淺析民勤縣機(jī)井智能化發(fā)展的現(xiàn)狀與思考

范永軍

(民勤縣水務(wù)局一干灌區(qū)水利站,甘肅 民勤 733300)

1 智能化設(shè)施的意義

智能化是指使對(duì)象具備靈敏準(zhǔn)確的感知功能、正確的思維與判斷功能以及行之有效的執(zhí)行功能而進(jìn)行的工作。機(jī)井智能化控制器,具有自動(dòng)化系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)施[1]。

智能水泵控制器主要應(yīng)用在城市供水系統(tǒng)中的取水泵站、中途加壓泵站、自來(lái)水廠加壓泵站、小區(qū)供水、供暖加壓泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。泵站工作的管理人員可以在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)水泵的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、異常情況等。同時(shí),還能夠遠(yuǎn)程控制供水設(shè)備的啟動(dòng)和停止。民勤水利部門引進(jìn)高新節(jié)水企業(yè)的“機(jī)井智能水泵控制器”,和城市供水泵站的作用有著相似之處,工作原理大致相同。

石羊河流域下游的民勤縣,作為一個(gè)西北地區(qū)中沙漠化較嚴(yán)重的半干旱的水資源極度缺乏地區(qū)之一,地表水嚴(yán)重匱乏,地下水的開采利用率近乎超標(biāo)。為了長(zhǎng)久可持續(xù)生存發(fā)展考慮,積極響應(yīng)溫家寶總理提出的“絕不讓民勤成為第二個(gè)羅布泊”的號(hào)召和2013年2月,習(xí)近平總書記在甘肅視察時(shí)的強(qiáng)調(diào):“確保民勤不成為第二個(gè)羅布泊”的強(qiáng)力政策,唯一的補(bǔ)救措施只有控制地下水的開采利用率,從上游調(diào)蓄黃河水,壓減武威西營(yíng)水庫(kù)的供水量,確保支援下游的民勤地下水的開采利用率。規(guī)定每年按時(shí)給民勤境內(nèi)的青土湖注水,確保地下水的補(bǔ)給 ,確保民勤的生態(tài)恢復(fù)和河湖生態(tài)復(fù)蘇。民勤歷史悠久,文化底蘊(yùn)深厚,全縣僅憑紅崖山水庫(kù),供給民勤的地表水灌溉沙海綠洲也是捉襟見(jiàn)肘。民勤人民時(shí)代勤勞,祖祖輩輩戰(zhàn)沙而居,壓沙治沙,頑強(qiáng)拼搏,永續(xù)生存?！懊袂谀杲邓繕O少,分布不均;年蒸發(fā)量大,氣候干燥、干旱頻率高,屬典型的沙漠干旱氣候地區(qū)。”為了解決落實(shí)地下水的開采量,政府出臺(tái)政策,水務(wù)部門積極響應(yīng)與發(fā)達(dá)地區(qū)的高新技術(shù)節(jié)水設(shè)備企業(yè)洽談合作,專為民勤的地下水的管控制定協(xié)議,定制了地下水機(jī)井智能化設(shè)施——機(jī)井智能水泵控制器。

2 智能化設(shè)施的安裝使用及更迭運(yùn)行

機(jī)井智能化控制器,在全縣各灌區(qū)的分期分批的安裝應(yīng)用,給各灌區(qū)用水戶的用水節(jié)水提供了優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)體系,給各灌區(qū)的用水節(jié)水管理工作提供了科學(xué)有效的依據(jù)保障。通過(guò)十幾年的不斷實(shí)踐應(yīng)用更新探索,使全縣各灌區(qū)的用水戶在不斷完善高效節(jié)水的用水過(guò)程中,有了很高的節(jié)水意識(shí)。自2007年始,在機(jī)井旁初裝了第一批SNQP型IC卡掛壁式薄片智能供水終端和HZQP_IC卡控制器,運(yùn)行操作管理至2012年,因技術(shù)落后維修麻煩等原因淘汰;第二批ZYJZ_IC卡智能控制供水終端設(shè)施,因存在技術(shù)缺陷、使管控措施無(wú)法達(dá)到高效節(jié)水的目的,至2018年底被淘汰。2019年安裝的HZQP_DG01齒輪機(jī)械水表智能化控制終端和HZQP_DG02型智能化磁感應(yīng)超聲波水表控制器,于2019年一直運(yùn)行至今,在不斷更迭,不斷完善,目前運(yùn)行穩(wěn)定。第四批智能化控制設(shè)施,可以控制出水量,計(jì)劃用水量(水方)、自動(dòng)保護(hù)(跳閘)、自動(dòng)檢查出水口水量不足,水深不足、自動(dòng)計(jì)量所消耗的水方、剩余水方保留顯示、水泵事故發(fā)生自保跳閘、電度消耗量計(jì)量、電量缺項(xiàng)跳閘保護(hù)等功能,控制器發(fā)生故障便停止運(yùn)行,自身帶有保護(hù)處理裝置。給用水戶的偷水、無(wú)水方偷采地下水的不合法行經(jīng)案例的發(fā)生,設(shè)置了一定的屏障,偷水報(bào)警系統(tǒng)裝置為管理節(jié)水,提供了有利保障。

