農用機井灌溉用水智能計量設施建設與管理技術規程2018-04-13實施2018-04-13實施河北省質量技術監督局發布DB13/T2648—2018本標準按照GB/T1.1-2009給出的規則起草。本標準由河北省水利廳提出并歸口。本標準主要起草單位：河北省水利科學研究院、河北省水利技術試驗推廣中心。本標準主要起草人：王玉坤、王福卿、張召召、何亮中、馬素英、鄭建光、劉群昌、谷同會、趙志輝、史源、楊志霞、焦艷平、時建忠、趙勇。工DB13/T2648—2018農用機井灌溉用水智能計量設施建設與管理技術規程本標準規定了農用機井灌溉用水智能計量設施的建設條件與運行方式、設備選型、設施安裝、調試與驗收，以及運行與管護等技術內容。本標準適用于農用機井灌溉智能計量設施的建設與管理。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB5084農田灌溉水質標準GB50055通用用電設備配電設計規范GB50057建筑物防雷設計規范GB50169電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范GB/T9119板式平焊鋼制管法蘭GB/T17626.5電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗GB/T17626.8電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗GB/T28714取水計量技術導則SL365水資源水量監測技術導則SZY206水資源監測數據傳輸規約3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1可實現計量及信息的自動采集、傳輸、管理和監控的智能化設施。一般包括計量設備、監控設備和刷卡售水管理系統3部分。注：計量設備包括水量計量和電量計量的設備或儀表，監控設備是指能夠實現智能計量計費、信息傳輸和監控功能的配套設備，刷卡售水管理系統是指能夠實現灌溉用戶基礎信息管理、IC卡繳費充值和費用結算的售水系統。通過流量儀表直接計量灌溉用水量，一般有機械式水表、電磁流量計、超聲波流量計等。工2DB13/T2648—2018以電折水式計量(Waterandelectricitytransfermeasure)通過計量灌溉用電量，利用水電轉換系數折算灌溉用水量的計量方式。4縮略語下列縮略語適用于本文件。GPRS:通用分組無線業務(GeneralPacketRadioService)。GSM:全球移動通訊系統(GlobalSystemforMobileCommunica5.1.1水源井出水量應滿足灌溉要求。5.1.2提水機泵安裝位置應相對固定。參照GB50055,電動機啟動時，其端子電壓應能保證機械要求的起動轉矩，配電母線上的電壓最低也不應低于額定電壓的80%,當有調速要求時，電動機的起動方式應與調速方式相匹配。根據灌溉機井安裝計量設備實際應用情況，按提水機泵電機功率大小，分——15kW以下的潛水電泵電機，可采用全啟動(接觸器方式);——15kW以上的潛水電泵電機，宜采用降壓啟動(加裝啟動柜，軟啟動);——灌溉流量需要調節時，宜采用變頻調速啟動(加裝變頻器)。5.1.3配套供電電源可靠。5.2.1安裝方式5.2.1.1智能井房式安裝的智能井房一體式安裝方式，將水量計量設備安裝在水泵出水口管道上和監控設備一并安裝在智能井5.2.1.2一體式安裝智能計量設施建設投資條件不能滿足智能井房式安裝要求，可將水量計量設備、監控設備各組件利用一個小型智能控制箱組裝成一體，安裝在機井口上方水泵出水口管道上。5.2.1.3分體式安裝3DB13/T2648—2018無條件采用智能井房或一體式安裝方式的，可將水量計量設備與智能控制箱分開安裝，水量計量設備安裝在機井水泵出水口管道上，在通過信號線或者5.2.2刷卡售水管理系統建設5.2.2.1刷卡售水管理系統以村委會或農民用水戶協會為單元統一管理，負責發卡售水，水權交易、水費征繳等工作。5.2.2.2刷卡售水管理系統的發卡售水數據應具有上傳到上級管理系統平臺功能。