新疆水资源监控能力建设监测站点合理化选点因素及

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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新疆水资源监控能力建设监测站点合理化选点因素及

冯济慈

新疆水利水电学校,新疆乌鲁木齐830000

摘要:本文介绍了新疆水资源监控能力建设项目在总结一期经验的基础上,分析了水资源监测站点选位中不实用、不合理的问题,管理和施工受地域影响造成不便的问题,结合新疆特点,提出了相应的对策及方法,后续的水资源监控能力建设项目提供部分建议供参考。

关键词:监测站点、选位、共享数据、管理对策。

国家水资源监控能力建设项目是实行最严格水资源管理制度的关键支撑,是落实“三条红线”考核的迫切需要,是实现水资源科学化、定量化、精细化的必要手段[1]。新疆自2012年起实施国家水资源监控能力建设,项目分为两期进行,目的是为新疆实施最严格的水资源管理提供技术支撑。本文对新疆水资源监控能力建设中水资源监测站点的合理化选址及监测设备类型选择,结合新疆地域特点,总结一期项目经验,做初步分析。同时,针对新疆水资源监控能力建设中水资源监测站点建设中,管理难,运行维护难的问题,提出结合智能软件应用(简称APP),通过网络共享数据,为运行维护,站点施工及管理提供方便快捷的途径。

1.新疆一期项目水资源监测站点管理及运行维护存在的问题

1.1站点选位不合理。一方面,新疆各地方地理情况差异较大,面积较广,有的同一个县内就存在天山北坡半湿润地带和沙漠干旱地带两种截然不同的自然条件,所以不同地区的地表水监测形式也存在较大的差异性。另一方面,由于进行水资源监测站点建设施工的人员大多是从事信息化技术工作,对水利行业和水资源管理缺乏了解,对水文计量、取用水管理规范和标准不熟悉,对供水配水关系不清,加之一期项目选点时,当地水利部门、水管单位工作人员只是对站点的方位进行了大致的指引,未按照水文测流规范对监测站点进行合理选择,做详细标记,造成许多监测站点建在了消力池、退水渠、渠道弯道、坡降超过0.5%等处,雷达站监测和电子水尺监测未充分考虑淤泥等因素,导致集水井没有启用就淤积,需要人工反复清淤。以上种种问题,对监测数据的准确性和精度造成了很大影响。

1.2管理及运行维护难度大。新疆水资源就监控能力建设一期项目在北疆乌市、哈密和南疆巴州等7个地州实施,农业用水占到了90%以上的比例。由于新疆特殊地理条件,取用水监测断面多在河流出山口,监测站点分散,山地路况差、交通不便、且与县城、市区距离较远,有的一个县十几个站点检查一遍至少需要2天才能完成,一个地区的所有站点检查一遍动辄需要半个月。部分监测站点较为偏僻,检查管理和运行维护时寻找其具体方位有时需要浪费很多时间。

1.3受严寒天气影响较大。新疆冬季气候寒冷,冬季时间长达近6个月,接触类水位传感器(电子水尺、磁致伸缩水尺等)存在损坏问题,同时零度以下的温度对蓄电池有着不可逆的破坏作用,电池容量不到标称容量的30%,同时会发生硫酸铅不可逆结晶,导致蓄电池永久性损坏。

2.结合新疆特点,对监测站点进行合理化选位的建议

2.1规范化、合理化选择水资源监测站点

2.1.1新疆常用水资源监测形式。取用水监测要素为取水量,应根据输水方式选择是监测流量还是监测水量。对于明渠和涵洞输水,应监测输水流量;对于管道输水,当管径小于等于300mm时宜监测输水水量,当管径大于300mm时宜监测输水流量[2]。通过水位流量关系曲线及管径流速关系确定输水总量。管道测流根据管径及测流条件,选择使用超声波流量计或者电磁流量计进行测流。明渠测流根据实际情况选择水位法和堰槽法测流,水位法一般选取类型包括雷达水位计,电子水尺,磁致伸缩液位计;堰槽法测流一般使用巴歇尔槽。

