鮑浣冰

（廣東省中山市堤圍管理中心，廣東 中山 528400）

加強國家水資源監(jiān)控管理能力體系建設(shè)，是實施最嚴格水資源管理的重要技術(shù)保障，也是加強水資源管理與保護的有效措施。 2012年以來，國務(wù)院、水利部、廣東省政府先后提出全國要加快實行最嚴格的水資源管理制度，加強先進取水計量監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施體系建設(shè)， 加快建設(shè)國家水資源管理信息系統(tǒng)，逐步建立中央、流域和地方水資源監(jiān)控管理信息平臺［1-2］。 2014年，水利部對取水計量監(jiān)控設(shè)施建設(shè)提出新要求，各地市工業(yè)和生活取水實現(xiàn)在線監(jiān)控率達到90%以上。 近年來，水利部明確指出，下一步水利工作將以“水利行業(yè)強監(jiān)管”為重點，為當前和今后一個時期水利改革發(fā)展指明了方向，明確了目標。

1 實施背景

中山市位于廣東省中南部， 地處珠江三角洲下游。 多年平均水資源總量17.38億m3，其中地表水資源量16.86億m3，地下水資源量2.58億m3。 多年平均入境水資源量2662.94億m3， 多年平均出境水資源量2678.92億m3。中山市水資源尚屬豐富，但主要以過境客水為主，且降水量時空分布不均勻，人均占有水資源量少，不同區(qū)域之間差異大，水資源、經(jīng)濟總量和人口分布不平均，加上城市化進程加快，部分經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)的水質(zhì)污染， 以致中山市面臨水危機日益突出。

中山市自1994年就全面貫徹實施取水許可制度，1996年開征水資源費，經(jīng)過多年來廣泛深入的政策宣傳、指導(dǎo)和教育，取水許可制度在中山市已深入民心。 2008年，進一步嚴格規(guī)范取水戶的取水計量，中山市水務(wù)局要求各取水戶自行安裝符合國家計量標準的取水計量設(shè)施。 水資源費的征收也從最初的協(xié)議計征逐步發(fā)展至裝表計量收費。據(jù)統(tǒng)計，中山市核發(fā)取水許可證的取水戶逾200戶，取水計量安裝率達100%。 由于取水戶自行安裝的計量水表產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，常因水表損壞、不正常運行、停行等原因?qū)е聼o法準確計量取水量， 給人工抄表及水資源費征收工作帶來了諸多不便。同時，隨著最嚴格水資源管理制度的實施，水資源管理逐步走向精細化管理，依靠人工抄表已無法滿足計劃用水管理和用水總量控制預(yù)警等工作的要求。因此，在經(jīng)過詳細的實地勘查和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計之后，2013—2014年期間，在全市范圍內(nèi)挑選漂染紡織行業(yè)的取水大戶、 地熱水取水戶共44戶開展了取水在線監(jiān)控工作。2015年，中山市積極配合廣東省水利廳開展水資源監(jiān)控能力建設(shè)工作，對地表水取水量300萬m3以上、地下水年取水量50萬m3以上的非農(nóng)取水戶共30戶全部納入省級取水在線監(jiān)控管理［3-4］。迄今為止，中山市已實現(xiàn)全市95%以上的取水量納入在線監(jiān)控范圍。

2 主要內(nèi)容

中山市取水在線監(jiān)控項目建設(shè)主要內(nèi)容：設(shè)置1個中心站，建設(shè)44個取水監(jiān)測站點（其中3個地熱水監(jiān)測站點）， 包括34臺超聲波流量計、14臺分體式電磁流量計（含3臺分體式高溫內(nèi)襯電磁流量計）和46臺智能遙測終端及相應(yīng)配套的各種配件和輔材 （防雷器、控制柜、電源線及信號線等）的采購、安裝集成、調(diào)試、試運行、驗收、培訓(xùn)、技術(shù)支持、售后服務(wù)。業(yè)務(wù)管理平臺應(yīng)用于中山市水務(wù)局水資源管理科和中山市水政監(jiān)察支隊的取水許可日常監(jiān)管。 監(jiān)測站點分布如圖1。

圖1 監(jiān)測站點分布圖

3 簡述

中山市取水在線監(jiān)控系統(tǒng)主要由水量量測系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息存儲系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)4部分組成，如圖2。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)總體框架

3.1 水量量測系統(tǒng)

