农田机电井IC卡智能化管控项目可行性研究报告

库车县农田机电井IC卡智能化管控项目可行性研究报告第2页库车县农田机电井IC卡智能化管控项目可行性研究报告第1页农田机电井IC卡智能化管控项目可行性研究报告编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司高级工程师：高建目录第一章总论 11.1项目概要 11.1.1项目名称 11.1.2项目主管单位 11.1.3项目建设性质 11.1.4项目负责人 11.1.5项目建设地点 11.1.6项目建设规模 11.1.7项目投资规模 21.1.8项目资金来源 21.1.9项目建设期限 21.2编制依据 21.3编制原则 31.4研究范围 31.5主要经济技术指标 3第二章项目背景及必要性可行性分析 52.1项目提出背景 52.2项目建设必要性分析 72.3项目可行性分析 82.4分析结论 10第三章项目建设条件 113.1地理位置选择 113.2区域建设条件 113.2.1区域地理位置 113.2.2区域地形地貌 113.2.3区域气象条件 123.2.4区位地表水资源 133.2.5地下水资源量 133.2.6地下水化学特征 153.2.7地下水动态变化规律 16第四章系统设计方案 184.1系统设计内容 184.2物联网与水利深度融合的思路 184.2.1基于统一应用的智能水利云思想 184.2.2基于网络的伸手可触的水利世界 194.3智能水网云支撑平台建设 204.3.1智能云平台总体结构 204.3.2平台服务器虚拟化整合 214.3.3虚拟化架构拓扑结构 224.3.4采用虚拟化技术优势 254.3.5GIS平台规划 274.4通讯网络建设措施 274.5数据库建设方案 304.5.1数据的存储管理模式 304.5.2数据库建设内容 304.6水源井远程控制和出水量计量 324.6.1取用水口远程控制和计量 354.6.2集成IC卡认证收费管理系统 364.7系统组成与主要设备技术参数 434.7.1系统组成 434.7.2系统要求 434.7.3主要设备技术指标 444.7.4系统设备清单 47第五章环境保护措施 495.1项目环境现状 495.2环境保护及文明施工目标 495.3环境保护及文明施工指导思想 495.4成立环境保护文明施工管理机构 495.5环境保护及文明施工措施 50第六章项目组织管理 516.1项目组织管理 516.2项目组织形式 51第七章项目实施规划 527.1建设工期的规划 527.2建设工期 527.3进度横道图 52第八章投资估算与资金筹措 538.1投资估算依据 538.2投资估算说明 538.4资金筹措 548.5资金使用和管理 54第九章工程效益评价 559.1经济评价 559.2国民经济评价和社会效益评价 55第十章风险分析 5710.1项目风险因素 5710.1.1不可抗力因素风险 5710.1.2工程风险 5710.1.3资金管理风险 5710.2风险规避对策 5810.2.1不可抗力因素风险规避对策 5810.2.2工程风险规避对策 5810.2.3资金管理风险规避对策 58第十一章招标方案 5911.1招标依据 5911.2招标内容 5911.3招标程序 59第十二章结论与建议 6412.1结论 6412.2建议 64第一章总论1.1项目概要1.1.1项目名称XXXX农田机电井IC卡智能化管控项目1.1.2项目主管单位XXXXXX1.1.3项目建设性质新建项目1.1.4项目负责人1.1.5项目建设地点项目拟建XXX1.1.6项目建设规模本工程总体计划完成库车县4500眼机电井设备安装、调试软件开发计划，首期完成1000眼机电井的安装等。