摘要：地下水资源是水资源的重要组成部分，也是维系生态系统的基本要素，近年来，地下水资源的开发与利用，对社会经济的发展起着十分重要的作用。随着社会经济的发展，人类活动的增强，地下水的需求和开采利用量也随之增加，过量开采地下水资源，势必引起地下水水质恶化，地下水水位持续下降，甚至出现地面沉降等环境地质问题，进而影响到人民的生存环境。必须合理开发地下水资源，加强地下水资源管控，保护地下水资源和环境。
关键词：地下水资源；智能化；井电双控
随着现代化农业的不断发展，地下水资源的利用率日趋上升，地下水资源的不断开采导致地下水水位逐年下降，而以往的管理措施并不能精确地统计出用水量，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，各地水管所加强了对机井取水的管护，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。
一、地下水资源远程系统的组成
地下水资源远程管控主要由监控中心和地下水现场监控终端两部分组成。它是一个集水文信息采集、取水控制、计费控制、实时流量监测的分布式实时系统。它具有水量量测、水文监测、自动报警、水量控制、遥测、遥控、远程充值、远程诊断、远程维护等功能。在机井井内安装控制器，实现地下水资源监控可实现地下水管控系统化、自动化、增加效率及可靠性，实现采集数据统计分析、远程查询机取水控制，为科学管理地下水资源、科学防治地质灾害提供优质服务。
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；采用以物联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。
二、机井计量设施的比选
在机井上需要安装水表或者流量计，用来计量灌溉使用的水量。按当前流量计产品的实际情况和流量计的结构原理，主要有以下几种类型可供选择：
1.机械式水量计量设备
机械式水量计量设备采用直接法测量水量，直接安装于管道中间。一般有普通机械式水表、涡轮流量计和涡街流量计等三种类型。机械式水量计量设备通过水流推动转子或叶轮旋转产生计量信号，可以分为机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械传动输出的水表准确度较低，误差约±3％，但结构简单，造价低，国内已批量生产，并实现了标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计和涡街流量计的准确度较高，一般误差为±0.2％～±0.5％。
2.电磁流量计
电磁流量计的原理是导电体在磁场中运动（如随着流体运动）时会产生感应电动势，而感应电动势与流体的流量大小成正比。电磁流量计具有较小的测量误差（一般误差为±0.2%～±1.0%），因不易阻塞，对水质的要求低，不产生压力损失，但电磁流量计造价较高。
3.超声波流量计
超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何原理而设计的，其基本原理是通过所测流速来计算流量。根据其原理的不同可以分为时差法流量及声学多普勒流量计。其误差范围为±1.0%～±3.0%，超声波流量计对水质要求较低，通容量大，没有水头损失，宜在含有少量泥沙、纤维物质和其他杂物的输水管道中使用。
三、机井智能化控制设施的比选
在机井上常用的智能化控制设施主要为井电双控、撬装式和控电模式三大类。
1.井电双控智能化控制设施
井电双控智能化控制设施是满足落实最严格水资源管理、为机电井取水量精确计量、总量控制、限采压采而提供的技术装备，是将设备的状态、用电量、用水量、水位等监测计量与远程控制高度集成化、智能化的设施，达到对取水用户水量自动计量、水资源费在线缴费、远程控水、远程控电、远程报警的功能，实现对机井取水量远程监控的目的。系统基于GIS实现了实时在线监测、在线运维、用水量、用电量、水电比等数据分析。
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2.撬装式智能化控制设施
撬装式智能化控制设施是针对目前水资源取水过程存在的各种计量准确性问题，采用一体化橇装式设计，将流量计、控制器、测控单元、阀门等设计为一体，外壳采用不锈钢板，并结合了计算机网络通信和传感器三项技术，而开发的集成技术，达到对取水用户实施水量自动监控的目的。实现了实时在线监测、数据统计与查询、取水计划管理与控制等功能，从而为落实最严格的水资源管理制度提供技术支撑，促进水资源可持续利用和节约用水。
3.电力智能化控制设施
电力智能化控制设施是现状地下水管控模式中应用最广的一种模式，控电模式主要是通过控制机井的用电量，从而计算出机井的用水量，从而达到对取水用户电量自动计量、水资源费在线缴费、远程控电、远程报警的功能，实现对机井取水量远程监控的目的。该系统具有精确计量电量，实时监测机井取电数据和工况数据，实现远程断电、控制。
三、数据传输方式比选
目前常用的信息传输方式有光纤通信、无线移动通信和微波通信等。
1.光纤通信
光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。光线通信传输带宽大、稳定、可靠，适合于传输图形、视频等多媒体表现形式的信息，但投资一般较大，施工困难，维护成本高，目前一般用在骨干通信网络上。
2.无线移动通信
无线移动通信是基于移动通信系统的通信方式，具有覆盖广、网络能力强、性能稳定的特点，其优点是设备功耗非常低，传输费用相对比较低廉，传输率高，接入时间短，缺点是可能会发生数据包丢失现象。如果采用无线移动通信方式，可以直接租用通信服务商（如移动、联通、电信）现有的通信网。
3.微波通信
微波通信时采用波长0.1mm～1m，频率300MHz～3×1011MHz之间的电磁波进行通信。微波通信能运载大量的信息，但需要间隔一定的距离建设基站，其传输质量易受到地形、地貌及气候状况的影响，适用于通视条件好、传输距离不太远的平原地区。
四、信息化软件系统建设方案的比选
按照功能分工、使用对象和实现技术等，应用软件可以划分成两种体系结构。
1.客户端/服务器体系，即C/S（Client/Server Architecture）体系结构。C/S 是架构在局域网络上的体系结构，其受众主要是业务管理部门内部人员，因此，具有较强的专业性和涉密性。这种体系下的软件功能一般不对业务管理部门以外的人员开放。
2.浏览器/服务器体系，即B/S（Browser/Server Architecture）体系结构。B/S 是架构于互联网（Internet）上的体系结构，使用者无论在何处，只要在互联网（Internet）上，就可以通过浏览器（如微软的IE－Internet Explorer）访问指定的IP 地址，就可以执行位于该地址处的某一应用软件。它常用以支持政务管理和公众服务的实现。
结束语：
对于农业井水灌溉，农民是水资源的最主要的消费者，通过实施水资源科学管控，不断增强广大农民的节水意识，守住我们赖以生存的绿洲，造福子孙后代，这是一件利在当代，功在千秋的大事，同时，以此为起点，扩大水资源管控系统的使用面、知晓面，提高全区民众的节水意识，保护我们的生命之源。
精准的计量是实现水资源管控与交易的核心，远程实时在线数据传输及控制是实现水资源管控与交易的重要手段。只有能测量的东西才可以被制造，没有精准的计量，就没有可靠的质量。随着计量技术的进步，计量精度的每一次提高，都将推动生产生活各领域的进步创造更大的经济和社会效益，并深刻改变人们的生活理念。
【参考文献】
【1】雷小牛; 肖梦兵; 张岳尧; 周杰. 新疆博乐市地下水远程智能管控系统的实践与应用[J],中国水利，2019-04-12
【2】宋海玲; 朱美玲. 呼图壁县灌区井电双控项目运管现状与建议【J】.水利规划与设计，2019-03-13
论文作者:吉刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/25
标签：水资源论文; 机井论文; 地下论文; 水量论文; 在线论文; 地下水论文; 设施论文; 《基层建设》2019年第24期论文;