水量量測系統(tǒng)是負責每個取水口取水流量數(shù)據(jù)的實時采集，設(shè)備主要是取水計量儀。計量儀表選用穩(wěn)定性好、 精度等級高的插入式超聲波流量計和分體式電磁流量計。 插入式超聲波流量計以速度差法為原理，測量圓管內(nèi)液體流量。其最大優(yōu)點是在線帶壓安裝，維護現(xiàn)場無需停水；缺點是測量管徑不能小于DN100mm。 分體式電磁流量計是一種感應(yīng)式儀表，由傳感器和轉(zhuǎn)化器兩部分構(gòu)成，基于法拉第電磁感應(yīng)定律進行工作， 用來測量導(dǎo)電性的液體或液固兩相介質(zhì)。 其優(yōu)點是安裝前后直管段要求低， 對管徑、管質(zhì)無限制等；其缺點是需要停水安裝。 中山市取水在線監(jiān)控項目是根據(jù)取水口的條件，因地制宜，分類安裝。 對取水量大且取水管徑大的監(jiān)控點安裝插入式超聲波流量計； 對取水管徑小或不能停水的監(jiān)控點安裝分體式電磁流量計， 抽取地熱水的監(jiān)控點安裝高溫內(nèi)襯電磁流量計。

3.2 信息傳輸系統(tǒng)

信息傳輸系統(tǒng)用于獲取取水計量儀表中的計量數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)平臺轉(zhuǎn)輸至中心站信息儲存系統(tǒng)，設(shè)備包括智能遙測終端（RTU）、通信模塊（DTU）及數(shù)據(jù)傳輸平臺（中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)）。 本系統(tǒng)將RTU與流量計通訊時間設(shè)置為一般每隔5min接收1次流量計監(jiān)測的實時流量數(shù)據(jù)，并通過3G/GPRS［5］無線網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸至中心站信息存儲系統(tǒng)，而RTU與中心站通訊設(shè)置為1h1次。 每日8：00，自動監(jiān)測站向中心站發(fā)送日平均流量、日累計水量及檢定監(jiān)測站工作正常與否等狀態(tài)信息。

3.3 信息存儲系統(tǒng)

信息存儲系統(tǒng)負責存儲前端監(jiān)測站傳輸回來的所有數(shù)據(jù)，設(shè)備主要是服務(wù)器。中山市取水在線監(jiān)控項目設(shè)置1個中心站，中心站是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主控部分，由1臺主服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理軟件組成。 服務(wù)器安裝有SQL Sever 2012，從各監(jiān)測站發(fā)回的數(shù)據(jù)資料經(jīng)整理后存入數(shù)據(jù)庫， 并通過網(wǎng)頁瀏覽方式提供給用戶。

3.4 信息管理系統(tǒng)

信息管理系統(tǒng)的開發(fā)， 其目的在于強化業(yè)務(wù)管理，提升管理效能。中山市取水在線監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能：①數(shù)據(jù)接收與信息顯示，登錄系統(tǒng)后可以全覽監(jiān)測站點的分布地理位置圖。 點擊任意一個取水監(jiān)測站點，即可顯示實時流量、日取水量、月取水量、年取水量等詳細信息。②數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計，系統(tǒng)根據(jù)不同的操作者，設(shè)置不同的查詢權(quán)限。如一取水監(jiān)測站點只能查詢本監(jiān)測站點的水量數(shù)據(jù)， 鎮(zhèn)區(qū)只能查詢本轄區(qū)內(nèi)取水戶的水量數(shù)據(jù)。 實現(xiàn)對取水歷史數(shù)據(jù)按監(jiān)測站點、鎮(zhèn)區(qū)、取水點和河段等不同分類方式查詢統(tǒng)計，可以通過列表、曲線的圖形式顯示。 可以對不同取水時段（日、月、年、自定義）的數(shù)據(jù)進行綜合統(tǒng)計，分析用水趨勢。查詢數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果文件可以導(dǎo)出、 編輯和打印。 ③監(jiān)測站點管理與異常情況報警，提供各監(jiān)測站點設(shè)備運行情況。如果前端監(jiān)測站出現(xiàn)設(shè)備斷電、故障時，系統(tǒng)立即警示（在地理位置圖亮紅燈）， 并通過短信方式及時告知相關(guān)管理人員，以便及時解決存在問題。

4 運行管理建議

高效的運維管理是確保取水在線監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，發(fā)揮長久效益的關(guān)鍵。根據(jù)近幾年來的取水在線監(jiān)控系統(tǒng)運維經(jīng)驗，總結(jié)以下幾點建議。

4.1 建立運維管理制度

制度體系建設(shè)始終是系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保證。①制定崗位責任制，落實系統(tǒng)運行、管理、維護工作人員的崗位責任和權(quán)力， 明確各崗位具體負責人。 ②制定設(shè)備管理制度，對監(jiān)控現(xiàn)場硬件設(shè)備、中心站服務(wù)器的相關(guān)設(shè)備的保養(yǎng)、維護、故障處理等規(guī)定。③制定系統(tǒng)備份和恢復(fù)制度，加強監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全保護管理。④加強賬號安全管理規(guī)定，強化賬號使用（安全）約束。