5.2.2.3刷卡售水管理系統應明確專人管理。農用機井應采用IC卡取水控制方式，實行“一戶一卡”,刷卡取水灌溉管理模式。用戶卡應支持在多個機井上使用，根據用水管理需要，可設置用戶卡的使用權限與范圍，如定額用水量、階梯水價6.1水量計量設備選型根據應用環境、條件及取水計量方式的不同，農用機井水量計量設備主要有機械式水表、電磁流量計和超聲波流量計三種類型，參照取水計量技術導則GB/T28714和水資源水量監測技術導則SL365管道取水計量部分，各類計量設備性能特點及選用條件見表1。序號計量設備類型性能特點及計量精度選用條件建議1機械式水表1、口徑15mm～300mm;2、最大工作壓力1.0MPa;3、誤差±1.0%~±5.0%。1、井管出水口有適合安裝計量設備的直管2、水質清潔；3、水體不能凍結。因地制宜選擇應用。2電磁流量計1、口徑15mm～400mm;2、最大工作壓力1.6Mpa;3、誤差±1.0%。1、井管出水口有適合安裝計量設備的直管2、水質清潔或水中含有少量雜質(S≤10kg/m3);3、遠離強磁場和水泵電機。因地制宜選擇應用。3超聲波流量計1、口徑15mm～400mm;2、最大工作壓力1.6Mpa;3、誤差±1.0%。1、井管出水口有適合安裝計量設備的直管2、水質清潔或水中含有少量雜質(S≤10kg/m3);3、遠離強磁場和水泵電機。有條件優先推薦選用。6.1.2設備選擇6.1.2.1國產計量設備4DB13/T2648—2018應具有《中華人民共和國計量器具型式批準證書》和《計量器具制造許可證》,并經過省級及以上質量檢測部門檢定為合格或校準符合要求的產品。6.1.2.2引進計量設備應具有國家批準引進并頒發的《中華人民共和國計量器具型式批準證書》,并經過省級及以上質量檢測部門檢定為合格或校準符合要求的產品。6.1.2.3設備選擇要求根據各種計量設備的適用條件、優缺點和安裝現場的具體情況，可因地制宜地選擇表1中適合需要6.1.3工作條件及要求6.1.3.1環境溫度：-25℃~55℃。6.1.3.2設備外殼防護等級：應達到IP66。6.1.3.3測量范圍：流速(0.5～5)m/s。6.1.3.4額定工作壓力：≥1.6.1.3.5相對濕度(RH):≤90%。≥25000小時。6.1.3.7適用水質要求：符合農田灌溉水質標準GB5084。6.1.3.8非工作狀態下，為防水體冰凍，計量設備管道內不能存水。6.1.3.9管道式計量連接方式：計量設備與泵管采用法蘭連接，法蘭連接尺寸應符合板式平焊鋼制管法蘭GB/T9119要求。6.1.3.10供電電源：選用電池或外部直流供電，條件具備，可優先選用直流供電方式。選用電池供電時，電池使用壽命應≥6年；選用直流供電時，供電電壓不高于24V。6.1.3.11計量信號輸出方式：計量設備應選用無線或有線信號輸出方式輸出瞬時流量和總水量，選用無線信號輸出方式時通訊距離應≥30m,選用有線信號輸出方式時宜采用RS-485通訊接口。6.2電量計量設備(電表)選型6.2.1設備選型應選擇符合國家有關規范要求，獲得國家制造計量器具許可證的機械或電子式計量設備或儀表。6.2.2.1設備必須通過國家3C認證，符合國家、行業技術標準和安全規范。6.2.2.2平均無故障時間：MTBF≥25000h。6.2.2.3電表外殼防護等級：應達到IP65。5DB13/T2648—20186.3.1監控設備選擇規定應是國家批準的并經過檢定合格的產品。監控設備主要由電子設備組裝而成，分體式安裝時，電表隨監控設備一起安裝在智能控制箱內；一體式安裝時，水量、電量計量設備與監控設備一起安裝在智能控制柜或控制箱內。6.3.3.1備用電源：控監控設備配備的內置備用電源，在外部電源停電狀態下，保證監測和通訊設備能夠正常運行3個月。外部電源接通狀態下自動對備用電源充電，斷開狀態下自動切換備用電源。6.3.3.3絕緣電阻：交流電源端子(電源引線)與外殼(裸露金屬部件)之間的絕緣電阻應不小于20M6.3.3.4抗電強度：交流電源端子(電源引線)與外殼(裸露金屬部件)之間應能承受1500V、50Hz的交流電壓，歷時1min,應無飛弧和擊穿現象。6.3.3.5抗干擾：工頻磁場的抗擾度應滿足GB/T17626.8表1中的2級規定。