取用水监测站计量校准成果与经验分析——以广西水资源监控能力建设项目为例

黄文浦，郑孝庆

（广西壮族自治区水资源管理服务中心，南宁 530023）

2012年以来，广西通过实施国家水资源监控能力建设一二期项目，先后共建成近2200个取用水监测站，有效改善了广西水资源监控手段缺乏、取水计量在线率偏低的局面。随着近年来监测站在线监测计量使用的逐步深入，计量准确性一直是取水单位、水行政管理单位的关注焦点，因计量准确性而带来管理上的矛盾也屡见不鲜。根据《中华人民共和国计量法》《广西计量法实施条例》等规定及《水利部国家发展改革委财政部关于水资源有偿使用制度改革的意见》（水资源〔2018〕60 号）明确的“对用于环境监测、执法监督、贸易结算等方面的计量器具应当实行强制检定或者定期校准”的规定，结合取用水监测站计量设施不具备拆除送检的客观实际，2020 年，广西水资源管理服务中心委托广西计量检测研究院对国控项目375个取用水监测站试点开展475 站次的计量校准工作，旨在确定监测站流量计的示值误差，确保计量监测数据准确。

1 计量校准实施情况

按照“先大后小”的原则，优先选取珠江水利委员会、自治区水利厅颁发取水许可证的供水企业、工业企业及其他年许可取水量在500 万m3以上的375个取用水监测站流量计实施计量校准。所有监测站均为管道型监测站，管径DN100～DN2000 不等。综合《管道式电磁流量计在线校准要求》（CJ/T 364-2011）要求及现场环境因素，校准以相对误差δ≤±5%为允许范围。

1.1 第一轮校准

2020 年5～10 月，由广西计量检测研究院实施第一轮计量校准，校准结果见表1。

表1 第一轮计量校准结果 个

（1）相对误差±5%以内的监测站占比32.00%，相对误差为±5%＜δ≤±6%的监测站占比4.00%。以δ≤±5%为允许范围，校准标注的测量不确定度为±1.6%，累加不确定度后，相对误差δ≤±6.6%。根据现场实际校准情况以及考虑到测量不确定度的影响，建议合格范围的相对误差控制在±6%以内，也就是说，135 个取用水监测站（占比36.00%）的误差是符合监测精度要求的。

（2）相对误差在±6%＜δ≤±20%之间监测站共81 个，占比21.6%，这部分取用水监测点，视情况可以通过检查各参数输入的准确性，或者调整修正系数的方法，解决精度问题，恢复正常使用。

（3）相对误差大于±20%的监测站共61 个，占比16.27%，认为已经超出可校准的范畴，属于流量计的现场安装或者质量等问题。无数据的监测站为53个，占比14.13%，为现场设备故障等原因。这两部分监测站共114 个，占比30.40%，其设备应通过运维整改后再次校准。

（4）百色、崇左、河池这3个地区监测站流量计的整体精度情况不容乐观，运维整体相对滞后。

1.2 第二轮校准

第一轮校准误差不符合要求的监测站对流量计进行运维整改后，2020 年11～12 月，实施第二轮计量校准，校准结果见表2。

表2 第二轮计量校准结果 个

由表2 可知，监测站对第一轮校准误差不在允许范围、无法校准的计量设备实施运维整改后，第二轮流量计校准结果基本符合监测精度要求，合格率为96%。

2 误差分析

2.1 设备老旧，性能衰减

部分流量计建设年限较早，已运行使用6～7年，流量计设备老旧较为严重，计量性能出现较大幅度衰减。受限于项目运行前期运维保障资金有限，运维工作也是重点关注监测站设备是否上线，无力顾及其计量数据准确性，造成计量误差不符合要求的站点数量较多。

2.2 参数设置不准确

校准发现部分误差偏大的站点，流量计表头参数如管径、壁厚、管材等设置不够准确，直接影响计量监测数据的准确性，分析存在以下几种情形：

（1）原建设单位在安装流量计时使用的测量工具较为简单，如通过皮尺、卷尺或询问取水单位等方式获取管径、壁厚等参数数值，与计量检定部门使用测厚仪等专业仪器获取的数值有一定差距。

（2）部分监测站存在通过调整管径、壁厚等参数以调节监测流量大小，但此方法可能只满足某流量状态下的测量精度，当取水流量发生变化，误差也随之变化。

（3）个别监测站存在流量计调整系数被人为修改的情况，监测站流量计调整系数一般设置为1，校准过程中发现部分监测站流量计调整系数设置为0.8～0.9，更有甚者0.5，不排除存在取水单位为减少监测水量而私自调整流量计系数的可能。

