種方式展示。使用‘地理信息系統’進行輔助管理，地圖上可直觀的顯示出正常|異常的設備，并提供最佳的巡檢路徑。基于角色的權限控制，不同角色查看不同的頁面內容。數據內外分離，保證數據安全。提供用戶訪問接口。用戶可以登入系統平臺查看各階段的用水情況。

3.5 水資源物聯網監測平臺系統組成

水資源物聯網監測平臺系統組成見圖1。

圖1 水資源物聯網監測平臺系統組成

3.6 網絡結構

網絡結構見圖2。

圖2 網絡結構圖

3.7 遠程物聯網監測軟件管理系統

該系統方案利用遠程遙測、計算機技術、通信技術、數據庫、決策支持系統等技術手段，構建水資源信息采集、傳輸、處理、存儲、展示、支持決策和覆蓋全市的供排水、水質、水壓污水處理的實時信息采集體系，實現集信息采集——傳輸——處理——決策——信息反饋——監控為一體的調度系統。水資源監控系統是面向水資源監控的計算機監控系統，基于Windows操作系統平臺，具有良好的開放性、簡單友好的用戶界面、強大的系統數據分析功能。該方案能實現站點流量、水位、水質等信息的采集，設備的運行監視與報警，歷史數據的存儲與查詢，數據的分析與展示，測站信息管理等功能。監控中心采用BS結構，可實現遠程WEB瀏覽功能。

水資源監控系統解決方案能在較短時間內建設整個城市水資源基礎數據庫，更好地為水資源的開發利用、優化配置和水環境保護服務，全面提升水資源信息化管理水平，實現水資源信息的快速傳遞、全面共享和綜合管理。

3.8 系統框架和結構

系統框架和結構見圖3。

圖3 系統框架和結構

4 井電雙控管理流程和措施

機電井業主根據當年的用水量，依法依規到市水利局繳納水資源費和水資源補償費后，縣水利局出具《取用水供電告知單》。機電井業主憑縣水利局出具的《取用水供電告知單》到電力企業辦理購電手續，電力企業收繳完畢后給予開具《供電核準單》。無《取用水供電告知單》的業主，電力企業不得辦理配（供）電手續，銀行不給予農業貸款。

區域范圍內用水戶在辦理涉水變壓器安裝或增容手續前，需到水利局繳清水資源費和水資源補償費，取得《取用水供電告知單》后，到本轄區電力企業申請辦理供電手續，經電力企業營銷部復核審批后方可實施。水利局將簽發的《取用水供電告知單》編號，報備水行政主管部門和國網縣供電公司客戶服務中心（可網上報送），以便開展聯合督查和執法工作。

計量和設備安裝示意圖，見圖4。

圖4 安裝保護箱后的示意圖

5 結語

井電雙控項目能有效實行最嚴格水資源管理制度“三條紅線”控制指標，為退水減地提供科學依據。方便取用水單位和個人，實時監控用水情況，做到取用水水量公開透明，減少收費矛盾。通過遠程傳輸，管理單位可實時監控每個區域、每個取水單位及個人，每日、每月用水量，對超采的區域、單位及個人及時提醒監控，監控每個取水戶按照取用水核定計劃取用地下水資源，有效控制超采現狀。