拟在4500眼机井中抽出100眼井观测地下水位变化，所以这100眼机电井增加安装水位计和监控，首期完成25眼机电井水位计和监控的安装。项目建成后可以达到“计划用水、总量控制、定额管理”灌溉用水管理机制。1.1.7项目投资规模本工程总投资5836.5万元，首期拟完成1297万元。1.1.8项目资金来源本工程总投资5836.5万元，资金来源为政府投资。1.1.9项目建设期限本次项目工程建设工期预计为6个月。首期工程2个月。1.2编制依据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》；《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》；《全国农业可持续发展规划(2015—2030)》；《农业部关于推进农业供给侧结构性改革的实施意见》(简称2017年1号文件)；《关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》；《国家农业节水纲要（2012—2020年）》；《新疆维吾尔自治区国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》；《新疆农业（种植业）“十三五”规划（2016-2020年）》；《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；《现代财务会计》；国家发展改革委员会《关于建设项目可行性研究实行管理办法》；投资项目社会效益评价方法；项目方提供的有关资料和设计要求；国家公布的相关设备及施工标准。1.3编制原则1、在库车县农业节水发展总体规划的指导下，确保项目拟建库车县农田机电井IC卡智能化管控项目能够顺利实施。2、充分利用现有水利基础设施，完善整体功能，发挥项目工程的农业节水、节电、智能化信息系统作用。3、方案选择本着尽可能利用原有设施，减少工程量，尽量少的占用农田和损伤农田。4、坚持技术、设备的先进性，运用最先进的智能系统实现库车县农业节水、节电管控，最终实现库车现代农业可持续发展。5、坚持经济效益、社会效益和环境效益的统一。1.4研究范围项目建设背景及必要性、建设地址及建设条件、项目技术方案设计、环保措施、项目实施进度安排、招投标方案、投资估算及资金筹措、结论及建议等。1.5主要经济技术指标项目主要经济技术指标表序号项目名称单位数据和指标一主要指标1总体建设工程量眼45001.1其中首期工程量眼10002总投资资金万元5836.52.1首期投资资金万元1297二资金凑错1政府投资万元5836.52其他来源万元0.00库车县农田机电井IC卡智能化管控项目可行性研究报告第64页第二章项目背景及必要性可行性分析2.1项目提出背景水资源是基础性的自然资源和重要的战略资源。我国是一个水资源严重短缺的国家，水资源供需矛盾突出仍然是可持续发展的主要瓶颈。农业是用水大户，近年来农业用水量约占经济社会用水总量的62%，部分地区高达90%以上，农业用水效率不高，节水潜力很大。大力发展农业节水，在农业用水量基本稳定的同时扩大灌溉面积、提高灌溉保证率，是促进水资源可持续利用、保障国家粮食安全、加快转变经济发展方式的重要举措。从20世纪70年代以来，地下水资源的开发利用在我国农业生产(尤其是北方地区的农业生产)中的作用越来越重要。然而，随着地下水灌溉的发展，地下水超采的现象越来越严重；从而引发了地下水位下降、地面塌陷、海水入侵等一系列生态环境问题。尤其是近些年来，随着我国水资源短缺形势的日益严重，如何合理有效地管理地下水资源，实现地下水资源的可持续利用已成为十分紧迫的问题。传统上地下水资源的管理政策和措施主要是从水利部门来考虑，很少从水利以外的相关部门来采取相应对策。鉴于机电井在地下水灌溉中的重要地位，南亚很多国家(如印度和巴基斯坦等)都在讨论如何运用电费的杠杆作用来实现水资源的合理开发和利用。从电力部门来考虑如何实现地下水资源的可持续利用和有效管理对我国来说无疑也是十分有启发和创新性的。