2.3 现场安装不符要求

主要为计量设施安装位置不规范，如流量计探头安装位置不符合前直管段长度不小于10 倍管径且后直管段长度不小于5 倍管径的要求，探头安装于下行管段导致管道流量不满管，探头安装于阀门、法兰、弯头或变径等位置易引起流态不稳定、紊流等问题。

2.4 标准器性能差异

按《水资源监测设备现场安装调试》（SZY 204-2016）要求，流量计完成现场安装后，应使用精度高一级的监测仪器验证流量计的监测数据是否满足误差要求。据了解，广西取用水监测站的参建单位、运维单位大部分使用国产的外夹式超声波流量计作为标准器，与计量检定部门使用的标准器，在精度上存在一定差距，导致在安装、运维环节的误差自检精度不够。

3 经验

（1）计量设备运维单位配合计量校准工作。在运维单位的配合下，顺利完成两轮计量校准工作。在分析第一轮校准结果基础上，综合广西取用水监测站所采用流量计的误差水平、不确定度、重复性及现场环境因素影响，确定了流量计调修的相对误差标准为不大于±20%，对相对校准误差大于±20%的流量计，判定为不能满足精准计量要求，属于现场设备故障，责令运维单位整改，直至计量校准合格为止。对校准误差不大于±20%的流量计，考虑到流量计误差水平、不确定度及现场环境影响，视情况可以通过检查各参数输入的准确性或通过调整流量计系数的方法，使误差满足监测精度要求。

（2）检定+校准是确保计量精准的保障。计量检定是判断流量计本身质量和性能的法定依据，只有计量检定合格的流量计才能用于流量计量。不同的流量计，具有不同的应用条件和使用范围。应根据现场实际情况，选用与使用条件相匹配流量计，如果选用与实际使用条件不适合的流量计，也可能会影响监测精度。为最大程度追求在线监测计量准确度，在流量计安装前先对其进行计量检定，分析其误差最小所适配的管径、流速，因材施用将其用于最小误差所对应的管径安装上，再对其进行计量校准，确定其示值误差，结合数据修正值以获得符合精度要求的监测数据。

（3）加强计量校准工作宣贯是确保取水许可精准计量管理的必要手段。《水法》《取水许可管理办法》等法律法规虽规定取水计量需定期开展计量检定/校准，但长期以来我区各级水行政主管部门甚少按要求开展此项工作，对计量检定/校准的含义、区别及必要性也知之甚少。取水单位关于取用水监测站监测数据不准的质疑几乎是伴随着广西水资源监控能力建设项目建设伊始到如今项目投入使用，不少取水单位在遇到取用水监测站监测数据大于其自行安装机械水表计量数据的情况，即认为监测站监测数据不准确，不同意用其作为水资源费征收的结算依据。此问题虽然有个别水行政主管部门长期以来管理较为“弱势”的原因，但监测站计量设备未实施计量检定/校准也是监测数据缺乏说服力无法支撑管理工作的一大原因。因此，随着水资源费税改革工作的逐渐铺开，计量检定/校准工作是确保水行政主管部门在水资源税征缴工作中履行征缴水量核算责任的必要管理手段，应该全面实施落实。同时，也应考虑在将来取用水监测站设备移交取水单位使用管理时，由其来承担监测设备的运维及计量检定校准的责任。

（4）关于今后取用水监测站运维的一点设想。通过此次试点开展广西水资源监控能力建设项目取用水监测站计量校准工作，我们也发现运维单位与计量校准服务单位各自体制、社会责任感、合同责任不同，在工作协调配合上还是存在一定困难。随着水资源监控能力建设项目运维工作重心由过去的“是否在线”逐步转变到如今的“是否准确”上，将来可以探索“运维+校准”的运维模式，即允许具备运维服务能力与具备校准资质的服务商组成联合体，负责取用水监测站的运维及校准工作。这样运维队伍同时具备了运维服务和校准能力，在内部理清了相互经济利益及分工责任之后，一体化开展常规运维与计量校准工作，既能确保监测站正常运行，也能同步完成计量校准，确保在线监测计量准确。甚至考虑委托各地法定计量检定部门负责监测站运维及校准工作，监测站运维可由其独立负责或分包，充分利用其在流量领域的技术底蕴及权威，解决取水许可管理工作取水计量方面与管理对象的潜在矛盾。

4 结语

取用水监测体系作为国家水资源监控能力建设项目最基本的建设内容，为最严格水资源管理“用水总量”红线控制指标、水资源刚性约束提供重要的统计信息来源，是不可或缺的关键信息基础设施。做好取用水监测站计量校准工作，对该体系建设成果实际使用具有重要的意义。