6.3.3.6防雷：應能承受GB/T17626.5表1中規定的2級浪涌(沖擊)抗擾度試驗。6.3.4.1刷卡功能6.3.4.1.1采用非接觸式射頻IC卡，用水戶持IC卡刷卡啟泵，再刷卡停泵。6.3.4.1.2監控設備對IC卡通過加密進行安全認證，識別IC卡的感應距離≤2cm。6.3.4.1.3機井監控設備支持一機多卡使用。6.3.4.2計量功能6.3.4.2.1監控設備應具備對水量、電量等數據自動運算、遠傳和控制功能，應具備階梯水價設置與計費功能。6.3.4.2.2安裝有水量計量設備，采用水量控制模式時，灌溉取水量自動從預購水量中扣減，預購水量隨消費遞減至設定值時自動停泵告警充值，再啟動直至預購水量用完后自動停泵，充值后方能繼續使用。6.3.4.2.3未安裝水量計量設備，采用水電轉換以電折水式計量模式時，可設定水量或電量任一控制模式，灌溉取水時耗電量自動從預購電量中扣減，預購電量接近用完設定值時自動停泵告警充值，再啟動用完后自動停泵，充值后方能繼續使用。6.3.4.3存儲功能6DB13/T2648—20186.3.4.3.1監控設備應具有存儲最近不少于10000條用戶刷卡記錄，包括卡號、開始與結束時間、本次用水用電量、剩余用水用電量等。6.3.4.3.2監控設備內存數據能保存10年以上，不因斷電而丟失。6.3.4.4查詢功能6.3.4.4.1監控設備應具備時鐘校準和最近數據現場查詢功能。6.3.4.4.2監控設備應具有遠程GPRS/Internet數據傳輸和查詢功能，農用機井灌溉用水智能計量設施數據傳輸的功能與要求見附錄A執行。6.3.4.5控制功能監控設備應具備遠程GPRS/Internet水泵啟動控制功能，通過電子開關和軟啟動模塊控制水泵啟停，在遠程控制管理中心直接遙控，就可實現對機井取水的禁采管理功能。6.3.4.6保護功能監控設備應具備漏電、短路、過載和防雷擊保護等功能，發生此類情況時應自動跳閘啟用斷電保6.3.4.7報警功能6.3.4.7.1監控設施應具備自檢和遠程故障診斷功能，在設備出現故障或遭破壞時自動監測停泵，并向管理中心平臺上報報警信息。6.3.4.7.2監測設備應有防盜水功能，當監測到水泵運行，但監測不到水量或電量計量信號時，監測設備會自動跳閘停泵，并通過指示燈顯示現場報警。6.3.4.8監控設備外觀要求6.3.4.8.1外觀表面應清潔、無脫漆、無銹蝕，不得有毛刺、裂紋、變形等現象。6.3.4.8.2顯示面板應整潔，字跡清晰、準確，不得有劃痕。6.3.4.8.3各部分連接應牢固，緊固件應無松動、缺損等現象。6.3.4.8.4儀器結構應便于安裝、調整、使用和維修。6.3.4.8.5柜體內醒目位置處宜附有詳細的監測和控制線路圖，線路接口位置應有接線標識；密封條安裝應正確、平整，無影響密封性能的缺陷。6.3.4.8.6智能井房柜體材質一般采用玻璃鋼(SMC),壁厚≥5mm,材料應符合GB/T23641要求。6.3.4.8.7柜體應堅固耐用，柜體外觀應美觀漂亮，外殼防護等級不低于IP65。DB13/T2648—201877.1.1.1首先應核查機井使用情況和輸配電線路是否正常，機井位置是否在網絡信號覆蓋區。7.1.1.2檢查安裝管道有無損壞，管道內是否通暢，有無泥沙等殘留雜物，機井周圍環境是否干凈整7.1.1.3智能井房式安裝，還應先按預制尺寸澆筑好混凝土安裝底座及必要的避雷措施。7.1.1.4設備安裝前應檢查設備拆封后是否完好，如有損壞應立即更換。所有設備均應按產品說明書進行安裝。7.2.1.1首先應確定安裝井水泵是否能正常工作。7.2.1.2核定水泵電機功率與監控設備標準功率是否匹配，設備組件標準功率不應小于水泵電機額定功率。7.2.2.1.1采用一體式安裝時，優先推薦智能井房式安裝。將智能井房柜體扣裝在水源井口上，用螺絲固定于預先澆筑好的混凝土底座上。7.2.2.1.2箱體較小，不能完全罩蓋水源井口時，也應設計縝密，考慮防水、防塵密封性能和便于操作及維護。7.2.2.1.3考慮防盜、絕緣、耐腐蝕、抗沖擊強度大等特性，一體式安裝柜7.2.2.1.4采用一體式安裝時，考慮安全、美觀等特性，電源動力線推薦采用地埋式。