从20世纪90年代末期以来，我国农村电力体制开始了市场化的改革。改革的目标是理顺产权关系，扩大农电企业的资产规模和规范农村用电管理秩序。然而，改革也带来了一些新问题。其中最突出的一个问题是随着电力产权和服务市场的延伸，将使农电企业直接面对成千上万的农户，使得在电量的抄收、电费的收缴和用电安全等方面的工作量大增。而且由于失去了乡镇政府和村委会的支持，使得每个用电农户发生的收费矛盾、纠纷、困难都得由供电部门自行解决，电费回收难度加大。

农村电力体制改革后出现的新问题引起了众多学者的关注，他们也从管理和技术等方面提出了一些行之有效的解决办法，例如，将智能IC卡系统引进到机电井灌溉中。智能IC卡系统将计算机管理、智能卡技术和单片机自动控制相结合，应用于农田自动灌溉。用户预交电费，存入卡中,凭卡开机抽水，自动计时计费，卡中金额用尽时自动关机，终止抽水。根据IC卡系统的技术特点，IC卡系统还将成为水利部门管理地下水资源、提高水资源利用效率的有效手段。近年来，IC卡系统已在许多缺水的地区开始应用，如山东、河北、辽宁、吉林、黑龙江、内蒙、河南、陕西、江苏和甘肃等省的部分地区。但是在新疆库车县IC卡系统尚未在机电井灌溉中得到普及。因此加快库车县IC卡系统建设显得尤为迫切。据《渭干河灌区水盐监测项目》1993～1996年地下水动态资料，灌区内地下水水位的年际变化不大，1993年后由于克孜尔水库建成开始的受益年，在水库调节运行的状态下灌区内的最高水位有不太显著的上升。库车县水资源极为短缺，随着优势资源转换战略的深入实施，新型工业化、农业产业化和城市化进程迅猛发展，资源性缺水、工程性缺水矛盾日益加剧，对水资源管理提出了新的更高的要求。近年来，库车县党委、人民政府紧紧围绕全县经济社会发展大局，坚持“增水、节水、调水”并举，将优化水资源配置、提高供水保障能力作为水利中心工作来抓，进一步强化水资源管理，决定对各县（市、区）所有机电井全部安装智能计量设施，要求所有新打井、更新井安装智能计量设施后方可投入运行。计划对区域内机电井取水计量实现智能控制，建设取水计量远程控制中心，使80%以上的计量设施带有远程数据传输功能。因此，实施本次库车县农田机电井IC卡智能化管控项目正是严格落实国家及库车县水资源管理制度、加强地下水资源管理和保护、促进库车县水资源的节约与合理开发利用的积极举措，项目实施对于促进库车县农业节水、现代化农业及农村经济的可持续发展将起到积极有效的推动作用。2.2项目建设必要性分析1、促进“十三五”时期库车县现代农业可持续发展的需要“十三五”的农村劳动力和经营方式转变将会发生急剧的变化，劳动力的成本不断上降，土地流转将进一步加速，自动化控制成为高效节水灌溉工程管理的重要帮手，并支持现代农业发展的需求。“十三五”期间，信息化管理应该成为国家重点项目管理的重要手段。因此实施库车县农田机电井IC卡智能化管控是实现库车县水利基础设施信息化、自动化管理的有效手段，可促进新时期库车县现代农业的可持续发展进程。