晋中地下水自动监测及控制的现状与研究

晋中地下水自动监测及控制的现状与研究

吴伟伟

（晋中市水利局，山西 晋中 030600）

摘要：地下水自动监测及控制是当今对水资源动态监测管理的主要方式，文中通过对晋中市地下水位自动监测及控制的现状研究，分析了今后晋中市地下水位自动监控的建设与发展方向。 关键词：晋中市 地下水 自动监测及控制 研究 中图分类号：P641 文献标识码：B 0 引言

随着我国国民经济的迅速发展，人口的增长，城市化的加快，城市和工业用水大幅增加，用于农业灌溉的用水逐渐压缩，尤其近十年来北方降雨持续偏低，水资源的使用更是紧张，建设节水型社会已成为了当务之急大势所趋，不进行节水灌溉，就没有农业的可持续发展。然而要建设节水型社会，就必须建立与之相适应的宏观用水总量控制和微观定额管理体系，用水计量、控制和地下水动态监测体系以及节水工程建设三大体系。推行节约用水，建立用水计量、控制和地下水动态监测体系，是实现宏观用水总量控制和微观定额管理的必要环节。我们通过监控地下水水位、水量，一是控制用水总量，在制度建设上，实施取水许可制度、水资源有偿使用制度和建设项目水资源论证制度等，严格限制高耗水项目的发展，大力推广工业节水新技术、新工艺、新设

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备；在工程设施建设上，加强控制装置、阀门、输水管道等设备的优化配置；在信息化建设上，要利用用水总量控制和节水管理信息系统、计算机用水控制系统，推行IC卡预付费水表管理系统等。二是可强化用水计量，建立健全供水计量设施，奠定水利工程供水实行计量收费和超定额累进加价的基础。对于机井用水计量，必须积极推广机井自动收费控制管理器，根据所分配的许可采水量推行节约用水，提高水的利用率，还能解决水费收缴难和欠费的问题。三是加强地下水动态监测，包括地下水资源评价、资料的收集、汇总、分析、管理、审定、裁决，以及水环境监测、调查、评价等。在很多地区都缺乏地下水动态监测资料，地下水漏斗面积越来越大，中心漏斗区越来越深，造成了水环境的恶化。因此，对灌溉区域内的地下水位进行监测是十分必要和有用的。本文的课题是从晋中市地下水自动监测及控制系统运行的现状研究来分析晋中市地下水自动监测及控制系统今后的发展方向。 1 晋中市地下水自动监测与控制发展现状

2003年晋中市被水利部列为全国节水灌溉示范市，根据水利部

和省水利厅的要求，在2004年晋中市水利局上报了《山西省晋中

市农业节水发展规划报告》。在规划报告中节水工程计划建设6.67

万hm2高效节水农田，管理工程建设主要为地下水水位监测工程，根据规划要布设200个机井监测装置在各个节水项目区，为区域地下水可持续良性运行提供有效监测及控制，从此晋中市的节水工程建设和管理工程建设就进入了良性发展的轨道，全市每年都能增长0.67万

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hm2节水灌溉面积。2005年由晋中市水利局、山西新宇新电子有限公司完成《晋中市地下水位自动监测及控制系统工程》的设计，至2007年8月在晋中市各节水园区新建井房30处，安装机井数据采集装置30套，集中控制系统1套，从2006年10月份开始正式检测运行，这不仅是晋中市农业灌溉地下水自动监测的开始，也标志着晋中建设

地下水动态监测体系的开始进入了新阶段。 2 晋中市地下水自动监测及控制系统介绍

晋中市地下水位自动监测及控制系统主要应用于农业灌溉机井的监测，采用投入式液位传感器实时采集地下水位变化，通过智能RTU对地下水位数据定时采集与储存，通过GPRS或CDMA实现远程数据传输（图1）。这个系统主要由采集子系统、传输子

系统和数据处理子系统三部分组成。采集子系统安装在农灌井首

部，采用美国进口的投入式压力硅液位传感器，可以实时采集静动水

位，然后变成模拟信号或将数据转换为RS232或RS485格式与PC机直接相联。数据传输子系统采用GSM移动通信网络平台，把各测点数据经过采集处理后，转换成短信方式，实时发送到监测中心，再经过监测中心接收装置把短信转化成测点数据，存储到监测中心的数据服务器主机中，从而完成了整个数据的接收和传输采集过程。数据处理子系统中心控制室通过计算机获取实时水位和历史水位数据，并且形象动态的显示出来，同时转存到数据库中，以便日后统计。

系统技术指标：○1工作环境是常温、常压；○2测量地下水位深度0～100m，误差±0.05cm；○3通信采用公用GSM移动通信网络；

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4可实现自动测量，通过网络系统单相传输给控制中心；○5操作系○

统具有地下水水位数据单井或集中采集、采集情况显示、数据整理、（年月日单井、井井动静水位对比）图形曲线显示、数据电子输出等功能，可以远程控制单井数据采集器工作状态，系统操作界面美观、易操作；○6需要密码登陆，系统安全性高。

应用软件的功能包括：1)单井采集、多井采集、定时采集；2)采集事件纪录包括告警事件、用户登陆、注销、采集事件；3)历

史数据或图形报表：①查询过去某一时刻的历史数据，并以图形显示,②水位历史数据检索、查询功能,③水位越限历史数据检索、查询功能,④水位日月年统计和特征值统计,⑤现场监控单元工作状态检索、查询功能,⑥系统运行情况汇总报表。4)GIS平台机井管理。5)历史数据趋势图。

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晋中市水利局PSTNTALK / DATATALKRSCSTRRDTDCD监控井yxyx

图1 晋中市地下水位监测及控制系统示意图

3 晋中市地下水自动监测及控制系统实施效果

经过一年的数据收集，我们对机井地下水水位和提水量监测结果的进行了分析，取得了以下的成效：

1）有效监测了各项目区的地下水水位变化情况。晋中市机井地下水水位监测设置为自动定时获取。定时获取设置为每月逢1、6多井集中获取的方式，可获取每月逢1、6的地下水水位数据，通过对地下水水位数据的对比分析，可以得到对比日月年的水位变化情况。

2）有效监测了监测井的提水情况。晋中市地下水位自动监测及控制系统水量监测采用水表和射频卡进行，通过总控制室计算机可以监测和计算出代表井的日月年提水量，有效监测了代表

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