★一、用水量测、管理设施及灌区信息化工程
1、系统设计原则、依据
本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
2、系统工作原理
渠道计量系统主要用于灌区支斗渠道的水量计量及传输。采用流速和水位双计量方式，即可用水位流量关系曲线方式计量水量也可以采用流量面积法计量水量，可以相互核准，保证数据精准。流速测量采用超声波“时差法”，实际测量渠道流速，也可多层布设，保证测量精度；定时上报数据到智慧云服务平台，用户可用智能终端（智能手机或电脑）及时查阅现场数据，利用云服务平台生成现场用水曲线制定节水计划；低功耗设计，电池使用6年以上；安装只需放置于渠道上方固定好即可，渠道无需改造，主体框架和计量核心采用可拆卸结构，非灌溉季可以将测量核心拆回保存。
3、系统网络结构及组成
系统由流速传感器、水位传感器、流量计主机、GPRS通讯模块、监控管理软件及服务器组成。流量计采用内置锂电池供电。
4、明渠测流方案
（1）明渠流量计的种类
明渠测流方法从原理上可分为两大类：水位法与流速面积法。
水位法是通过测量量水建筑物的上游（或上、下游）水位并经经验公式或实验曲线换算成流量来实现计量的。
辅助的工程建筑物主要有：量水槽（巴希尔槽、无喉道量水槽等）， 量水堰（薄壁堰、三角堰、宽顶堰等）， 标准断面（指顺直的规则断面），闸孔涵洞。
水位计主要有：超声波水位计，浮子式水位计，压力式水位计，雷达水位计。
一般讲如果是自由出流，用一个上游水位就可通过公式换算或查曲线求得流量，如果是淹没出流，则需要上下游两个水位。在精度方面，由高向低排列如下：
类型 精度
自由出流薄壁堰2%
自由出流宽顶堰 3%
自由出流巴希尔槽 3%
自由出流闸孔 3~5%
自由出流标准断面 5%
流速面积法不需修建量水建筑物，通过测量过水断面面积（实际上过水断面面积是通过测量的水位来换算求得的）与断面流速来求得流量。
流速面积法流量计主要有：①超声波时差法，②超声波多普勒法，③电磁法。
测量精度一般可达到：
类型 精度
时差法流量计2%
普通多普勒法2%
电磁流量计5%
（2）两种方法比较
水位法是通过测量量水建筑物的上游（或上、下游）水位并经经验公式或实验曲线换算成流量来实现计量的。因此水位法流量计需要修建量水建筑物，且精度不高，当渠道沿程水头差较小时，量水建筑物会产生水头损失而影响渠道过水；另一方面当量水建筑物下游附近建有闸门等挡水建筑物时会在量水建筑物处形成淹没出流，此时测量精度会大幅下降。
流速面积法则不需修建量水建筑物，通过测量过水断面面积（实际上过水断面面积是通过测量的水位来换算求得的）与断面流速来求得流量，并且精度高，且不受下游顶托水的影响。流速面积法流量计主要有超声波时差法流量计与超声波多普勒法流量计。由于超声波时差法流量计与超声波多普勒法流量计过去主要以国外产品为主，国内几乎没有同类产品，因此造价很高，一般在主要干渠及重要支渠上安装此类产品，斗口很难普及。
超声波明渠流量计，在技术性能与国外同类产品一样的情况下，极具价格优势，因此明渠流量计可首选超声波流量计。
5、主要设备介绍
（1）产品概述
超声波明渠流量计采用速度面积测量法，流体的平均流速乘以渠道的横截面积，就可计算出流经渠道的流量。流速的测量以时差法为原理，将超声波传播速度与流体流速进行矢量叠加，根据相关公式推算出流速，再通过超声波液位计测量的液位与渠道几何形状计算出流体流经的横截面积，仪表采集流速和面积参数后，计算并显示流量的各项参数，也可通过远传模组将流量参数上报到数据中心，实现远程的监测和记录，可以广泛应用于明渠，涵洞，闸室等水流计量。
（2）技术优势
低能耗设计，产品完全电池供电，工作时间可达六年；
流速实时测量，能够快速跟踪流体的变化；
先进的数字处理技术，测量精确度高；
安装方便，不阻流，无水头损失。
（3）产品特点
◆采用速度面积测量法，准确度高。
◆流量计整体为石桥设计，在现场既能防盗又能防破坏，而且能够很好的与渠道融为一体。
◆标准渠道不需要改造可直接安装，安装施工费用低。
◆仪表显示输出功能齐全，可显示水位、流速、流量、累积流量等测量数据，并具有RS-485通讯接口。
◆该流量计由电池供电，具有超低功耗，一节电池能够用六年以上。
（4）技术参数
| 性能 | 参数 |
| 测量原理 | 超声波传播时间差原理 |
| 显示 | 160*80点阵屏 |
| 防护等级 | IP65(可定制IP68) |
| 输出 | RS485(标准modbus协议) |