2、实现库车县区域范围内农业机井电的智能计量管理的需要农田机电井IC卡安装后可实现井电双控，“井电双控”是指“以水定地，以电控水”，是库车县落实最严格水资源管理的技术支撑，包括计量控制箱和无线超声波水表，实现机井用水量、用电量和运行时间同步计量，相互验证，故障保障和自动禁止取水等功能。农田机电井IC卡智能计量管理系统，是将互联网技术、无线传感技术、无线传输技术集成于一体，可实现库车县区域范围内农业机井的智能计量管理。3、解决“收费难”的老问题由于IC卡系统采取电费预交，所以无论对于以前受“收费难”问题困扰的电力部门还是村集体，再也不用为农户拖欠电费发愁，农民预交多少电费就用多少电，解决了“收费难”的老问题。对于村集体，也不用再派人到农户家中频繁催交电费，收缴电费省时省力，拖欠电费的问题得到有效解决。4、减少了水资源的浪费过去，由于灌溉电费与用水多少没有直接挂钩，很多农村实行电费按亩分摊，单个农户的节水节电积极性不高，地下水资源浪费严重。IC卡系统的应用，将农民自身的利益与用水的多少直接联系起来,充分调动了农民的节水积极性，地下水资源的使用量也大幅度降低。5、降低农田灌溉电费据调查，农户在使用IC卡以后，灌溉电费较以前至少可降低20%。据之前数据统计，在安装应用IC卡以后，农田灌溉平均电费可从1380元/hm2降到645元/hm2，降低了53%，因此在降低电费上效果相当明显。6、减少了农户间的用水纠纷应用IC卡的交费方式，农民十分注意控制灌溉时间，灌溉时间较以前大大缩短，即使在用水的高峰期“浇地难”的问题也可得以基本解决，因此发生纠纷的可能将大大减少。7、降低机电井设备维修费、提高电费负担的公平性使用IC卡以后，机电井工作的时间大大缩短，磨损小了，维修费用也就相应降低。使用IC卡系统以后，实施智能管控，多用多花钱，少用少花钱，实现了电费分摊更公平、更合理。综合以上因素，项目实施十分必要。2.3项目可行性分析1、符合国家政策支持范畴《国家农业节水纲要（2012—2020年）》指出：以邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观为指导，按照中央关于加快水利改革发展、推进农业科技创新的决策和部署，以改善和保障民生为宗旨，以提高农业综合生产能力为目标，以水资源高效利用为核心，严格水资源管理，优化农业生产布局，转变农业用水方式，完善农业节水机制，着力加强农业节水的综合措施，着力强化农业节水的科技支撑，着力创新农业节水工程管理体制，着力健全基层水利服务和农技推广体系，以水资源的可持续利用保障农业和经济社会的可持续发展。发展目标。到2020年，在全国初步建立农业生产布局与水土资源条件相匹配、农业用水规模与用水效率相协调、工程措施与非工程措施相结合的农业节水体系。基本完成大型灌区、重点中型灌区续建配套与节水改造和大中型灌排泵站更新改造，小型农田水利重点县建设基本覆盖农业大县；全国农田有效灌溉面积达到10亿亩，新增节水灌溉工程面积3亿亩，其中新增高效节水灌溉工程面积1.5亿亩以上；全国农业用水量基本稳定，农田灌溉水有效利用系数达到0.55以上；全国旱作节水农业技术推广面积达到5亿亩以上，高效用水技术覆盖率达到50%以上。加强水资源统一管理，强化农业用水管理和监督，严格控制农业用水量，合理确定灌溉用水定额。明确农业节水工程设施管护主体，落实管护责任。完善农业用水计量设施，加强水费计收与使用管理。完善农业节水社会化服务体系，加强技术指导和示范培训。积极推行农业节水信息化，有条件的灌区要实行灌溉用水自动化、数字化管理。加强技术监督，规范节水材料和设备市场。积极发挥科研单位、大专院校的优势，建立企业、用水户广泛参与、产学研相结合的农业节水技术创新和推广机制。