2.1.2选点合理化分析。为提高监测数据精度,根据现场条件的不同,选择最优监测位置可以有效提升监测数据精度。

渠道断面规则的防渗渠。选择水流较缓(坡降小于0.5%)的顺直段,尽量利用现有侧桥,选择在可利用的侧桥旁选点。避免选择受弯道附件或受弯道流影响的渠段,避免渠道底部明显不规则区域、紊流段和易淤积渠段。断面较大的大中型渠道可以选择雷达水位法测站,断面较小的小型渠道可以根据现场情况选择电子水尺或磁致伸缩液位计。

渠道断面不规则的老旧渠道或天然渠道。选择水流较缓的顺直段,修建一段规则断面,参考“渠道断面规则的防渗渠”方法选择监测形式。

矩形渠道且设有过水堰的,可以在堰定部靠近渠道边坡处设置电子水尺,利用量水堰测流,既能提高测量精度,又节约成本。

断面不规则、流量较小的土渠,选择堰槽法测流,堰槽法适用于泥沙含量大的河段测流。,堰槽安装位置应选择在渠道的平直段,渠道坡降大于0.5%,或选择在渠首、渠尾断面前后有明显跌水处,以保证堰槽自由出流。根据新疆河流泥沙大的特点,堰槽法测流一般选用巴歇尔槽。

管道测流。流量计安装位置需要管道具有一定长度的直管段,超声流量计、位置前直管段长度大于管径的10倍,仪器安装位置后直管段长度大于管径的5倍;电磁流量,计要求仪器前直管段长度大于管径的5倍,仪器后直管段长度大于管径的3倍。管道测流的条件必须满足满管测流,在不满足满管的条件时,可以使用U型管原理,制造满管流进行测量。

在进行监测站点选位时还要对上下游供水关系,避免重复计量。

3.通过智能手机软件对监测站点进行方位标记,并通过网络实施数据共享

3.1使用手机软件对监测站点进行方位标记,并通过网络实施数据共享的意义。水资源监测体系建设项目往往涵盖多个标段的业主、监理和施工单位,一期项目共510个监测站点,且站点分散,管理难度大。在后续的项目建设中,在专家组对前期勘察设计阶段的监测站点选点进行复核时,在设计人员标记站点的经纬度的同时,还可以利用百度手机地图、高德地图等手机APP建立共享账号,对监测站点进行便捷的标记,并上传至共享网络,为后期施工、管理和运行维护人员提供便捷的方位和导航。

3.2应用方法。利用百度手机地图、高德地图等手机APP建立共享账号(以下以百度地图为例),下载每个区域的离线地图包,在复核确定点位阶段,安排专门人员,对最终确定的站点在百度地图进行方位标记,并以监测站点名对在百度地图上标记的点位进行重命名,保存点位,并对账号数据进行网络同步。所有点位复核工作完成后,该共享账号上有每一个监测站点的方位。相关人员赴现场工作时,可利用百度地图上已标记的点位,直接导航至该点,方便快捷。

3.3严格共享账号使用规则和安全管理。为确保数据的安全性,项目办要出台严格的制度,对共享账号和数据,使用要求,使用人员进行明确的规定,确保数据不丢失,不恶意更改。对涉密站点,按照相关要求进管理,严格禁止使用手机APP及其它不符合保密要求的设备进行标记。

4.结束语

水资源监测监测站点建设的是否合理规范,对后期提供监测数据乃至整个监控体系建设应用效果都有着非常重要的影响。而顺应智能应用快速发展的趋势,合理的利用智能应用与网络数据,则为新疆水资源监测站点的管理、施工与运行维护提供了便捷。

参考文献

[1]蔡阳.国家水资源监控能力建设项目及其进展[J].水利信息化,2013(6):5-10.

[2]国家水资源监控能力建设项目(2012—2014年)标准汇编,水资源监测要素(SZY201-2012).