| 测量精度 | 1% |
| 流速范围 | 0～±9m／s |
| 液位范围 | 2m（可按需定制） |
| 数据存储 | 存储累积流量，累积有效运行时间，断电后数据可保存100年 |
| 渠型 | 矩形、梯形等规则渠道 |
| 介质温度 | 0℃～50℃ |
| 环境湿度 | 85％RH |
| 工作电源 | 电池供电，DC7.2V |
| 数据上报 | 通过GPRS,上报流量信息到数据中心 |
6、数据传输方案
超声波明渠流量计具有GPRS远传模组，可将各种传感数据通过GPRS网络传输到远程计算机，实现远程的监测和记录。采用电池供电时，按每年用水期6个月，用水期每2小时上报一次数据计算，电池寿命可达6年以上。
7、监测管理软件
（1）农业用水信息管理平台建设
农业明渠用水信息管理平台是构建在云计算之上的应用系统，目前主要使用阿里云和天翼云。系统稳定，可用性高达99.95%，数据可靠性不低于99.*%；弹性配置，自由配置CPU、内存、带宽，并可实现不停机升级配置；提供防DDOS攻击服务、木马查杀、防止暴力破解等服务。水利部门不需要再单设信息中心，购买服务器，路由器，防火墙等设施，不需要再单独招聘专门的IT技术人员。平台采用全托管模式，由专门的运维人员负责系统维护，水利部门和税务部门只需要进行业务办理查询即可。
用水管理平台建设要求：建立县、镇、村三级用水协会组织。通过互联网采用远程登入的管理模式，完成全县农业灌溉用水管理。主要包括全县农业用水总量控制管理、水权管理、灌溉用水定额限额管理、农业水价管理等。实现县级农业灌溉用水信息数据维护管理，包括基础信息库、用水用电实时历史库、用水户信息库、种植结构数据库、农业水价数据库、水权交易数据库、决策支持库的维护等。
（2）平台功能要求介绍：
◆管理用户水权、定额、用水限额等基础信息，村用水协会可以根据了解到的真实情况进行调整。
◆灌溉用水数据实时采集与存储。
◆支持水权到渠。
◆支持农业超用水费和水资源税的实时征收。
◆采用云端架构，降低水务部门投资成本和运维难度。
◆支持计量设施基础信息管理、实时数据收集、历史数据统计挖掘。
◆支持村协会预收费和信息台帐的建立。
县级管理中心平台，通过互联网采用远程登入管理模式，完成全县农业灌溉用水管理。主要包括全县农业用水总量控制管理、水权管理、灌溉用水定额管理、用水限额管理、农业水价管理等。实现县级农业灌溉用水信息数据维护管理，包括基础信息库、用水用电实时历史库、用水户信息库、种植结构数据库、机井信息数据库、农业水价数据库、水权交易数据库、决策支持库的维护、支持税务部门查询统计并生成水资源税纳税申报表等。
◆乡级（基层水利服务站）管理平台，乡级管理平台设在基层水利服务站，通过互联网远程登入管理平台，完成管理范围内的农业用水管理。包括农业灌溉用水管理、水价和农业水权管理。完成管理范围内社会经济、种植结构、作物产量、土壤性状、水源状况、机井状况、灌溉模式和灌溉面积、用水户、管理人员等基础数据的采集、整理、录入。
◆村级管理平台（村农民用水户协会管理平台）。村级管理平台设置在村农民用水户协会，主要完成管理范围内农业灌溉机井用水管理、售水管理和设备维护管理。
◆监测管理软件为网络版，安装于管理站专用服务器上，同时提供基于WEB方式的浏览、查询及统计等功能。
（3）基本功能包括：
◆数据采集功能：
自动接收现场设备采集的实时数据，并存储于相应的数据库表中。
◆查询统计分析及报表功能
①以报表形式显示各用水户的用水流量及累积用水量
②各用水户用水量的对比分析统计
③以及相关的统计分析报表等
◆用水户管理
系统可自动增加及修改用水户及相关测点内容；人工输入用水户及测点等实体的相关属性数据。
◆权限管理
系统对不同用户可设置不同的使用权限。
8、现场明渠安装方案
（1）渠道计量系统情况介绍
海城灌溉水渠监测项目需安装35套超声波明渠流量计。
表5.8-1 渠道计量系统布置情况表
| 1 | 西小干渠口门 | 牛庄镇 | 计量设施 | 台套 |