注重引进、消化和吸收国外先进节水技术，集成和再创新形成适应我国不同地区的农业节水模式。加强主要农作物高效用水基础科学研究，开展节水灌溉技术标准、灌溉制度、新产品与新技术研发和综合节水技术集成模式等方面的联合攻关，在喷灌、微灌关键设备和低成本大口径管材及生产工艺等方面实现新突破，推广具有自主核心知识产权的智能控制和精量灌溉装备。开展灌区自动化控制、信息化管理等应用技术研究，逐步建立农田水利管理信息网络。因此，本项目属于农业节水自动化控制、信息化管理工程项目，项目实施具备政策可行性。2、具备一定的技术优势项目技术开发及安装单位为库车大美现代化农业有限公司，该公司技术实力较强，所开发的农田机电井IC卡智能化管控系统技术方案成熟且符合库车县水利基础设施发展需求，是将互联网技术、无线传感技术、无线传输技术集成于一体的水利智能信息化管控工程，具备很强的技术优势。3、管理可行性本项目将根据项目建设的实际需要，专门组建机构及管理队伍，负责项目规划、立项、设计、组织和实施。在经营管理方面将制定行之有效的各种企业管理制度和人才激励制度，确保本项目按照现代化方式运作。2.4分析结论本项目的建设符合我国及库车县、的相关农业及水利设施发展产业政策，有助于库车县实现传统机电井做到定时监测、定时养护、定时管理。该系统的推广应用,不仅可以促进电费征收、降低农户灌溉成本,而且可以减少地下水资源的无序开采和浪费,增强农民的节水意识,真正实现节水灌溉。这对推进水利科技现代化,提高地下水资源管理水平具有重要意义。因此，项目建设不仅可行，且十分必要。第三章项目建设条件3.1地理位置选择项目位于库车县城东9km处，它北靠却勒塔格山东段，南望墩阔坦乡，东临呀哈镇，西连库车县城，总面积为137km2。314国道穿越该镇，村与村之间柏油路面均已建成，交通极为便利。3.2区域建设条件3.2.1区域地理位置库车县位于天山南部中段、塔里木盆地北缘，行政隶属于新疆维吾尔自治区的阿克苏地区，处在阿克苏地区的东部，距阿克苏市约260km。库车县东临巴州地区轮台县，北靠天山山脉，西接拜城县、新和县，南与沙雅县毗邻，南北最长达193km，东西最宽164km，总面积为15379km2，地理坐标为：东经82°34′～84°25′，北纬40°49′～42°38′之间。3.2.2区域地形地貌库车县地形北高南低，自西北向东南倾斜，最高海拔高程为4550米，最底海拔高程为922米，地形差异甚大。北部为天山山地和山间河谷地带，中部为渭干河—库车河三角洲冲洪积平原，南部为塔里木河冲积平原。本次扩建区域处于库车河冲洪积扇倾斜平原的中上部，是典型的冲洪积扇地形地貌。地势宽阔平坦，村与村之间分布有自然洼地，地势北高南底，自西北向东南缓倾，坡降为1/1001/500，地面高程为1200m998m。土层较薄，表层主要为冲洪积的粉、细、中沙和粉土，粉质粘土互层堆积状，其下为砂砾石，灌区较集中。依据《2010年～2013年库车县农村饮水安全现状调查及规划人口复核报表》，乌尊镇规划总人口为30989人，饮水不安全人口为10119人，另外本工程扩建完工后可解决农村10学校4817名师生和员工的饮水安全。3.2.3区域气象条件根据库车县气象部门提供的资料，库车县气候以平原区为主，主要特征为：热量丰富，气候干燥，阳光充足，降水稀少，夏季干热，冬季干冷，气温年差较大。1、气温：年平均气温10.7℃，历年最低气温-28.7℃，7月平均气温25.2℃，1月平均气温-9.3℃。2、光照和积温：年平均日照时间297天，≥10℃的积温多年平均4145.6℃。3、降水与蒸发：年均降水量46.5mm，多年平均蒸发量1227.8mm；蒸发量是降水量的26.4倍。