范永军

(民勤县水务局一干灌区水利站,甘肃 民勤 733300)

1 智能化设施的意义

智能化是指使对象具备灵敏准确的感知功能、正确的思维与判断功能以及行之有效的执行功能而进行的工作。机井智能化控制器,具有自动化系统、信息化系统、计算机信息系统集成的计算机软件设施[1]。

智能水泵控制器主要应用在城市供水系统中的取水泵站、中途加压泵站、自来水厂加压泵站、小区供水、供暖加压泵站的远程监控和管理。泵站工作的管理人员可以在远程监测水泵的工作状态、运行参数、异常情况等。同时,还能够远程控制供水设备的启动和停止。民勤水利部门引进高新节水企业的“机井智能水泵控制器”,和城市供水泵站的作用有着相似之处,工作原理大致相同。

石羊河流域下游的民勤县,作为一个西北地区中沙漠化较严重的半干旱的水资源极度缺乏地区之一,地表水严重匮乏,地下水的开采利用率近乎超标。为了长久可持续生存发展考虑,积极响应温家宝总理提出的“绝不让民勤成为第二个罗布泊”的号召和2013年2月,习近平总书记在甘肃视察时的强调:“确保民勤不成为第二个罗布泊”的强力政策,唯一的补救措施只有控制地下水的开采利用率,从上游调蓄黄河水,压减武威西营水库的供水量,确保支援下游的民勤地下水的开采利用率。规定每年按时给民勤境内的青土湖注水,确保地下水的补给 ,确保民勤的生态恢复和河湖生态复苏。民勤历史悠久,文化底蕴深厚,全县仅凭红崖山水库,供给民勤的地表水灌溉沙海绿洲也是捉襟见肘。民勤人民时代勤劳,祖祖辈辈战沙而居,压沙治沙,顽强拼搏,永续生存。“民勤年降水量极少,分布不均;年蒸发量大,气候干燥、干旱频率高,属典型的沙漠干旱气候地区。”为了解决落实地下水的开采量,政府出台政策,水务部门积极响应与发达地区的高新技术节水设备企业洽谈合作,专为民勤的地下水的管控制定协议,定制了地下水机井智能化设施——机井智能水泵控制器。

2 智能化设施的安装使用及更迭运行

机井智能化控制器,在全县各灌区的分期分批的安装应用,给各灌区用水户的用水节水提供了优质高效的服务体系,给各灌区的用水节水管理工作提供了科学有效的依据保障。通过十几年的不断实践应用更新探索,使全县各灌区的用水户在不断完善高效节水的用水过程中,有了很高的节水意识。自2007年始,在机井旁初装了第一批SNQP型IC卡挂壁式薄片智能供水终端和HZQP_IC卡控制器,运行操作管理至2012年,因技术落后维修麻烦等原因淘汰;第二批ZYJZ_IC卡智能控制供水终端设施,因存在技术缺陷、使管控措施无法达到高效节水的目的,至2018年底被淘汰。2019年安装的HZQP_DG01齿轮机械水表智能化控制终端和HZQP_DG02型智能化磁感应超声波水表控制器,于2019年一直运行至今,在不断更迭,不断完善,目前运行稳定。第四批智能化控制设施,可以控制出水量,计划用水量(水方)、自动保护(跳闸)、自动检查出水口水量不足,水深不足、自动计量所消耗的水方、剩余水方保留显示、水泵事故发生自保跳闸、电度消耗量计量、电量缺项跳闸保护等功能,控制器发生故障便停止运行,自身带有保护处理装置。给用水户的偷水、无水方偷采地下水的不合法行经案例的发生,设置了一定的屏障,偷水报警系统装置为管理节水,提供了有利保障。

