自動化技術(shù)在農(nóng)村飲用水中的應(yīng)用研究

喻文濤

湖北省利川市水利局 湖北 恩施 445400

1 利川市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村管飲水安全工程現(xiàn)狀

①管理現(xiàn)狀。各村管工程總的來說分布比較分散，沒有統(tǒng)一的自動化調(diào)度管理和監(jiān)控平臺，沒有統(tǒng)一的自動調(diào)度管理和監(jiān)控平臺，主要由村委會指派專人進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)和收費(fèi)管理。有些村莊管理項目直接由村莊自己管理，供水費(fèi)用由村莊承擔(dān)，村民獲得免費(fèi)用水。②網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀。管理單位網(wǎng)絡(luò)化現(xiàn)狀：絕大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理單位和村委會實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)寬帶；監(jiān)測點(diǎn)無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)：大多數(shù)水源地至少有移動2G 信號，不會影響無線GPRS數(shù)據(jù)的采集和傳輸。管網(wǎng)沿線大部分地方也基本具備無線網(wǎng)絡(luò)條件[1]。③信息化建設(shè)現(xiàn)狀。監(jiān)測感知系統(tǒng)單一，覆蓋范圍不廣。人飲工程點(diǎn)多面廣，自動化監(jiān)控手段薄弱，管理難度大。信息化思維薄弱，信息化應(yīng)用范圍狹窄，供水服務(wù)水平有待提高。④工程管理現(xiàn)狀。運(yùn)維資金不足，項目帶病運(yùn)行，供水保證率低，表現(xiàn)為問題發(fā)生后應(yīng)急維護(hù)不夠及時，農(nóng)戶停水時間較長；自動化監(jiān)測手段薄弱，管理難度大；農(nóng)村飲用水質(zhì)量監(jiān)測能力建設(shè)不足；測量不準(zhǔn)確，水費(fèi)收取率低； 運(yùn)行管理人員技術(shù)水平程度低，與現(xiàn)代化管理不相適應(yīng)；缺少長效運(yùn)行機(jī)制。

2 利川市農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)的必要性

以利川市現(xiàn)有供水工程為基礎(chǔ)，針對利川市群眾飲水工程存在的問題，構(gòu)建了利川市農(nóng)村飲水安全工程信息系統(tǒng)項目。該項目建設(shè)是加強(qiáng)農(nóng)村飲水安全行政監(jiān)督的需要，是新形勢下信息化建設(shè)的重要組成部分。它是深入貫徹精準(zhǔn)扶貧和脫貧銷號政策的需要，有效降低運(yùn)營管理成本，提高管理效率，提高水費(fèi)費(fèi)率，確保項目的長遠(yuǎn)效益的需要，也是提高農(nóng)村居民的飲水安全的需要。提高水資源利用效率，可以緩解飲水供需矛盾，也需要響應(yīng)國家和地方各級政策，在農(nóng)村建立“互聯(lián)網(wǎng)+人民飲水”的典型示范。提高城鄉(xiāng)居民的飲水安全水平，提高水資源利用效率、有效緩解飲水供需矛盾[2]。

3 自動化技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）收費(fèi)管理模式信息化。通過更換安裝智能水表，徹底改變原有的計量收費(fèi)管理模式，變被動繳費(fèi)為主動繳費(fèi)，變被動管理為主動管理，通過預(yù)付費(fèi)管理模式和線上線下同步繳費(fèi)、數(shù)據(jù)實時監(jiān)控可查詢，農(nóng)戶用水明明白白，管理單位管理透明高效。自動化和信息化人飲工程采用自動化和信息化系統(tǒng)后，水費(fèi)收繳率爭取從目前的35% 提高到90% 以上。隨著智能水表進(jìn)村入戶，大山深處的貧困農(nóng)戶可通過手機(jī)微信掃碼繳費(fèi)，隨時查看用水信息，喝上放心水，繳納明白錢。