4、相对湿度：平均相对湿度为50％，最热月相对湿度为44％。5、风：历年平均风速2.2m/s，大风出现在4—7月，瞬时最大风速达27m/s。6、无霜期：多年平均无霜期186.23d。7、冰冻与最大冻深：土壤冻结时间一般在11月中旬开始，化冻时间一般在3月上旬，项目区最大冻土深度0.88m。3.2.4区位地表水资源渭干河是项目区内的唯一河流，该河发源于天山南麓，为冰雪水及降雨补给型河流，其上游由木扎提河、卡布斯浪河、台勒维丘克河、卡拉苏河流经拜城盆地汇入木扎提河，在克孜尔水库由黑孜河汇流后称渭干河，后进入却勒塔格山峡谷，流程40km到达东方红电站引水枢纽(下千佛洞)，出山口后渭干河分为两支，东支的英达牙河流过渭干河库车灌区，西支的沙雅河流经新和县和沙雅县，最终汇入塔里木河。渭干河年径流量较稳定，年径流量22.8453亿m3/s，多年平均流量72.4m3/s。实测系列中，年径流量最大值28.6亿m3/s，最小值18亿m3/s。渭干河径流量年内变化大，季节分配不平衡，洪枯比悬殊，水量主要集中在夏季6～8三个月，径流量占全年径流量的48.50％，9～11三个月占全年径流量的22.11％，12～2月三个月占全年径流量的14.59％，3～5月占全年径流量的14.80％。由于克孜尔水库的调蓄作用，其最大泄洪量600m3/s，大大的减少了渭干河下泄的洪峰流量，同时也减少了地下水的补给，目前渭干河下泄水量按灌溉分水比分配,新和县分水28％、沙雅县分水32.5％、库车县分水39.5％，库车县引用地表水量多年平均9亿m3，而洪水期6－9月有少量的洪水通过四、六分洪闸分水，大部分洪水流入英达牙河，另外库车种羊场的灌溉用水也从英达牙河引水，所以英达牙河在灌溉期有河水，另外引用地表水方案投资高，所以人畜饮水从一开始就从未用地表水。3.2.5地下水资源量1水文地质条件由于却勒塔格山的阻隔，渭干河出山口是渭干河冲积平原区地下水的唯一来源，在渭干河冲积扇的顶部沉积了巨厚的卵砾石层，那里是渭干河冲洪积平原区地下水径流补给的主要形成带，而灌区的农业渠系及灌溉水的入渗具有一定的补给作用，地下水径流条件由北向南,由扇顶至扇前缘逐渐变差，渭干河冲积扇的中下部主要为地下水的排泄区，由于含水层颗粒逐渐变得更细，地形坡度变得更缓，地下水径流条件也随之变差，而南部受塔里木河入渗补给的顶托，地下水径流到此处基本上已无水平排泄出路，潜水的排泄方式基本上就是靠蒸发。2地下水的赋存与富水程度鉴于渭干河山前平原发育非典型性和非完整性，使至地下水的赋存表现出潜水丰富至极丰富区范围小，承压水分布区紧靠山前的特征。1）潜水（1）水量极丰富区（＞5000m3/d）分布于玉奇吾斯塘乡及阿拉哈格镇北西部的布兹提、排孜阿瓦提以北地区，上中更新统厚近600m，含水层为单一的砂卵砾石，潜水埋深1～5m，扇顶及近山地带为10m左右，单井涌水量Q>5000m3/d，可达7619.88～11968.00m3/d。潜水水质在河流影响范围内基本都为HCO3•SO4•C1－Ca•Na型水，矿化度<1g/L，而在东部与库车河冲洪积平原交汇的扇间地带，则水质逐渐变差，于排孜瓦提地区形成C1•HCO3•SO4－Ca•Na•Mg型水，矿化度>1.5g/L，属微咸水。（2）水量丰富区（1000～5000m3/d）分布于阿拉哈格镇的大部分地区及齐满镇、比西巴格乡的部分地区，第四系厚达800m，含水层由砂砾石变细至砂，潜水埋深3～5m或更浅，单井涌水量一般为1300～4000m3/d，水质类型较复杂，近河地带为矿化度<1.0g/L的HCO3•SO4•C1－Ca•Na型淡水，东侧为矿化度>1.0g/L的C1•SO4•HCO3－Na•Ca•Mg型微咸水，界于中间地带的为矿化度>1.0g/L的SO4•C1•HCO3－Na•Ca•Mg型微咸水。