北京市农业灌溉机井智能化计量建设技术导则

北京市农业灌溉机井智能化计量建设技术导则（试行）北京市水务局2014年10月 / 前 言根据北京市农业节水发展趋势，结合有关国家或行业现行标准，在总结全国及重点研究北京市农业灌溉机井计量管理实践经验的基础上，广泛征求了水务、质监部门及行业专家的意见，编制了本导则。本导则主要围绕农业灌溉机井灌溉用水的计量、数据传输和信息管理平台等主要建设内容，确定安装、建设、管护的技术指标，实现全市四级农村用水信息化管理，为用水总量控制、定额管理等最严格的水资源管理制度的落实打下基础，工程实现机井用水管理智能化，从而确保“细定地、严管井、统收费、节有奖”的北京农业节水要求的落实。本导则主要参考在北京或国内已推广应用、成熟可靠的高新技术，在北京或国内应用较少、维护时间不够充分的技术暂未纳入。本导则共9章22节及8个附录，主要包括如下内容：总则、术语、设计、材料和设备、施工、数据传输、平台建设、验收及管护。目 次1 总 则12 术 语23 设计43.1一般规定43.2 选择分类44 材料和设备64.1一般规定64.2计量设备性能要求64.3控制设备性能要求75 施工95.1一般规定95.2计量设备95.3控制设备105.4调试126 数据传输146.1一般规定146.2报文结构146.3数据传输表结构177 平台建设207.1建设模式207.2基本配置207.3数据业务报表218 验收258.1一般规定258.2施工方案及材料258.3施工安装质量验收268.4设备性能验收269 管护措施279.1工程移交279.2管护组织体系279.3管护措施27附录A：基础信息调查表29附录B：智能化计量设备安装图33附录C：计量设备安装选点图37附录D：设备柜尺寸图38附录E：农业灌溉机井智能化计量设备安装汇总表39附录F：农业灌溉机井智能化计量设备调试记录表40附录G：农业灌溉机井智能化计量设备维护记录表43附录H：农业灌溉机井智能化计量设备质量评定表441 总 则1.0.1 为规范北京市各区（县）农业灌溉机井智能化计量建设、管护技术标准，满足农业灌溉用水管理需要，制定本导则。1.0.2 本导则适用于北京市各区（县）农业灌溉机井智能化计量建设的设计、材料和设备、施工、数据传输、平台建设、验收及管护等环节，农村生活井的计量安装及管护可参考执行。1.0.3 农业灌溉机井智能化计量建设应因地制宜、经济合理地选用设备，应符合国家、行业技术标准。1.0.4 本导则主要引用如下标准：国家标准： 取水计量技术导则（GB/T 28714-2012）节水灌溉工程验收规范（GB/T 50769-2012）通用用电设备配电设计规范（GB/T 50055-2011） 中华人民共和国行政区划代码（GB/T 2260-2002）远动设备及系统传输规约（GB/T 18657.3-2002）外壳防护等级(IP代码)(GB 4208-2008)水利行业标准：水资源监控管理数据库表结构及标识符标准（SL380-2007） 水资源监控设备基本技术条件（SL 426-2008）水资源监控管理系统数据传输规约（SL 427-2008）水资源水量监测技术导则（SL 365-2007） 北京地方标准：农村机井用水表安装维护规程（DB11-289-2005） 国家计量检定规程： 冷水水表检定规程（JJG 162-2009）超声波流量计检定规程（JJG 1030-2007） 电磁流量计检定规程（JJG 1033-2007）1.0.5 农业灌溉机井智能化计量建设除执行本导则外，尚应符合国家现行有关规范、标准。2 术 语2.0.1 智能化计量通过市、区、站（所）、村四级农村用水管理信息平台，农业灌溉机井安装计量、传输及控制设备的建设，实现灌溉用水量的实时远传，水泵的智能控制（指根据用户的刷卡记录、实际用水量数据、定额用水量数据、阶梯水价收费标准等信息，设备自动控制水泵的启停，当计量设备、电源等出现故障时，实现水泵自动停泵功能，进行自我保护，并将发生的故障原因自动报警至管理平台），数据自动存储、传输及分析、统计。2.0.2 机械式管道输水计量设备通过水流推动转子或叶轮旋转产生计量信号从而测出水量的计量设备，指普通水表、涡轮及涡街流量计。2.0.3 新型计量设备新型计量设备测量原理区别于机械式管道输水计量设备，指超声波流量计和电磁流量计。2.0.4 水电转换计量水泵在抽水过程中，监测电机耗电量，然后通过电量与水泵效率系数、动水位等综合数据计算水量的一种方式。2.0.5 PDAPersonal Digital Assistant的缩写，中文简称掌上电脑。2.0.6 SMCSheet Molding Compound的缩写，即片状模塑料，俗称玻璃钢。主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂、填料及各种助剂组成。2.0.7 GPRSGeneral Packet Radio Service的缩写，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端、广域的无线IP连接。2.0.8 井房内安装 安装现场有机井房，将控制设备、计量设备安装于机井房内部的一种方式。2.0.9 设备柜安装安装现场没有机井房，需配套安装保护装置，并将相关设备安装于内的一种方式。