| （1） | 西小西二支渠 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （2） | 西小一支渠 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （3） | 西小西三支渠-1 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （4） | 西小西三支渠-2 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （5） | 西小东二支渠 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （6） | 西小西二支渠-1 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （7） | 西小东一支渠 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （8） | 西小西一支渠-1 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （9） | 西小西一支渠-2 | 西小村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| 2 | 八家子东干渠口门 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （1） | 西四小李家3#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （2） | 前郭2级提水站支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （3） | 刘家支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （4） | 前郭支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （5） | 张家沟1#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （6） | 张家沟支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （7） | 部队1#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （8） | 刘卜支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （9） | 小李家支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （10） | 小李家2#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （11） | 北海支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （12） | 东响支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （13） | 西四村家南支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （14） | 政府南支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （15） | 政府后支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （16） | 西干渠1#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （17） | 新立涵桥支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （18） | 八家子西干一支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （19） | 前郭1#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （20） | 前郭2#支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （21） | 前剪大闸支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （22） | 太平支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （23） | 下坎子外皮子干支 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （24） | 西四支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
| （25） | 西四2级提水站支渠 | 西四八家村 | 超声波明渠流量计 | 1 |
（2）双计量明渠流量计技术参数
◆测量方式：同时支持流速面积法和水位流量关系曲线法
◆测量精度：1级（测量周期：1秒）
◆流速范围：0.2m-9m/s
◆渠道形式：矩形渠，梯形渠，U形渠等
◆工作环境：温度：0-50℃，湿度≤80%（RH）
◆电源：内置7.2V锂电池
◆功耗：＜1mW，1节电池可连续使用6年
◆显示：160*80点阵液晶，显示内容为累积流量、瞬时流量、及运行状态、有效运行时间及单位
◆通讯：GPRS通讯或4G通讯，支持SL651-2014；
◆数据存储：自动存储累积流量、累积运行时间，断电数据保存100年
◆防护等级：IP65
◆组合方式：主体框架和计量核心采用可拆卸结构。
9、用水量测、管理设施及灌区信息化工程主要工程量
| 编号 | 工程名称 | 单位 | 工程量 |
| 超声波明渠流量计 | 台套 | 35 |
超声波明渠流量计详细参数：
| 序号 | 设施设备名称 | 单位 | 数量 | 规格参数 |
| 一 | 技术装备 | | | |
| 1 | 时差法明渠流量计 | 台 | 35 | 测量方式：同时支持流速面积法和水位流量关系曲线法
测量精度：1级（测量周期：1秒）
流速范围：0.2m-9m/s
渠道形式：矩形渠，梯形渠，U形渠等
工作环境：温度：0-50℃，湿度≤80%（RH）
电源：内置7.2V锂电池
功耗：＜1mW，1节电池可连续使用6年
显示：160*80点阵液晶，显示内容为累积流量、瞬时流量、及运行状态、有效运行时间及单位
通讯：GPRS通讯或4G通讯，支持SL651-2014；
数据存储：自动存储累积流量、累积运行时间，断电数据保存100年
防护等级：IP65
组合方式：主体框架和计量核心采用可拆卸结构。 |
| 2 | RTU | 台 | 35 | 1、基本功能：
（1）具备定时自动采集雨量、水位、图像、气温等数据的功能，数据采集间隔时间可任意设定；
（2）具有2个RS232和2个RS485接口、1个USB接口、3路模拟量输入接口（16位AD、支持4-20mA电流或0-5V电压信号）、2路外部设备供电接口、5路开关量输入接口、2路继电器控制接口。
（3）本地配置方式：支持刷卡配置/可触摸彩屏/触摸键盘/USB配置方式和串口配置方式。
（4）远程管理功能：支持远程参数配置（同时支持平台配置方式和短信配置方式）、远程程序升级。提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理（可选）。
（5）支持IC刷卡：可通过IC卡进行权限管理、配置参数、读取记录、维护记录、恢复出厂等操作。
（6）支持网口通信：可通过网线连接以太网，高速传输数据。
（7）支持交直流宽电压输入：交流输入范围：AC6～24V,直流输入范围：DC9-24V。
（8）具有液晶大屏显示屏，可同时显示32个汉字，能实现当前数据及设置参数等功能，分辨率128*64；
（9）具备实时召测水位、图像、气温等数据的功能；
（10）具有雨量、水位、图片加报功能，加报门槛可任意设置；
（11）具备定时自检发送、死机自动复位、站址设定、掉电数据保护、实时时钟校准、设备测试等功能；
（12）具备根据用户设置的相应预警值（时段雨量、水位等）实现本地预警提醒功能；
（13）具备每次向站点中心发送的数据包带有设备本身的工作（电池电压、信号强度）的功能；
（14）具备数据补报功能，根据设定设备提供数据存储和滞留数据（当网络连接不好时的未发送数据）的自动补报功能，保证了数据的连续性和准确性；
（15）具备储存10年以上的测站数据(最小时段5分钟)，提供128MB的数据存储空间，支持内存卡扩充容量；
（16）多种通信方式：GPRS/CDMA/3G/4G为主传输通道、短信为备份传输通道，LoRa扩频通信作为自组网通道；可选北斗、卫星、超短波、微波、ZigBee等通信方式。
（17）具备可接受分中心管理，与分中心实现双向通讯；
（18）支持远程唤醒、远程诊断、远程设置、远程维护等功能；
（19）通过水利部SL651-2014《水文监测数据通信规约》符合性测试
（20）通过水利部SZY206-2016《水资源监测数据传输规约》符合性测试
（21）入选2020年度、2021年度《全国水利系统招标产品重点采购目录》