控制器的安裝步驟及過(guò)程:首先,在取水口用一定規(guī)模的模具按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),用混凝土預(yù)埋螺絲螺桿預(yù)埋件,等到28d養(yǎng)護(hù)期完成后,再進(jìn)行柜體安裝。在機(jī)井出水口處的水管上,按照箭頭指示方向,正確安裝智能化超聲波磁感應(yīng)水表或磁感應(yīng)齒輪機(jī)械化水表(因?yàn)闄C(jī)關(guān)農(nóng)林場(chǎng)的機(jī)井智能化設(shè)施和社隊(duì)內(nèi)陸機(jī)井的智能化設(shè)施內(nèi)部構(gòu)造稍有區(qū)別),再把柜體準(zhǔn)確的套放安裝到每個(gè)事先預(yù)制好的預(yù)埋件螺桿上,然后把各個(gè)預(yù)埋件上的螺桿和柜體安裝合適后將螺帽全部戴好、每個(gè)螺絲全部擰緊。其次,接入電源,三根進(jìn)線接到柜子里的刀閘上端,刀閘的下端三根線接入電表,空氣開關(guān)的下端三根線接入水泵線 ,就可以把電流接通進(jìn)入通電模式了。最后,進(jìn)行處理智能化上的顯示屏幕的電腦操作、設(shè)置、輸入、刷水、合閘、出水。機(jī)井的水泵出水后要靜待6～8min,看智能化柜上的面板顯示屏是否下減水方。只要下減水方,基本正常,方可進(jìn)入正常運(yùn)行澆灌。設(shè)備安裝完成后移交機(jī)井產(chǎn)權(quán)所有人維護(hù)管理,并辦理相關(guān)移交手續(xù),由水電部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村社和農(nóng)民用水者協(xié)會(huì)共同監(jiān)督運(yùn)行。高效節(jié)水機(jī)井智能化控制器的安裝,無(wú)論在內(nèi)地還是機(jī)關(guān)農(nóng)林場(chǎng)的所有機(jī)井上的普遍安裝使用,均為水利職工的管理節(jié)水,提供了以水表計(jì)量水費(fèi)、電表數(shù)核準(zhǔn)水表的合法依據(jù)。只要做到機(jī)井智能控制器的正常運(yùn)行,就會(huì)為有效節(jié)約水資源夯實(shí)基礎(chǔ)。已安裝的設(shè)備屬于水資源管理設(shè)施,是水利工程?！叭魏螁挝弧⒋迳绾蛡€(gè)人有義務(wù)保障智能化設(shè)施的正常運(yùn)行,不得擅自拆卸改裝設(shè)備、,設(shè)置旁通管避過(guò)計(jì)量設(shè)施非法取水,對(duì)違規(guī)規(guī)定的,依照《甘肅省石羊河水資源管理?xiàng)l例》的相接引電線和損壞鉛封關(guān)規(guī)定,責(zé)令限期改正,并處一萬(wàn)元以下罰款。情節(jié)嚴(yán)重,構(gòu)成犯罪的,由公安機(jī)關(guān)依照《中華人民共和國(guó)刑法》的有關(guān)規(guī)定依法追究刑事責(zé)任。”

3 智能化設(shè)施的管理運(yùn)行及維修成本

民勤區(qū)域內(nèi)各灌區(qū)統(tǒng)一規(guī)范用水程序,加強(qiáng)水電共管,統(tǒng)一實(shí)行用水計(jì)劃申請(qǐng)制度。用水程序?yàn)?用水戶按照配置內(nèi)的計(jì)劃用水量,配置輪次水量表提出申請(qǐng),協(xié)會(huì)核對(duì)加注意見(jiàn),所在轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)水資源辦公室審核、批復(fù)并加蓋公章,水管單位加注批準(zhǔn)意見(jiàn)且加蓋公章并簽字,方可刷卡充值。

