张浩然

摘 要：新疆作为水资源欠缺地区，其地下水的管控与节约尤为重要。本文通过地下水计量系统的框架建设以及其总体功能出发，介绍了地下水计量系统的总体方案。

关键词：新疆 地下水 计量系统

中图分类号：TB9  文献标识码：A    文章编号：1003-9082（2020）08-0-02

前言

针对当前水资源过度开发、粗放利用、水污染严重三个方面的突出问题，我国确立的水资源管理“三条红线”，主要是严格控制用水总量过快增长、着力提高用水效率、严格控制入河湖排污总量。新疆作为干旱严重缺水地区，管控和节约水资源显得尤为重要，严格执行“三条红线”管理好地下水的任务显得更加紧迫。新疆地下水资源利用不平衡，地下水超采区主要分布在经济发达或水资源紧缺的哈密盆地、吐鲁番盆地、天北经济带、塔城盆地年超采量约17.2亿立方米，而地处天山北坡经济带的新疆生产建设兵团第七师在地下水资源开采管控显得更为紧迫和重要。为做好节约水资源工作，除采取各项节水措施外，应从根本上做好取水总量的控制，遏制地下水资源的无序开采，安装地下水计量设施，严格执行灌溉定额取用水管理，按方收费。

第七师奎屯河管理处为进一步做好开采地下水资源工作。为了保障地下水供水安全，建设节水型社会，提高地下水供水信息准确可靠性、时效性和可视性，利用已建设的地下水信息设备，建立统一的提供地下水源井信息实时监控和信息管理等服务的地下水资源管理平台，切实解决地下水资源管理中所面临的问题，全面提高奎屯河管理处地下水管理的现代化水平，为七师社会经济可持续发展提供强大的技术支撑。

一、地下水计量系统的框架建设

计量设备主要包括套机井控制计量设备（含智能水表、井电双控控制器、监控管理系统软件平台）的购置及安装。

二、地下水计量系统总体功能

设备基本原理

井电双控设备是“以水定地、以电控水”，落实最严格水资源管理的技术支撑，包括计量控制箱和无线超声波水表，其中计量控制箱由断路器、互感器和计量控制器等组成。实现机井用水量、用电量和运行时间同步计量，相互验证，故障保障和自动禁止取水等功能。

1.配电箱取电

配电箱的强电输出电缆直接接入计量控制箱内，确保机井用电不能绕过计量控制箱;

2.电量计量

通过互感器和电量计量模块实现供电电压、电流监测和电量计量，提供缺相、过压和过泵保护功能;

3.水量计量

采用无线超声波水表，实现用水量的精确计量和可靠运行断路器控制：断路器能够接收断电控制，实现禁止取水功能，同时输出供电开关状态;

4.IC卡操作

IC卡是在GPRS不能覆盖的地方机井的备用充值用水方案，也是一井多用户实现分户计量用水的有效办法;

5.远程通信

通过GPRS和井电双控管理平台实现远距离通讯;

6.水泵控制

方便取水户远程计量控制水泵，取水用户可选配。

7.供电系统采用双电源供电（网电和太阳能）

当网电有电时，采用电网的电源为设备供电，当电网没有电时，采用蓄电池供电，用太阳能电池板为蓄电池充电。

三、地下水计量系统总体运行方案

井电双控计量控制系统是水利信息化中灌区信息化系统中一个部分。除了建设布设在田间的出水管只能水表外，需要安装在抽水井电源上的控制器，通过控制器把现场的所有数据传输到数据中心，用统一的数据接收软件，将数据统一入库到奎屯河管理处中心机房的数据库服务器中。建设奎屯河管理处地下水水资源管理系统，实现奎屯河管理处地下水源井基本数据、用水水量实时监控，综合报表、水费征收等方面业务的一体化管理。运用通信技术、计算机技术、水量监测技术、电力控制自动化技术等构建一套先进的管理和控制系统。

地下水信息化系统：水量、电量、工况信息采集、电路控制、通信传输、数据接收处理与监控、数据库、地下水管理应用系统（管理、缴费、APP、运维等）

主要包括设备层（信息采集与控制）、传输层（通信传输）、平台层（数据汇集平台、应用支撑平台和数据库）和应用层（软件应用系统），详见下图。

1.设备层

是本项目建设最为关键的底层，每一眼取水机井安装一套井电双控控制箱和用水计量设施。实现用水量的精确计量、电量参数和取水时间的准确测量，用水量超限自动断电，禁止取水。

2.传输层

用水计量设施与井电双控控制箱之间采用现场无线通信，不需要布线和运行费用;井电双控控制箱与井电双控计量管理平台采用GPRS通讯，实现远程双向传输，没有GPRS信号覆盖的地方，采用IC卡模式。

3.平台层

井电双控智能计量管理平台实现用水计量控制、水费征收、运行维护和地下水取用业务管理。

4.应用层

地下水管理所负责机井用水计量控制的统一协调、水政执法、取水定额分配、用水收费等工作;承包商或业主组建专业的运行维护组织负责井电双控系统的运行维护、现场巡查等工作;取用水户负责依法取水和井电双控设备的安全。

通过该系统运行可以更好、更高效地提高地下水整体管理工作，管控全师地下水资源开采量;为全师科学开发地下水，合理运用地下水资源，更好地保护生态环境，提供更為客观的依据和决断，促进地下水资源管理工作健康平稳发展。

参考文献

[1]柴帅.区域地下水数字化计量系统[D].北方工业大学，2018.

[2]袁普生，殷春霞，王丹.国外地下水取水计量设备和技术发展概况[J].中国水利，2009（03）：65.