古浪县黄花滩灌区水量计量系统技术方案选比

李晓云

(古浪县水务局大靖河水管处，甘肃 古浪 733103)

1 工程概况

古浪县黄花滩引黄灌区控制灌溉面积8.62万亩(1hm2=15亩)，骨干渠系由干渠、分干渠、支渠三级渠道组成。干渠总长30.56km，设计流量5.09m3/s，加大流量6.36m3/s；干渠设两级提水泵站，均装机4台(套)；全灌区共布置3条分干渠，从干渠尾端取水，总长48.08km，设提灌分干渠泵站一座，装机3台(套)；提灌分干渠共控制9条斗渠。灌区内渠、路、林、田配套完善，交通四通八达，移动通信网络覆灌区。由于灌区内缺乏水量计量设备，灌溉用水量无法及时准确进行计量，造成水费收取难，水量计量标准不统一等众多困难，为满足水量计量要求，按照计量公平、公开、公正原则，建设水量计量系统显得至关重要。本次计划在灌区内节水灌溉配套完善的3万亩地块上实施水量计量系统项目。主要完成监测中心1处，各支、斗口配套安装水量监测点818处。

2 水量计量系统技术方案选比

2.1 数据采集方式的方案

方案一：人工现场数据采集方式(人工手持机无线抄表方式)。

手持机无线抄表系统充分整合433MHZ射频通信技术和微电脑信息处理技术，抄表方式由抄表员到现场后通过人工手持机无线抄表一键抄表，将数据直接传入终端，不仅减少了抄表工作量大、缩短抄表周期、提高抄表效率，而且避免了人工抄表的估抄、漏抄和错抄现象，保证了抄表数据的准确性，给抄表工作带来了方便。

方案二：远程数据采集方式。

水量监测供水管网远程监测系统主要由监测中心、通信平台、监测终端、流量仪表组成。

(1)监测中心：监测中心站设备包括通信控制机、中心站数据库服务器、应用服务器和安装了应用软件的工作站，安装和部署在灌区监测中心，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备，负责对现场信号的监测。RTU定时或实时采集水量数据，通过通信单元传送到监测中心，由通信控制机接收，直接转发或暂存后转发到数据库服务器中存储，水量监测管理应用软件通过监测点不同时间点的水量数据。(2)通信平台：在局域网内完成监测中心、各职能部门之间数据传输；监测点与监测中心之间采用GPRS无线通信。(3)远程测控终端的主要功能：一是采集管网流量、流向、电池电压等数据；二是将采集数据主动上报到监测中心；三是支持定时上报和监测数据超限上报，现场可存储、显示、查询压力、流量等数据及工作参数；四是数据存储间隔、数据上报间隔可以设置；五是支持远程升级设备程序、设定参数。

2.2 监测点井内测控终端供电方式的比选

方案一：采用高能锂电池组供电方式。

在监测井井壁上安装防水外罩，微功耗测控终端放置在防水罩内，流量计信号线接在微功耗测控终端自带的防水接线盒上。高能锂电池主要参数：额定容量为900mAh、标准电压为3.6(V)V，适用类型为智能水表、气表、电表。

方案二：采用太阳能蓄电池组供电方式。

金属防护箱安装在金属杆上，将微功耗测控终端、开关电源、蓄电池等集成在金属防护箱内。

方案比选：太阳能蓄电池组供电系统应用有时间间歇，受气候环境影响较大，在晚上或者雨天无法发电或发电量比较少，投资较高，且面广点多后期维修、管理不便。综合比选，本方案井内测控终端供电方式推荐采用高能锂电池组供电方式。

2.3 监测点管道水量测量设备的比选

方案一：智能水表。

智能水表可对用水量进行记录和电子显示，按照约定进行控制用水量，并且自动完成阶梯水价的水费计算，数据传递和交易结算通过IC卡进行，具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点，其价格经济合理，但灌区黄河水含沙量大，长期对水表叶轮有磨损，易造成水表故障。

方案二：电磁流量计。

电磁流量计是一种测量体积流量的仪表，优点是流量的测量不受流体的密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，测量精度高，测量范围大，变送器的口径从2.5mm～2.6m；无机械惯性，反应灵敏，可将测量信号直接用转换器线性地转换成标准信号输出，就近传送和远距离传送皆可。

方案比选：由于古浪县黄花滩要建设高标准节灌示范区，安装、维护资金充足，水源为高含沙量黄河水，对水量测量准确度要求高，综合考虑上述3种仪器的优缺点以及投资成本，监测点管道水量测量设备推荐采用电池供电的电磁流量计。

2.4 监测点监测井材料选择

监测点管道均为埋设，埋深1.5～2.0m，电磁流量计需安装在设备井内，以方便信息采集、维护、检定。设备井材料采用混凝土、砖砌体、PE材料进行比选。现浇混凝土井结构受力条件好，防渗防潮，但施工期长，造价偏高；砖井造价较经济，但井内环境潮湿，影响流量计正常运行；PE一体井安装方便快捷，节省工期，亦防渗防潮，造价经济。

方案比选：监测点监测井推荐采用PE一体井。

灌区水量计量系统经过以上4个方面技术经济比选后，本方案推荐采用计量准确、运行管理方便的远程数据采集、高能锂电池组供电、电磁流量计测流的水量计量系统。

3 结语

根据方案选比推荐的水量计量系统技术方案，通过灌区水量计量系统项目的实施，为灌区科学供水、优化配水和合理用水提供基础保障，可使灌区建立水费管理系统，实行计划用水，实时供水，按方计费的工作体系，减少收费环节，降低供水成本，同时增加了水费计收的透明度，提高水户满意度，提高水费收取率。还可以有效地提高灌区管理的科学决策水平和管理效率，为灌区水量计量自动化全面技术升级和推广提供水量计量系统技术方案。