魏欽羅
(新疆沙灣縣柳樹溝水庫管理站,新疆 沙灣 832100)
加強水資源開發(fā)利用,規(guī)范管理和依法治理,實現(xiàn)地下水資源合理利用、高效配置和科學(xué)保護(hù),為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供保障,各地水利局加強了對機(jī)電井取水的管護(hù),以實現(xiàn)依法管理、總量控制、定額管理,達(dá)到節(jié)約用水、依法取水的目的,確保地下水開采量只減不增,達(dá)到“三條紅線”控制指標(biāo)要求。
為了對機(jī)電井的管控更加有效,實施井電雙控來精準(zhǔn)計量,避免了用戶對計量的異議,同時又具備監(jiān)測的功能,可精準(zhǔn)到天的取水量,便于統(tǒng)計核算,利于定量、定額核算。
沙灣縣位于新疆西北部,準(zhǔn)噶爾盆地南緣,天山北麓,東距自治區(qū)首府烏魯木齊185 km,轄區(qū)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(nèi)。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(jīng)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。
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。
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(shù)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(fā)量為1500 mm~2000 mm。
沙灣縣轄區(qū)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(fā)源于南部天山山脈高山及中低山區(qū),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(nèi)總水量的27.8%。
該水資源物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)遵照“全面規(guī)劃、分步實施、先行試點、逐步擴(kuò)展”的原則進(jìn)行。在監(jiān)測的基礎(chǔ)上,以大量的綜合信息為基礎(chǔ),采用現(xiàn)代水資源管理數(shù)學(xué)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(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展-資源-環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,體現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用原則,體現(xiàn)“依法治水”的原則。確保系統(tǒng)具有“功能實用、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、操作簡便、界面友好、開放性強”的特點。系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)路線如下:
1)運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將計量終端獲得的水量數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)剿Y源監(jiān)控中心;采用以太網(wǎng)技術(shù)搭建水資源監(jiān)控中心的高速計算機(jī)局域網(wǎng);采用大屏幕拼接技術(shù)構(gòu)建信息展示平臺;建立并完善整個水資源監(jiān)控中心的環(huán)境建設(shè)。
2)依據(jù)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計、數(shù)據(jù)共享”的原則,綜合運用數(shù)據(jù)庫等技術(shù)搭建基于網(wǎng)絡(luò)平臺的水資源綜合數(shù)據(jù)庫,整理存儲各種水資源監(jiān)測采集信息,為搭建整個水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)提供信息支持。
3)綜合運用WebGIS技術(shù)和.NET等網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)搭建B/S結(jié)構(gòu)的水資源信息服務(wù)平臺,通過互聯(lián)網(wǎng)實時為管理部門和用戶提供各種水資源信息服務(wù)。
該機(jī)電井監(jiān)測系統(tǒng)是基于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而設(shè)計的一套管理系統(tǒng),既能保證管理的需要,也能滿足科學(xué)的管理需要。采用遠(yuǎn)傳型高精度計量的超聲波流量計,徹底滿足機(jī)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(shù),不受水中沙石雜質(zhì)的影響,不會被水中的沙子卡死,使用壽命長,避免了重復(fù)投資。具有無線傳輸功能,可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測,設(shè)備運行狀態(tài)一目了然。該計量產(chǎn)品直接固定在管道上,不易拆除,防盜性強;基于嵌入式系統(tǒng)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(shù)增加了產(chǎn)品的可靠性,同時更加適用于野外安裝、使用。該數(shù)據(jù)平臺可呈現(xiàn)完善的設(shè)備運行狀態(tài),平臺上可顯現(xiàn)用水信息、設(shè)備工作時間、電池電量、設(shè)備故障狀態(tài),便于水利局管理。該數(shù)據(jù)平臺具有較強的地圖索引功能,設(shè)備損壞可由地圖直接導(dǎo)航到設(shè)備安裝處。該數(shù)據(jù)管理平臺支持遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù),無需到現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)置;具有完善的報表功能,可對縣、鄉(xiāng)、村、用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。該系統(tǒng)基于模塊化設(shè)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(chǎn)品可由電力企業(yè)協(xié)助實現(xiàn)完善管理。完善的報表分析系統(tǒng),使得水利局與電力公司的銜接更加快捷和高效。整個系統(tǒng)是當(dāng)前較適用于新疆的計量監(jiān)測管理系統(tǒng),最具性價比。整個系統(tǒng)是根據(jù)新疆當(dāng)?shù)氐氖褂铆h(huán)境,結(jié)合當(dāng)前的管理手段,推出的一款計量設(shè)備。