控制器的安装步骤及过程:首先,在取水口用一定规模的模具按规定的标准,用混凝土预埋螺丝螺杆预埋件,等到28d养护期完成后,再进行柜体安装。在机井出水口处的水管上,按照箭头指示方向,正确安装智能化超声波磁感应水表或磁感应齿轮机械化水表(因为机关农林场的机井智能化设施和社队内陆机井的智能化设施内部构造稍有区别),再把柜体准确的套放安装到每个事先预制好的预埋件螺杆上,然后把各个预埋件上的螺杆和柜体安装合适后将螺帽全部戴好、每个螺丝全部拧紧。其次,接入电源,三根进线接到柜子里的刀闸上端,刀闸的下端三根线接入电表,空气开关的下端三根线接入水泵线 ,就可以把电流接通进入通电模式了。最后,进行处理智能化上的显示屏幕的电脑操作、设置、输入、刷水、合闸、出水。机井的水泵出水后要静待6～8min,看智能化柜上的面板显示屏是否下减水方。只要下减水方,基本正常,方可进入正常运行浇灌。设备安装完成后移交机井产权所有人维护管理,并办理相关移交手续,由水电部门、乡镇、村社和农民用水者协会共同监督运行。高效节水机井智能化控制器的安装,无论在内地还是机关农林场的所有机井上的普遍安装使用,均为水利职工的管理节水,提供了以水表计量水费、电表数核准水表的合法依据。只要做到机井智能控制器的正常运行,就会为有效节约水资源夯实基础。已安装的设备属于水资源管理设施,是水利工程。“任何单位、村社和个人有义务保障智能化设施的正常运行,不得擅自拆卸改装设备、,设置旁通管避过计量设施非法取水,对违规规定的,依照《甘肃省石羊河水资源管理条例》的相接引电线和损坏铅封关规定,责令限期改正,并处一万元以下罚款。情节严重,构成犯罪的,由公安机关依照《中华人民共和国刑法》的有关规定依法追究刑事责任。”

3 智能化设施的管理运行及维修成本

民勤区域内各灌区统一规范用水程序,加强水电共管,统一实行用水计划申请制度。用水程序为:用水户按照配置内的计划用水量,配置轮次水量表提出申请,协会核对加注意见,所在辖区乡镇水资源办公室审核、批复并加盖公章,水管单位加注批准意见且加盖公章并签字,方可刷卡充值。

维护维修是智能化控制器在应用过程中时常运用的方法,实现数据监测、逻辑控制的基础和指标。智能化设施初装运行的前期阶段,用水户并不熟悉智能化控制器的运行操作。连最基础的刷水输入都不会,要水利职工多次上井刷水、操作,给用水户手把手的传授刷水用水知识及启闭机井的要领。由于民勤地处沙漠地区,机井智能化控制器在地下水的抽取应用过程中,时常会发生翻沙的情况,沙子时常会把水表堵塞而齿轮不走数,造成智能化控制器跳闸的故障发生。水利职工接到农民用水户或机关单位用水户的跳闸电话告知后,迅速启动自费的交通工具——汽车或者摩托车飞速到达发生故障的机井,进行故障排查、维修。确定是水表不走数的情况下,关闭电源进行拆卸维修,沙子清理、齿轮电磁感应器的更换维修、重装,然后等待水表转动、走数正常,面板显示屏显示下减水方正常,方可判断控制器一切功能运行正常;智能化控制器有时出现跳闸,会存在无水方跳闸或电压缺项跳闸等情况,用水户不会看显示屏面板上是否有水方或电压不足跳闸而打来电话反映是智能控制器坏了。水利职工到了井上查看无水方后告知用水户,让其重新批水、再刷水就会正常;智能化控制器有时会出现控制器主板坏了,变压器烧毁、交流触头烧毁、传感器坏了等等多种不确定因素的情况发生,进行配件更换维修之后就可正常出水浇灌。水利职工,单位规定不收取维修工时费用,只为厂家代收维修产生的配件费用。若是厂家人员预约上井维修服务,不光收取配件费用,还要收取服务工时费。在时间上做不到随叫随到,还会耽误用水户的浇灌最佳时间,会给用水户的农作物带来减产或别的影响。用水户常常因为维修配件费用而闹骚满腹,不能接受配件费用而发生抵触情绪,水利职工还要耗时费舌的不断解释,耗时又费财。更麻烦的就是出现水泵烧坏而发生启动就会跳闸的情况,这是最耗时的。无论是刮风还是30多度高温的焦阳日晒,水利职工都要去上井打开智能化控制柜,然后配合用水户全部拆卸各个螺丝,拆除各种电源线 ,移除控制器柜,搬离出水口的位置,让其拔泵、提泵、进行维修,然后等待水泵维修好后再重新安装,犹如初装一般复杂。最后调试直到水泵出水正常,显示屏幕下减水方正常,方可离开。从春天到冬天,只要机井用水出水,这样不间断的故障就会发生,我们水利职工就要不间断的去上井维修。维修更换烧坏的配件,上井开柜拔泵等产生的诸多费用,不仅给用水户带来了经济上的负担,还会给水利职工也产生不必要的出行成本。