4.2 加強技術(shù)培訓(xùn)，提高管理水平

管理人員、 技術(shù)人員的整體業(yè)務(wù)水平直接影響著監(jiān)控系統(tǒng)的效益。①拓寬培訓(xùn)模式，不斷提升人員的專業(yè)化水平。通過組織學習監(jiān)控系統(tǒng)體系架構(gòu)、安裝、配置、系統(tǒng)操作、日常維護規(guī)范和監(jiān)控管理要求，讓管理人員清楚掌握監(jiān)控系統(tǒng)的專業(yè)知識， 并將其運用到本項目的管理中去，保證工作效率，提高管理水平。②定期組織技術(shù)人員研討運維管理問題，加快系統(tǒng)的更新速度，使用新技術(shù)、新思想做好軟件更新與維護工作，及時彌補設(shè)計漏洞，最大限度地維護監(jiān)控系統(tǒng)平穩(wěn)運行。 ③組織取水戶開展取水在線監(jiān)控系統(tǒng)操作使用、硬件設(shè)施使用和保養(yǎng)等培訓(xùn)講座。同時廣泛深入開展以取水戶為主的水資源保護宣傳教育， 營造保護水資源的良好氛圍， 增強人民節(jié)水意識，加快推進節(jié)水型社會建設(shè)。④開展職業(yè)道德專題教育活動， 無論是管理人員還是技術(shù)人員都必須嚴格按照監(jiān)控系統(tǒng)操作規(guī)程， 依托專業(yè)知識進行系統(tǒng)設(shè)備的操作，保證水資源費征收的真實、準確。

4.3 運用新技術(shù)提升運維管理效率

隨著科技不斷進步， 監(jiān)控系統(tǒng)運維模式應(yīng)積極利用5G 通信、大數(shù)據(jù)、人工智能等實用先進技術(shù)手段相結(jié)合，逐步完善維護管理模式。①采用遠程維護模式。通過故障診斷、故障甄別，確認為參數(shù)設(shè)置、設(shè)備斷電、數(shù)據(jù)故障等問題的，可采用遠程方式進行維護。遠程維護模式有效地提升運維效率，縮短運維時間、成本、壓力。②通過大數(shù)據(jù)計算分析，掌握監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)信息、歷史故障信息、維護頻率及設(shè)備更換情況等， 預(yù)判監(jiān)控系統(tǒng)將出現(xiàn)故障，智能分析問題，提出維修維護方案，指導(dǎo)維護人員提前做好故障跟蹤服務(wù)， 保障取水在線監(jiān)控系統(tǒng)的高效運行。

4.4 規(guī)范計量設(shè)施使用與檢定

取水在線監(jiān)控設(shè)施屬國有資產(chǎn)， 設(shè)施正式交付給各取水戶使用前必須簽訂《取水在線監(jiān)控設(shè)施使用管理協(xié)議》。明確取水在線監(jiān)控設(shè)施的使用、維護、故障處理的具體權(quán)責，監(jiān)測數(shù)據(jù)爭議處理方法，監(jiān)測設(shè)施老化、自然破壞、故意損壞、遺失等情況的責任條款。 取水計量設(shè)施的準確度直接影響取水戶水資源費的繳納、 計劃用水量甚至是整個區(qū)域的用水總量考核工作，加強取水計量設(shè)施的檢定，定期委托具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方機構(gòu)進行取水計量檢定， 并經(jīng)檢定合格后方可繼續(xù)使用。

4.5 落實維護經(jīng)費

項目建成后保證足夠的年運行維護費， 是實現(xiàn)項目達到預(yù)期目標的基本條件。 一方面是項目日常運行維護管理，包含了日常維修養(yǎng)護費、檢查費、設(shè)施非正常損壞的售后維修費、技術(shù)培訓(xùn)等。另一方面由于項目建設(shè)時為了節(jié)約成本， 采用取水戶原有電子計量設(shè)施數(shù)據(jù)輸出，接入RTU模塊。 需考慮計量設(shè)施維護改造費用，有效保障系統(tǒng)持久運行。

5 結(jié)語

（1） 中山市取水在線監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)與投入使用，為節(jié)約用水、水資源費征收、地下水保護、水資源信息統(tǒng)計等工作提供了準確高效的決策支撐，成為中山市水資源“強監(jiān)管”的“殺手锏”。

（2）為保障取水在線監(jiān)控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要不斷地進行技術(shù)分析、總結(jié)，逐步完善、優(yōu)化建設(shè)標準體系，并結(jié)合科學技術(shù)的進步，提高監(jiān)控系統(tǒng)的運行管理水平。