7.2.2.2.1監控設備中心距離地面高度為1.5m～1.7m。7.2.2.2.2用膨脹螺絲或用鐵件捆綁方式對監控設備機箱進行固定，確保安裝牢固可靠。7.2.2.2.3安裝位置便于用戶操作，要遠離門窗，注意防水防潮。7.2.2.2.4監控設備機箱可采用SMC材質或金屬材質，選用金屬材質機箱時，必須采用≥4mm2的銅線接地，接地電阻應<10Ω。7.2.3.1智能計量設施安裝在普通機井房內，應參照建筑物防雷設計規范GB.50057第三類標準設7.2.3.2凡有金屬結構的箱體外殼都必須可靠接地，按地線要采用銅芯導線，其線徑≥4mm2。7.2.3.3監控設備內置的通訊模塊天線需采用內置或柱形，應加裝通訊避雷器。8DB13/T2648—20187.2.4.1.1電源電纜線與監控設備連接時，電纜及連接線均應通過PVC穿線管進行敷設，穿線管每隔一定距離用線卡固定，拐角部分應采用彎頭等連接件，電纜走向應為水平或垂直。7.2.4.1.2按相序可靠連接三相電源與水泵線纜，連接時，必須切斷電源，先接水泵線后接電源線。線鼻子材質應與電纜線相同，不得銅鋁互搭，兩組線鼻用螺栓螺母鎖死，并在金屬裸露部分用絕緣膠帶纏繞。7.2.4.1.4現場如果線纜較亂，拐彎較多，無法敷設穿線管，應將電纜理順成束，電纜之間要緊密靠攏、平行，不得交叉、扭曲，隔一定間距用尼龍扎帶進行捆綁扎緊，扎帶扎緊后多余部分應剪掉。7.2.4.2.1計量設備信號線不宜長于50m,信號線也應用穿線管進行穿套，每隔一定距離用線卡或其他方式固定。必須用鍍鋅管穿套時，如鍍鋅管在空中，應把鍍鋅管可靠接地，接地電阻應<10Ω。7.2.4.2.2計量通訊信號線必須采用屏蔽雙絞導線，架設信號線時應將屏蔽導線的單端接地。7.2.4.2.3GPRS天線要放置于便于天線輻射與接收的位置，同時考慮要避開易損和遭破壞位置。8.1.1.1校驗時鐘。8.1.1.2設置井位位置及編碼，機井編碼規則見附錄B。8.1.1.3設置上報內容及頻次。8.1.1.4設置水泵電機保護限額及系統參數(以電折水轉化系數等)。8.1.1.5檢驗刷卡操作流程是否正常。8.1.2.1刷卡開泵后，直觀檢查水量計量設備是否安裝完好，有無滴水漏水的地方，監控設備是行正常，有問題及時處理。8.1.2.2分別刷卡或遠程控制開泵和停泵，檢測水量計量設備與監控設備數據采集的一致性，信號輸出是否達到設計要求，連續檢測3次。8.1.2.3分別刷卡或遠程控制開泵和停泵，檢測管理平臺遠傳數據與現場觀測記錄數據的一致性，連續檢測3次。8.2驗收9DB13/T2648—20188.2.1安裝質量驗收8.2.1.1管道式水量計量設備應安裝在管道直管段，前后直管段長度應滿足要求，設備標注水流方向應與實際水流方向一致。8.2.1.2水量計量設備應安裝于管道高點位置。8.2.1.3監控設備配線、布線規范，電纜及連接線應通過穿線管進行敷設，并用線卡固定。8.2.1.4防雷措施參照建筑物防雷設計規范GB50057和電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范GB50169,監控設備接地電阻應<10Ω。8.2.1.5監控設備明顯部位應標有操作說明和注意事項。8.2.1.6安裝整體外觀規范，各部分連接應堅實牢固。8.2.2.1以售水管理系統為單元，統計農用機井灌溉用水智能計量設施安裝數量，包括安裝鄉村地點、機井編號，計量方式，控制灌溉面積，灌溉用水戶等。8.2.2.2收集驗收農用機井灌溉用水智能計量設施相關設備合格證、檢測報告證書和安裝使用說明書9運行與管護9.1運行管護主體9.1.1農用機井灌溉用水智能計量設施一般隨節水灌溉項目安裝使用，節水灌溉工程驗收后，根據當地具體情況，移交給相應所轄村委會、土地流轉用水大戶或者農民用水戶協會管護。9.1.2各級農業灌溉用水監控管理平臺移交給同級管理單位，由各單位負責相應設備的系統運行和管護，負責制定運行管理辦法、維護方案和技術人員培訓計劃等。各級管護單位負責設備或系統的運行狀況和設備使用情況巡查和維護，包括定期巡檢、隨機或日常維護等。9.3計量設備維護依據取水計量技術導則GB/T28714的要求，管道流量計