4 智能化控制设施的寿命

智能化控制器的寿命不长,一般就是5～6a。机械化水表老化腐蚀严重,柜体底部贴近井口长年潮湿而锈蚀脱落损坏,控制器面板触摸屏经常风吹日晒出现卡顿不灵,超声波水表电池寿命到期后而不走数,机械水表水表头损坏,控制器内部电路板出现氧化损坏等等问题,时有发生,层出不穷。定期更换地下水控制设施是解决当下抽取地下水问题的首要方法。

5 智能化控制器的优缺点

5.1 智能化控制器的优点

1)智能化控制器柜体界面有电脑模块显示屏。它能显示水量信息,是实现水量自动控制的关键设备,具备显示用户号、水量、控制机井运行、满足应急供水、防盗水报警、保护水泵电机的功能,支持触摸设置、数据查询、运行状态查看等多种功能。

2)智能控制器有超声波电磁感应智能水表。智能水表是水量的计量仪器,安装在井口的出水管上,主要是能把采集的水量信息,通过电磁感应把脉冲信号传输给智能控制器,是控制水量的唯一数据。还可以将水量余额显示在显示屏上,若是水表一旦堵塞,信号传讯线路就会中断传输,智能控制器就会立刻跳闸断电 ,水表停止工作。

3)智能控制器自带智能卡管理功能。智能卡具有把水量储存,信息传递和刷卡取水的功能。一台控制器一个码,具备读写、存储、信息保密功能,同时具有防磁、防静电、防水、防潮的功能。管理卡是水利职工管理控制器用于查询机井信息、用户信息、控制器水表运行数据等管理控制器的主要工具。

4)智能控制器有防偷盗水报警功能。对地下水的节水措施的管控起到积极的管理监督作用,无水方、不出水。防偷水事件发生报警,杜绝了无水方偷水的不合法取水行径发生。

5)智能化控制器减少了从前收费难、计量不准的难题。只要智能化控制设施正常,水泵不坏的情况下可以做到浇灌用水正常运行。还可以使用水户配合合理种植、优化产业、节水滴灌带设施的铺设运行,达到了真正意义上的节水。

5.2 智能化控制器的缺点

1)智能化控制器的维修配件成本高。给水利职工增加了下乡下队上井服务的交通成本和工作量。

2)智能化控制器维修配件的费用难收取。机井里的水泵坏了,必须要上井拆柜,拔泵维修好后再重新安装耗时、耗费巨额的交通成本,给水利职工增加了不必要的支出出行成本(基层一线的水利职工是没有车补的,只有机关里的职工才有,基层职工全是自费交通工具上井服务的)。

3)智能化控制器配套的机械化水表易坏频率高、不具有自动传输信号功能。智能化控制器柜内的许多电子版配件易烧坏,大量配件易损易坏,控制器内的电路板常出现氧化损坏。

4)智能化柜体易导电,不安全,给职工维修造成不确定的伤害。为了水利职工的上井服务的成本开支节源,民勤县水利部门的高层领导,可以考虑安装技术先进、成熟、安全可靠的远程遥控的先进节水设施。用水户只充值刷卡,水电共用一张卡,没费只停水不断电。水方余额全显示,可查看,简单方便。避免了水泵损坏职工上井开柜,等待水泵修好后的再下井,重装柜体的烦恼与众多耗时费财的麻烦。选择“以电折水/水电双计的智能机井控制器,机井计量灌溉用水和用电量,还可以计算出以电折水系数,监测地下水位及出水压力。”远程遥控能够实现灌溉管理自动化,可采用用水量、用电量或灌溉时间来计算,从而收取灌溉费用,提高水资源的利用效率。

6 结 语

利用智能机井灌溉控制器不仅使管理部门实现先收费,后灌溉的管理目标,也可使农民用水户达到借助IC卡自助浇地的目的,可以解决农业灌溉管理中长期存在的电费、水费计量不准,拖欠灌溉费用,防止浪费水资源的难题。为地下水开采管理提供可靠数据,为缺水地区的水量超采制定可行性方案,为完成新时代节水、管控、监督补足短板,为民勤的生态恢复和河湖生态复苏加油助力!