2、技术参数
(1) 工作电压：交流：AC6～24V,直流：DC9-24V。
(2) 工作电流：≤2mA(12VDC)（不含通信设备电流）；
(3) 工作环境温度：-20℃～50℃；
(4) 工作环境相对湿度：≤95%（40℃）；
(5) 储存温度：-40℃～60℃；
(6) 数据传送方式：4G网络；
(7) 数据采集通讯接口：具备2个通用RS485 通讯接口，5个开关量接口；
(8) 设备平均无故障工作时间：MTBF≥25000h；
(9) 内嵌防雷模块，最大持续工作电流2A、标称工作电压12V、标称放电电流40KA、最大放电电流100KA，瞬间最大过电压10KV，响应时间：≤1 ns；
(10) 工作方式：采用定时自报、增量报和召测报兼容工作体制。
GPRS/GSM模块
①工作频率：支持4G，全网通即单卡槽支持中国电信、中国移动以及中国联通三家通信运营商；
②协议：支持TCP/IP，标准的AT命令集；
③发射功率：2W（900MHz）/1W（1800MHz）；
④功耗(*@*2V)：≤150mA（工作），≤10mA（空闲）；
⑤电源：＋5V～＋24V；
⑥频率误差：≤0.1ppm；
⑦工作环境：工作温度-25℃～＋60℃，工作湿度≤95%（40℃）。 |
| 3 | 设备箱 | 个 | 35 | 规格：450*400*250mm，单面开门的防雨箱。 |
| 4 | 65AH免维护蓄电池 | 块 | 35 | 免维护蓄电池，容量65AH，标称电压12vdc |
| 5 | 60W太阳能板 | 套 | 35 | 采用60W的多晶硅太阳能电池组件最大工作电压：17V，开路电压：21V；充电控制器电压：12/24V DC，最终充电电压：13.8V，气息电压：14.5V；工作环境温度：-25℃～50℃。 |
| 6 | 太阳能充电保护器 | 个 | 35 | 太阳能充电控制器电压：12V/24V DC；
充电电压：13.8V；最大充电电流(50℃)8A；
具有蓄电池过充、过放、反接保护功能；
工作环境温度：-25℃~50℃。 |
| 7 | 流量卡 | 个/年 | 35 | 4G流量卡 |
| 二 | 立杆 | | | |
| 1 | 立杆 | 套 | 35 | 直径110mm，热镀锌钢管；杆高：4m； |
| 2 | 防雷地网 | 套 | 35 | 接地地网电阻小于10欧姆，接地体40mm*4mm扁钢50mm*50mm*4mm角钢组成 |
| 3 | 太阳能安装支架 | 处 | 35 | 定制镀锌管 |
| 三 | 机房 | | | |
| 1 | 服务器 | 台 | 1 | CPU：4210R；
主频：2.4GHz；
睿频：3.2GHz;
内存：不小于 16G；
硬盘：不小于 2*2T；
硬盘转速：7200 RPM；
网口：千兆网口不小于 2 个； |
| 2 | 网费 | 年 | | 专网 |
| 3 | 配套电脑 | 台 | 1 | CPU 类型： i5 处理器；
CPU 型号： i5 处理器 I5-8400； 内存：8GB DDR4 内存；
硬盘：1T；转速：7200 转/分钟； 显卡：独立 2GB；
显示器： 21.5 寸 |
| 云平台 | 年 | 1 | 定制 |
| 四 | 立杆基础 | | | |
| 1 | 地龙 | 个 | 35 | 尺寸300mm*300mm*600mm |
| 2 | 立杆基础 | 个 | 35 | 尺寸：1000mm*1000mm*1000mm |
| * | 设备调试安装 | 个 | 35 | 定制 |
| * | 软件 | | | 1.综合数据库2.应用系统软件3.工程管理系统4.流量监测系统. |
3.本项目的特定资格要求：供应商在“信用中国”网站（http：http://**）、中国政府采购网（http：http://**）没有被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单。
(略) 政府采购活动的供应商 (略) 政府采购供应商库的，请详阅辽宁政府采购网 “首页—政策法规”中公布的“政府采购供应商入库”的相关规定，及时办理入库登记手续。填写单位名称、统一社会信用代码和联系人等简要信息，由系统自动开通账号后，即可参与政府采购活动。具体规定详见《关于进一 (略) 政府采购供应商入库程序的通知》（辽财采函〔2020〕198号）。
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