通訊方式靈活,支持固定IP通訊方式;支持DDNS動態(tài)域名通訊方式。采用TCP/IP協(xié)議上傳數(shù)據(jù)、傳輸可靠,不丟失數(shù)據(jù)。支持遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、支持爆管、支持電池電量低等多種報警。
實現(xiàn)實時采集、定時上報,可遠(yuǎn)程設(shè)置上報次數(shù)??蛇h(yuǎn)程設(shè)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(dá)到IP68。
水資源智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺基于BS結(jié)構(gòu)開發(fā)的。界面友好、使用簡單。精準(zhǔn)的設(shè)備異常分析功能。系統(tǒng)對設(shè)備異常進(jìn)行分類統(tǒng)計分析,并提供異常處理解決方案。強大的數(shù)據(jù)分析功能,有利于提高管理水平。并使用數(shù)據(jù)列表、走勢圖、柱狀圖等多種方式展示。使用‘地理信息系統(tǒng)’進(jìn)行輔助管理,地圖上可直觀的顯示出正常|異常的設(shè)備,并提供最佳的巡檢路徑?;诮巧臋?quán)限控制,不同角色查看不同的頁面內(nèi)容。數(shù)據(jù)內(nèi)外分離,保證數(shù)據(jù)安全。提供用戶訪問接口。用戶可以登入系統(tǒng)平臺查看各階段的用水情況。
水資源物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺系統(tǒng)組成見圖1。
圖1 水資源物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺系統(tǒng)組成
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
該系統(tǒng)方案利用遠(yuǎn)程遙測、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、決策支持系統(tǒng)等技術(shù)手段,構(gòu)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(zhì)、水壓污水處理的實時信息采集體系,實現(xiàn)集信息采集——傳輸——處理——決策——信息反饋——監(jiān)控為一體的調(diào)度系統(tǒng)。水資源監(jiān)控系統(tǒng)是面向水資源監(jiān)控的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),基于Windows操作系統(tǒng)平臺,具有良好的開放性、簡單友好的用戶界面、強大的系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能。該方案能實現(xiàn)站點流量、水位、水質(zhì)等信息的采集,設(shè)備的運行監(jiān)視與報警,歷史數(shù)據(jù)的存儲與查詢,數(shù)據(jù)的分析與展示,測站信息管理等功能。監(jiān)控中心采用BS結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)遠(yuǎn)程WEB瀏覽功能。
水資源監(jiān)控系統(tǒng)解決方案能在較短時間內(nèi)建設(shè)整個城市水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,更好地為水資源的開發(fā)利用、優(yōu)化配置和水環(huán)境保護(hù)服務(wù),全面提升水資源信息化管理水平,實現(xiàn)水資源信息的快速傳遞、全面共享和綜合管理。
系統(tǒng)框架和結(jié)構(gòu)見圖3。
圖3 系統(tǒng)框架和結(jié)構(gòu)
機(jī)電井業(yè)主根據(jù)當(dāng)年的用水量,依法依規(guī)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(jī)電井業(yè)主憑縣水利局出具的《取用水供電告知單》到電力企業(yè)辦理購電手續(xù),電力企業(yè)收繳完畢后給予開具《供電核準(zhǔn)單》。無《取用水供電告知單》的業(yè)主,電力企業(yè)不得辦理配(供)電手續(xù),銀行不給予農(nóng)業(yè)貸款。
區(qū)域范圍內(nèi)用水戶在辦理涉水變壓器安裝或增容手續(xù)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(qū)電力企業(yè)申請辦理供電手續(xù),經(jīng)電力企業(yè)營銷部復(fù)核審批后方可實施。水利局將簽發(fā)的《取用水供電告知單》編號,報備水行政主管部門和國網(wǎng)縣供電公司客戶服務(wù)中心(可網(wǎng)上報送),以便開展聯(lián)合督查和執(zhí)法工作。
計量和設(shè)備安裝示意圖,見圖4。
圖4 安裝保護(hù)箱后的示意圖
井電雙控項目能有效實行最嚴(yán)格水資源管理制度“三條紅線”控制指標(biāo),為退水減地提供科學(xué)依據(jù)。方便取用水單位和個人,實時監(jiān)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(yuǎn)程傳輸,管理單位可實時監(jiān)控每個區(qū)域、每個取水單位及個人,每日、每月用水量,對超采的區(qū)域、單位及個人及時提醒監(jiān)控,監(jiān)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(xiàn)狀。