維護(hù)維修是智能化控制器在應(yīng)用過(guò)程中時(shí)常運(yùn)用的方法,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、邏輯控制的基礎(chǔ)和指標(biāo)。智能化設(shè)施初裝運(yùn)行的前期階段,用水戶并不熟悉智能化控制器的運(yùn)行操作。連最基礎(chǔ)的刷水輸入都不會(huì),要水利職工多次上井刷水、操作,給用水戶手把手的傳授刷水用水知識(shí)及啟閉機(jī)井的要領(lǐng)。由于民勤地處沙漠地區(qū),機(jī)井智能化控制器在地下水的抽取應(yīng)用過(guò)程中,時(shí)常會(huì)發(fā)生翻沙的情況,沙子時(shí)常會(huì)把水表堵塞而齒輪不走數(shù),造成智能化控制器跳閘的故障發(fā)生。水利職工接到農(nóng)民用水戶或機(jī)關(guān)單位用水戶的跳閘電話告知后,迅速啟動(dòng)自費(fèi)的交通工具——汽車或者摩托車飛速到達(dá)發(fā)生故障的機(jī)井,進(jìn)行故障排查、維修。確定是水表不走數(shù)的情況下,關(guān)閉電源進(jìn)行拆卸維修,沙子清理、齒輪電磁感應(yīng)器的更換維修、重裝,然后等待水表轉(zhuǎn)動(dòng)、走數(shù)正常,面板顯示屏顯示下減水方正常,方可判斷控制器一切功能運(yùn)行正常;智能化控制器有時(shí)出現(xiàn)跳閘,會(huì)存在無(wú)水方跳閘或電壓缺項(xiàng)跳閘等情況,用水戶不會(huì)看顯示屏面板上是否有水方或電壓不足跳閘而打來(lái)電話反映是智能控制器壞了。水利職工到了井上查看無(wú)水方后告知用水戶,讓其重新批水、再刷水就會(huì)正常;智能化控制器有時(shí)會(huì)出現(xiàn)控制器主板壞了,變壓器燒毀、交流觸頭燒毀、傳感器壞了等等多種不確定因素的情況發(fā)生,進(jìn)行配件更換維修之后就可正常出水澆灌。水利職工,單位規(guī)定不收取維修工時(shí)費(fèi)用,只為廠家代收維修產(chǎn)生的配件費(fèi)用。若是廠家人員預(yù)約上井維修服務(wù),不光收取配件費(fèi)用,還要收取服務(wù)工時(shí)費(fèi)。在時(shí)間上做不到隨叫隨到,還會(huì)耽誤用水戶的澆灌最佳時(shí)間,會(huì)給用水戶的農(nóng)作物帶來(lái)減產(chǎn)或別的影響。用水戶常常因?yàn)榫S修配件費(fèi)用而鬧騷滿腹,不能接受配件費(fèi)用而發(fā)生抵觸情緒,水利職工還要耗時(shí)費(fèi)舌的不斷解釋,耗時(shí)又費(fèi)財(cái)。更麻煩的就是出現(xiàn)水泵燒壞而發(fā)生啟動(dòng)就會(huì)跳閘的情況,這是最耗時(shí)的。無(wú)論是刮風(fēng)還是30多度高溫的焦陽(yáng)日曬,水利職工都要去上井打開智能化控制柜,然后配合用水戶全部拆卸各個(gè)螺絲,拆除各種電源線 ,移除控制器柜,搬離出水口的位置,讓其拔泵、提泵、進(jìn)行維修,然后等待水泵維修好后再重新安裝,猶如初裝一般復(fù)雜。最后調(diào)試直到水泵出水正常,顯示屏幕下減水方正常,方可離開。從春天到冬天,只要機(jī)井用水出水,這樣不間斷的故障就會(huì)發(fā)生,我們水利職工就要不間斷的去上井維修。維修更換燒壞的配件,上井開柜拔泵等產(chǎn)生的諸多費(fèi)用,不僅給用水戶帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān),還會(huì)給水利職工也產(chǎn)生不必要的出行成本。

4 智能化控制設(shè)施的壽命

智能化控制器的壽命不長(zhǎng),一般就是5～6a。機(jī)械化水表老化腐蝕嚴(yán)重,柜體底部貼近井口長(zhǎng)年潮濕而銹蝕脫落損壞,控制器面板觸摸屏經(jīng)常風(fēng)吹日曬出現(xiàn)卡頓不靈,超聲波水表電池壽命到期后而不走數(shù),機(jī)械水表水表頭損壞,控制器內(nèi)部電路板出現(xiàn)氧化損壞等等問(wèn)題,時(shí)有發(fā)生,層出不窮。定期更換地下水控制設(shè)施是解決當(dāng)下抽取地下水問(wèn)題的首要方法。

5 智能化控制器的優(yōu)缺點(diǎn)

5.1 智能化控制器的優(yōu)點(diǎn)

1)智能化控制器柜體界面有電腦模塊顯示屏。它能顯示水量信息,是實(shí)現(xiàn)水量自動(dòng)控制的關(guān)鍵設(shè)備,具備顯示用戶號(hào)、水量、控制機(jī)井運(yùn)行、滿足應(yīng)急供水、防盜水報(bào)警、保護(hù)水泵電機(jī)的功能,支持觸摸設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢、運(yùn)行狀態(tài)查看等多種功能。

