[發明專利]一種機井取水計量系統

有效

• 申請號: 201510342297.4
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104916049B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 吳文勇;鄭文剛;田宏武;劉洪祿;王久龍
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G07F15/06
• 分類號: G07F15/06;G08C19/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 溫珊姍

技術領域

本發明涉及水利工程領域，具體地說是一種機井取水計量系統。

背景技術

地下水源占我國供水總量的19％，占農業用水量的30％，農業用水有效計量事關農業用水總量控制和灌溉水利用率的提高。農田生產環境晝夜溫差大、設施保護條件較差，局部地區地下水含砂率比較高，機井設施拆裝、維修比較頻繁，農業機井計量設施一次性投入和后期維護成本要求較低。常規機械式水表抗凍性較差，地下水高含砂率時葉輪磨損問題導致計量誤差問題突出；超聲波傳感器、渦輪傳感器等流量傳感器一次性投入較高，后期維護成本高，不適用于頻繁拆裝的使用環境。因此，迫切需要研制一種一次性投入不高、運行維護簡便、維護成本低廉的農業用水計量系統，通過計量電量來折算水量的水電折算法是一種經濟可行的方法。

目前，水電折算法主要采取固定系數法，固定系數法不能根據水文地質條件實時更新，折算精度較低。水電折算關系主要受地下水富水性、地下水埋深、用電過程等水文地質參數的影響，提高水電折算精度成為機井計量的技術難點之一。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的缺陷提出一種機井取水計量系統。

本發明一種機井取水計量系統，包括裝有農業用水管理子系統1的計算機、裝有基層售水子系統2的計算機、裝有水電折算系數校正子系統8的機井取水監控終端3、水泵4、電纜5、灌溉管網6、灌水器7、水位傳感器9和流量傳感器10；所述水泵4位于地下水井內并與灌溉管網6相連，繼而灌溉管網6的出水端連有多個灌水器7；所述水泵4還通過電纜5與機井取水監控終端3相連；所述水位傳感器9位于地下水井內，流量傳感器10設置在灌溉管網6上。

所述農業用水管理子系統1支持農業用水數據實時采集、統計與分析，用于農戶田塊用水總量核算、農戶用水總量控制，農業用水管理子系統1嵌入水電折算系數模型，所述水電折算系數模型依據取水階段、耗電、水位、水文地質參數計算水電折算系數。

所述水電折算系數模型，包括如下公式：

若k_i>(α+1)×k_n

當i≤n-2

當i＝n-1

當i＝n

重新計算

式中，k_i為T+(i-1)t至T+it時刻水電折算系數，k_n為T至T+nt時刻水電折算系數平均值，q_T+it、e_T+it為T+it時刻機井水表、電表讀數，q_T、e_T為T時刻機井水表、電表讀數，α為震蕩系數。

所述基層售水子系統2支持本地授權開卡、售水、繳費計價，用于取水信息查詢、統計分析以及與農業用水管理子系統1數據同步。

所述機井取水監控終端3支持IC卡刷卡啟閉，用于水量、電量、水位的數據實時采集、數據遠程傳輸和機井遠程啟閉。

所述水位傳感器9和流量傳感器10是水電折算系數模型輸入的參數，根據水電折算系數實時校正模型，實時計算水電折算系數，發送到農業用水管理子系統1，農業用水管理子系統1根據監測的機井用電量計算所有農戶用水量，發送到基層售水子系統2，作為用水總量控制的依據。

本發明是這樣實現的：農業生產者從基層售水子系統購電或購水，到田間后通過IC卡刷卡方式啟動水泵，機井取水監控終端開始計量機井耗電過程，并通過GPRS通訊模塊向農業用水管理子系統實時反饋用電過程，農業用水管理子系統通過水電折算系數模型將電量折算成水量，發回售水子系統，作為判定農業用水是否超過定額和售水總量控制的依據。由于水電折算系數與地下水富水性、地下水埋深、用電過程等要素有關，按照井灌區機井總數的一定比例配套建設水電折算系數校正子系統，實現農業用水管理子系統水電折算系數的實時動態校正，可以顯著提高農業用水計量精度。

本發明機井取水計量系統的有益效果在于：該系統適合于以地下水作為灌溉水源的井灌區，與傳統機械式水表相比，具有抗凍脹、便于維護、設備投入和維護成本低等優點；與采用固定系數法的水電折算系統相比，可以顯著提高機井取水計量精度。該系統的研發解決了國內農業機井有效計量的關鍵技術難題，可顯著提高我國農業用水管理水平。