（2）水質(zhì)檢測中的自動化技術(shù)應(yīng)用。水質(zhì)檢測工作的意義在于保證飲用水的安全性，確保供水網(wǎng)管中流通飲用水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。以往的水質(zhì)檢測工作存在一定的滯后性特點(diǎn)，且無法實現(xiàn)對于飲用水水質(zhì)的實時監(jiān)督，往往當(dāng)飲用水在出現(xiàn)大面積的污染和散播之后才能得到發(fā)現(xiàn)。自動化技術(shù)的應(yīng)用改變了水質(zhì)檢測工作長期存在的弊端和問題，其能夠定期檢測水質(zhì)信息，并能夠在短時間內(nèi)處理分析水污染問題。當(dāng)自動化檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)存在污染問題時，會向工作人員發(fā)出預(yù)警，并對供水網(wǎng)絡(luò)中的污染源進(jìn)行實時監(jiān)測，自動分析水質(zhì)污染的影響范圍，從而為解決水質(zhì)污染問題提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)信息化。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象一般為供水工程的關(guān)鍵設(shè)備，其不僅可以提供影像視頻資料，更能夠在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上為水廠提供實時的監(jiān)控影像。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水廠、水庫以及關(guān)鍵的供水網(wǎng)點(diǎn)中得到了廣泛的使用。該技術(shù)能夠自動抓取取像范圍內(nèi)的異?，F(xiàn)象，并對異常情況進(jìn)行自動化分析。同時，其監(jiān)控資料最終通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至當(dāng)?shù)氐乃畡?wù)管理部門，是保證供水工程的關(guān)鍵技術(shù)。

（4）供水系統(tǒng)信息化。在自動化供水控制系統(tǒng)當(dāng)中，各個組成部分的運(yùn)行控制均有恒壓變頻控制柜完成，該控制設(shè)備具有手動模式和自動化模式2 種，2種模式可以自由進(jìn)行切換。一般情況下，當(dāng)供水網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常時使用自動化控制模式，只有在供水網(wǎng)絡(luò)中的某一環(huán)節(jié)或設(shè)備出現(xiàn)故障時才使用手動控制模式。自動控制系統(tǒng)能夠根據(jù)時段不同，對水壓、水流量進(jìn)行自動化的調(diào)節(jié)和控制，同時還能自動化供水、停水; 自動控制系統(tǒng)具有水位控制功能，當(dāng)調(diào)節(jié)池的水位達(dá)到預(yù)定的高度時，其能夠自動停止?jié)撍玫倪\(yùn)轉(zhuǎn)。在自動運(yùn)行狀態(tài)下，其能夠通過PID 實現(xiàn)對于加壓泵的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒壓供水。這一過程當(dāng)中，所有的加壓泵處于一種循環(huán)變頻的狀態(tài)，其由自動化變頻器進(jìn)行直接控制，加壓泵的流量和轉(zhuǎn)速均在控制范圍之內(nèi)，從而實現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)變頻器出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)會將自動控制調(diào)整為手動控制，并對工作人員發(fā)出警示，工作人員即可通過手動控制模式對加壓泵的水壓進(jìn)行調(diào)整，從而保證供水的持續(xù)性。自動化供水控制系統(tǒng)還具備休眠功能，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)時，水壓和偏差容量均能夠調(diào)整至預(yù)期的范圍之內(nèi)。自動化供水系統(tǒng)的保護(hù)措施是保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的基礎(chǔ)，如過載保護(hù)、水位保護(hù)等。

4 農(nóng)村飲水信息化建設(shè)的效益

將提高水務(wù)部門的工作效率和管理水平；提高政務(wù)公開和公眾參與水平；方便群眾，提高供水水質(zhì)，應(yīng)急處理水質(zhì)突發(fā)事件；資源共享，避免重復(fù)建設(shè)；充分提高自來水利用效率及生產(chǎn)率，為全市經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

通過信息化平臺系統(tǒng)建設(shè)，以信息化手段提高農(nóng)村水利管理水平，提高廣大用水戶的節(jié)水意識，降低自來水供水管網(wǎng)的漏失率，降低能耗，提高供水保障率，使有限的水資源為全市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更高效的服務(wù)。提高工作效率，降低項目管理成本，為資源節(jié)約型社會建設(shè)服務(wù)。利川市農(nóng)村飲水安全工程信息化管理系統(tǒng)項目建成后，對于利川人飲水源、供水管網(wǎng)的監(jiān)測，必然減少了水源污染、管網(wǎng)漏水和沖壞田地等事件的發(fā)生，故在一定程度上也為利川農(nóng)村供水范圍內(nèi)的環(huán)境和水土保持工作起到了間接的促進(jìn)作用。另外，通過信息化的管理手段對農(nóng)村飲水進(jìn)行管理以后，保證了各用水戶的安全可靠用水，改變了農(nóng)村用水管理混亂、小型水源過多、用水安全無法保證、對環(huán)境造成破壞的問題。