浅析井电双控管理地下水资源

魏钦罗

（新疆沙湾县柳树沟水库管理站,新疆 沙湾 832100）

1 实行井电双控管理地下水资源的目的

加强水资源开发利用，规范管理和依法治理，实现地下水资源合理利用、高效配置和科学保护，为当地经济社会可持续发展提供保障，各地水利局加强了对机电井取水的管护，以实现依法管理、总量控制、定额管理，达到节约用水、依法取水的目的，确保地下水开采量只减不增，达到“三条红线”控制指标要求。

为了对机电井的管控更加有效，实施井电双控来精准计量，避免了用户对计量的异议，同时又具备监测的功能，可精准到天的取水量，便于统计核算，利于定量、定额核算。

2 基本情况

2.1 地理位置

沙湾县位于新疆西北部，准噶尔盆地南缘，天山北麓，东距自治区首府乌鲁木齐185 km，辖区面积1.31 万km2。沙湾地处北疆要冲，古丝绸之路4 处驿站在沙湾境内。欧亚第二大陆桥北疆铁路和国防、乌伊、呼克公路自东向西横穿沙湾县南、中、北，为乌鲁木齐通往伊犁、塔城、阿勒泰的交通要道，是新疆通往欧洲的必经之地。沙湾县东接石河子市、玛纳斯县隔河相望;南到依连哈比尔尕山分水岭，与和静县毗连;西至巴音沟、开干齐、小拐乌苏市、克拉玛依市、奎屯市接壤；北至古尔班通古特沙漠，与和布克赛尔蒙古自治县为邻。

2.2 地形地貌

沙湾县地势南高北低，南部为天山支脉依连哈比尔尕山，中部为山前洪积—冲积绿洲平原，北部为古尔班通古特沙漠。

2.3 气候

沙湾县属大陆性中温带干旱气候，年平均气温为6.3℃～6.9℃，全年太阳实照时数为2800 h～2870 h，≥10℃积温3400℃～3600℃，无霜期170 d～190 d，年降水量140 mm～350 mm，年蒸发量为1500 mm～2000 mm。

2.4 水资源

沙湾县辖区有六条河流，自西向东分别为巴音沟河、金沟河、宁家河、玛纳斯河、大小南沟河、沙湾河。除沙湾河是由金沟河、宁家河的地下径流溢出形成的泉水河以外，其余均发源于南部天山山脉高山及中低山区，由冰川融水、雨、雪水混合补给汇流而成。多年平均年径流量20.78 亿m3，可利用水量仅有5.77 亿m3，占县境内总水量的27.8%。

3 井电双控监控水资源的重要环节

3.1 建设技术线路

该水资源物联网监测系统的建设遵照“全面规划、分步实施、先行试点、逐步扩展”的原则进行。在监测的基础上，以大量的综合信息为基础，采用现代水资源管理数学模型，为水资源的管理提供决策支持。这种模型势必突破“就水论水”局限，体现经济与社会发展-资源-环境的协调统一，体现水资源的可持续利用原则，体现“依法治水”的原则。确保系统具有“功能实用、技术先进、安全可靠、操作简便、界面友好、开放性强”的特点。系统建设的技术路线如下：

1）运用物联网技术将计量终端获得的水量数据信息传输到水资源监控中心；采用以太网技术搭建水资源监控中心的高速计算机局域网；采用大屏幕拼接技术构建信息展示平台；建立并完善整个水资源监控中心的环境建设。

2）依据“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”的原则，综合运用数据库等技术搭建基于网络平台的水资源综合数据库，整理存储各种水资源监测采集信息，为搭建整个水资源监控管理系统提供信息支持。

3）综合运用WebGIS技术和.NET等网络编程技术搭建B/S结构的水资源信息服务平台，通过互联网实时为管理部门和用户提供各种水资源信息服务。

3.2 机电井监测系统优势特点

该机电井监测系统是基于现代农业物联网技术而设计的一套管理系统，既能保证管理的需要，也能满足科学的管理需要。采用远传型高精度计量的超声波流量计，彻底满足机电井的计量需要，避免了用户对计量的异议。采用超声波计量技术，不受水中沙石杂质的影响，不会被水中的沙子卡死，使用寿命长，避免了重复投资。具有无线传输功能，可实现远程监测，设备运行状态一目了然。该计量产品直接固定在管道上，不易拆除，防盗性强；基于嵌入式系统处理方案的硬件电路；高度集成的模块及全密封的工艺技术增加了产品的可靠性，同时更加适用于野外安装、使用。该数据平台可呈现完善的设备运行状态，平台上可显现用水信息、设备工作时间、电池电量、设备故障状态，便于水利局管理。该数据平台具有较强的地图索引功能，设备损坏可由地图直接导航到设备安装处。该数据管理平台支持远程设置参数，无需到现场进行设置；具有完善的报表功能，可对县、乡、村、用户的数据进行对比分析。该系统基于模块化设计原则，具有较强的灵活性，同时具有强大的兼容性，该计量产品可由电力企业协助实现完善管理。完善的报表分析系统，使得水利局与电力公司的衔接更加快捷和高效。整个系统是当前较适用于新疆的计量监测管理系统，最具性价比。整个系统是根据新疆当地的使用环境，结合当前的管理手段，推出的一款计量设备。