2)智能控制器有超聲波電磁感應(yīng)智能水表。智能水表是水量的計(jì)量?jī)x器,安裝在井口的出水管上,主要是能把采集的水量信息,通過(guò)電磁感應(yīng)把脈沖信號(hào)傳輸給智能控制器,是控制水量的唯一數(shù)據(jù)。還可以將水量余額顯示在顯示屏上,若是水表一旦堵塞,信號(hào)傳訊線路就會(huì)中斷傳輸,智能控制器就會(huì)立刻跳閘斷電 ,水表停止工作。

3)智能控制器自帶智能卡管理功能。智能卡具有把水量?jī)?chǔ)存,信息傳遞和刷卡取水的功能。一臺(tái)控制器一個(gè)碼,具備讀寫、存儲(chǔ)、信息保密功能,同時(shí)具有防磁、防靜電、防水、防潮的功能。管理卡是水利職工管理控制器用于查詢機(jī)井信息、用戶信息、控制器水表運(yùn)行數(shù)據(jù)等管理控制器的主要工具。

4)智能控制器有防偷盜水報(bào)警功能。對(duì)地下水的節(jié)水措施的管控起到積極的管理監(jiān)督作用,無(wú)水方、不出水。防偷水事件發(fā)生報(bào)警,杜絕了無(wú)水方偷水的不合法取水行徑發(fā)生。

5)智能化控制器減少了從前收費(fèi)難、計(jì)量不準(zhǔn)的難題。只要智能化控制設(shè)施正常,水泵不壞的情況下可以做到澆灌用水正常運(yùn)行。還可以使用水戶配合合理種植、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)、節(jié)水滴灌帶設(shè)施的鋪設(shè)運(yùn)行,達(dá)到了真正意義上的節(jié)水。

5.2 智能化控制器的缺點(diǎn)

1)智能化控制器的維修配件成本高。給水利職工增加了下鄉(xiāng)下隊(duì)上井服務(wù)的交通成本和工作量。

2)智能化控制器維修配件的費(fèi)用難收取。機(jī)井里的水泵壞了,必須要上井拆柜,拔泵維修好后再重新安裝耗時(shí)、耗費(fèi)巨額的交通成本,給水利職工增加了不必要的支出出行成本(基層一線的水利職工是沒(méi)有車補(bǔ)的,只有機(jī)關(guān)里的職工才有,基層職工全是自費(fèi)交通工具上井服務(wù)的)。

3)智能化控制器配套的機(jī)械化水表易壞頻率高、不具有自動(dòng)傳輸信號(hào)功能。智能化控制器柜內(nèi)的許多電子版配件易燒壞,大量配件易損易壞,控制器內(nèi)的電路板常出現(xiàn)氧化損壞。

4)智能化柜體易導(dǎo)電,不安全,給職工維修造成不確定的傷害。為了水利職工的上井服務(wù)的成本開支節(jié)源,民勤縣水利部門的高層領(lǐng)導(dǎo),可以考慮安裝技術(shù)先進(jìn)、成熟、安全可靠的遠(yuǎn)程遙控的先進(jìn)節(jié)水設(shè)施。用水戶只充值刷卡,水電共用一張卡,沒(méi)費(fèi)只停水不斷電。水方余額全顯示,可查看,簡(jiǎn)單方便。避免了水泵損壞職工上井開柜,等待水泵修好后的再下井,重裝柜體的煩惱與眾多耗時(shí)費(fèi)財(cái)?shù)穆闊＿x擇“以電折水/水電雙計(jì)的智能機(jī)井控制器,機(jī)井計(jì)量灌溉用水和用電量,還可以計(jì)算出以電折水系數(shù),監(jiān)測(cè)地下水位及出水壓力。”遠(yuǎn)程遙控能夠?qū)崿F(xiàn)灌溉管理自動(dòng)化,可采用用水量、用電量或灌溉時(shí)間來(lái)計(jì)算,從而收取灌溉費(fèi)用,提高水資源的利用效率。

6 結(jié) 語(yǔ)

利用智能機(jī)井灌溉控制器不僅使管理部門實(shí)現(xiàn)先收費(fèi),后灌溉的管理目標(biāo),也可使農(nóng)民用水戶達(dá)到借助IC卡自助澆地的目的,可以解決農(nóng)業(yè)灌溉管理中長(zhǎng)期存在的電費(fèi)、水費(fèi)計(jì)量不準(zhǔn),拖欠灌溉費(fèi)用,防止浪費(fèi)水資源的難題。為地下水開采管理提供可靠數(shù)據(jù),為缺水地區(qū)的水量超采制定可行性方案,為完成新時(shí)代節(jié)水、管控、監(jiān)督補(bǔ)足短板,為民勤的生態(tài)恢復(fù)和河湖生態(tài)復(fù)蘇加油助力!