2.0.10 计量设备外夹式安装将计量设备的测量传感器贴在测量管道外壁的一种安装方式。2.0.11 计量设备插入式安装将计量设备的测量传感器通过钻孔等技术插入测量管道内部的一种安装方式。2.0.12 计量设备夹持式安装将计量设备的测量传感器夹持在管道两个法兰盘间的一种安装方式。2.0.13 水利通讯专网由各级政府投资建设，仅限水利行业内部使用的通讯网络。2.0.14 用水记录用户每次灌溉用水的过程信息，主要包括用户身份信息、使用灌溉机井信息、开始用水时间、结束用水时间、本次灌溉用时、本次灌溉用电量、本次灌溉用水量。3 设计3.1一般规定3.1.1 农业灌溉机井智能化计量建设环境应符合以下条件：1 区（县）水务局管理平台应具有专用机房，已接通水利通讯专网或有10M以上固定IP互联网接入，网络应有防病毒入侵措施；2水务站（所）管理平台应接通水利通讯专网或有4M以上互联网接入；3 村级管理平台应具有上网条件；4 灌溉机井应具有取水许可证且在有效期范围内；5 灌溉机井应具备三相动力电源，电源电压波动范围应在380V±15%之内，配套相对固定的专用水泵。3.1.2 农业灌溉机井智能化计量建设及管护应因地制宜，根据不同的现场条件选用最合适的设备和管理模式。3.2 选择分类3.2.1 农业灌溉机井智能化计量设备安装应选择以下方式：1 农业灌溉机井配有机井房时，应采用井房内安装，如图B.1、B.2；2 农业灌溉机井未配有机井房时，应采用设备柜安装，如图B.3、B.4。3.2.2 农业灌溉机井智能化计量设备防雷措施应满足以下要求：1 控制设备抗扰度应满足GB/T 176262规定的4级标准，脉冲群干扰应不小于4kV/100kHz，浪涌干扰不小于2kV；2 凡有金属结构的箱体外壳都应可靠接地，接地线采用有绝缘外皮的铜线，截面S4mm2，接地线离地面距离宜为250300mm；接地体可为建筑物的金属结构或与接地干线可靠连接的电缆管；3 凡是空架电缆的环境（变压器到水泵的动力电线采用空架方式）均要安装放电电流不小于40kA的防雷器模块，接地线采用有绝缘外皮的铜线，截面S16mm2。如附近没有地网，应在防雷器附近作一个简易地网，方法如下：用三条长度为1.5m的扁钢或者角钢，按正三角形排列打入地下，上面用扁钢条把三条扁钢焊接起来，在其中一角焊接螺栓，然后把避雷模块接地线接上。3.2.3 水泵电机控制应选择以下方式：1 软启控制：不需要调节水泵流量，水泵电机控制应采用软启动方式，启动电流不宜超过电动机额定电流的2.5倍；2 变频控制：需要调节水泵流量，水泵电机控制应采用变频调速控制方式。3.2.4 IC卡定额用水管理应选择以下模式：1 农业灌溉机井属大户或合作社使用，应采用“一井一卡”的管理模式；2 农业灌溉机井属散户使用，应采用“一井多卡”的管理模式，同时满足农户“一户一卡、一卡多井”的管理需求。3.2.5 用水记录数据抄取应选择以下方式：1 农业灌溉机井现场有网络信号覆盖时，应采用GPRS抄表方式；2 农业灌溉机井现场无网络信号覆盖或信号不稳定时，应采用PDA辅助抄表方式。3.2.6 数据上报流程应选择以下方式：1 采用GPRS抄表方式，由计量设备无线远传至区（县）水务局管理平台，数据中间不通过转换与处理，同时将用户用水数据共享至村级平台； 2 采用PDA抄表方式，由管水员持PDA导入村级管理平台，然后由村级管理平台传输至区（县）水务局管理平台；3 区（县）水务局管理平台和村级管理平台应根据用户基本信息有数据校验功能。3.2.7 数据上报频次应满足以下要求：1农业灌溉机井智能化计量设备采用GPRS抄表方式时，应采用即时上报模式，水泵每启停一次数据上报一次；采用PDA抄表方式时，应采用定期现场抄表上报模式；2 区（县）水务局管理平台定期向市水务局管理平台上报数据统计报表。4 材料和设备4.1一般规定4.1.1 应根据不同的现场环境选用不同工作原理的计量设备和控制设备，优先选用当地已成熟广泛应用的设备。 4.1.2 选用的计量设备应具有中华人民共和国计量器具型式批准证书或中华人民共和国计量器具样机试验合格证，在每个计量设备安装前须经当地省级或其指定的计量检测机构进行检定。4.1.3 选用的计量设备生产厂家应具有中华人民共和国计量器具制造许可证。4.1.4 选用的控制设备需通过水资源监控管理系统数据传输规约（SL427-2008）的规约符合性检测或省级及以上法定电子产品测试机构检验为合格的产品。4.1.5 软启动设备应具有国家强制3C认证。4.2计量设备性能要求4.2.1 计量设备选用应满足以下标准：1 水质清洁，在水源首部的机井房内有安装计量设备的直管段，且安装有过滤器和逆止阀，管网水体不会冰冻且不易产生水锤对计量设备造成破坏的环境宜选用机械式管道输水计量设备；2 水质清洁或水中含有少量杂质，水源首部有安装计量设备的直管段宜选用新型计量设备；3 清水或污水，水源首部不具有安装计量设备的直管段宜选用水电转换计量方法。4.2.2 计量设备特性应满足以下标准： 1 准确度等级2.0级及以上（最大允许误差在±2%内）。4.2.3 计量设备使用的环境温度：-2555，水体不能冰冻。4.2.4 计量设备外壳防护等级应达到IP68。4.2.5 计量设备承受压力不小于灌溉管网设计压力的1.2倍。4.2.6 按输水管道的直径选择计量设备的口径，如无相同口径，宜选最接近且口径较小的计量设备。4.2.7 计量设备应选用电池供电或外部直流供