3.3 远传模块RTU功能特点

通讯方式灵活，支持固定IP通讯方式；支持DDNS动态域名通讯方式。采用TCP/IP协议上传数据、传输可靠，不丢失数据。支持远程参数设置、支持爆管、支持电池电量低等多种报警。

实现实时采集、定时上报，可远程设置上报次数。可远程设置瞬时流量报警、压力上限报警、压力下限报警等。采用3.6V锂电供电，可灵活更换。采用硬密封封装电路，防爆等级可达到IP68。

3.4 水资源物联网数据监测系统平台优势

水资源智能物联网监控平台基于BS结构开发的。界面友好、使用简单。精准的设备异常分析功能。系统对设备异常进行分类统计分析，并提供异常处理解决方案。强大的数据分析功能，有利于提高管理水平。并使用数据列表、走势图、柱状图等多种方式展示。使用‘地理信息系统’进行辅助管理，地图上可直观的显示出正常|异常的设备，并提供最佳的巡检路径。基于角色的权限控制，不同角色查看不同的页面内容。数据内外分离，保证数据安全。提供用户访问接口。用户可以登入系统平台查看各阶段的用水情况。

3.5 水资源物联网监测平台系统组成

水资源物联网监测平台系统组成见图1。

图1 水资源物联网监测平台系统组成

3.6 网络结构

网络结构见图2。

图2 网络结构图

3.7 远程物联网监测软件管理系统

该系统方案利用远程遥测、计算机技术、通信技术、数据库、决策支持系统等技术手段，构建水资源信息采集、传输、处理、存储、展示、支持决策和覆盖全市的供排水、水质、水压污水处理的实时信息采集体系，实现集信息采集——传输——处理——决策——信息反馈——监控为一体的调度系统。水资源监控系统是面向水资源监控的计算机监控系统，基于Windows操作系统平台，具有良好的开放性、简单友好的用户界面、强大的系统数据分析功能。该方案能实现站点流量、水位、水质等信息的采集，设备的运行监视与报警，历史数据的存储与查询，数据的分析与展示，测站信息管理等功能。监控中心采用BS结构，可实现远程WEB浏览功能。

水资源监控系统解决方案能在较短时间内建设整个城市水资源基础数据库，更好地为水资源的开发利用、优化配置和水环境保护服务，全面提升水资源信息化管理水平，实现水资源信息的快速传递、全面共享和综合管理。

3.8 系统框架和结构

系统框架和结构见图3。

图3 系统框架和结构

4 井电双控管理流程和措施

机电井业主根据当年的用水量，依法依规到市水利局缴纳水资源费和水资源补偿费后，县水利局出具《取用水供电告知单》。机电井业主凭县水利局出具的《取用水供电告知单》到电力企业办理购电手续，电力企业收缴完毕后给予开具《供电核准单》。无《取用水供电告知单》的业主，电力企业不得办理配（供）电手续，银行不给予农业贷款。

区域范围内用水户在办理涉水变压器安装或增容手续前，需到水利局缴清水资源费和水资源补偿费，取得《取用水供电告知单》后，到本辖区电力企业申请办理供电手续，经电力企业营销部复核审批后方可实施。水利局将签发的《取用水供电告知单》编号，报备水行政主管部门和国网县供电公司客户服务中心（可网上报送），以便开展联合督查和执法工作。

计量和设备安装示意图，见图4。

图4 安装保护箱后的示意图

5 结语

井电双控项目能有效实行最严格水资源管理制度“三条红线”控制指标，为退水减地提供科学依据。方便取用水单位和个人，实时监控用水情况，做到取用水水量公开透明，减少收费矛盾。通过远程传输，管理单位可实时监控每个区域、每个取水单位及个人，每日、每月用水量，对超采的区域、单位及个人及时提醒监控，监控每个取水户按照取用水核定计划取用地下水资源，有效控制超采现状。