（3）水量中等区（100～1000m3/d）分布于库纳斯、博孜一带，第四系厚由北西向南东从800m变至400m，含水层逐渐变细为砂及砂土，潜水埋深基本为3～5m，单井涌水量Q多为450～800m3/d，矿化度>1.0g/L的SO4•C1•HCO3－Na•Ca•Mg型或C1•SO4•HCO3－Na•Ca•Mg型微咸水。2）承压水水量丰富区（1000～5000m3/d）主要分布于阿拉哈格镇及玉奇吾斯塘乡以南，即喀拉苏、阿拉斯塘的东南区域，含水层为砾石、中粗砂，单井涌水量多为1000～5000m3/d，局部<1000m3/d。第一层承压水顶板埋深托克其一带的少部分地区在50～100m间，而其余地段则小于50m。托乎拉以北的大部分地区为矿化度<1.0g/L的SO4•C1(SO4•HCO3)－Ca•Na(Na•Ca)型微咸水。3.2.6地下水化学特征地下水均处于碱性、弱碱性的水文地球化学环境中，地下水水化学基本以蒸发、浓缩和吸附作用为主，溶滤作用十分微弱，使得SO42-、CL-、F、Na+、Mg2＋等离子或元素相对富集。冲洪积平原上部及近河地带处于水文地球化学迁移溶滤区，潜水水化学多为HCO3•CL•SO4•－Ca•Na•Mg型淡水，至平原下部及库车河冲积平原扇间地区之南疆水利指挥部、比西巴克、逐渐过渡到水文地球化学的迁移、集累及集累区，潜水水化学多为C1•SO4•HCO3－Na•Mg型微咸水，甚至变异为CL•SO4－Na•Mg型咸水。鉴于承压水受埋深、隔水层及水动学条件的制约，水化学特征主要受上游补给控制，水质较好且稳定，多为矿化度<1.0g/L的HCO3•CL•SO4－Na•Ca•Mg型淡水，但在南疆水利指挥部至比西巴克乡政府一带，因其地处扇间洼地、径流条件差，潜水与承压水水力联系较畅通，浅层承压水受潜水影响，水质也差。3.2.7地下水动态变化规律地下水动态变化受水文、气象及人为因素等控制、影响，呈现出独特的年内、年际动态特征，根据现有资料仅对渭干河灌区做以下叙述：1）年内动态特征平原内地下水动态基本可归纳为入渗径流型和入渗蒸发型两大类型，地下水的基本特征表现为：变幅不大的滞后性，潜水与承压水动态的近似性，潜水与承压水的年内动态虽基本一致，但其变幅前者略大于后者，潜水年变幅多为1.05～2.03m，承压水年内变幅为0.64～0.85m。（1）入渗径流型动态主要分布于灌区北部的渭干河冲积平原顶部及沿河的东侧地带。受渭干河放水及其潜流、渠系引水、水库蓄水、田间灌水的入渗所补给，其径流强烈、蒸发蒸腾作用相对较弱，地下水表现为：每年7～9月份为洪水期，洪峰一般出现于8月，虽4～5月份有个小的洪峰，呈现出不大明显的双峰曲线，12月至翌年的3月为枯水期，最低水位一般出现在2月，水位年变幅多为1.64～2.03m。（2）入渗蒸发型动态分布于冲洪积平原的中下部，地下水主要受渠系引水、田间灌水的入渗得到补给而抬升，并因受蒸发、蒸腾的消耗而下降，由于春灌和土壤冻结水融化，地下水位在2～3月份开始上升，于4～5月份达到年内最高水位；6～8月份虽有灌溉水的入渗，但由于强烈蒸发和作物的大量耗水，地下水变化不甚明显，由于秋冬季灌溉及届时的蒸发作用减弱，使得水位于9～11月份又有所上升，并在11月达到另一个峰值，呈现双峰型。2）年际动态特征据《渭干河灌区水盐监测项目》1993～1996年地下水动态资料，灌区内地下水水位的年际变化不大，1993年后由于克孜尔水库建成开始的受益年，在水库调节运行的状态下灌区内的最高水位有不太显著的上升。库车县水资源极为短缺，随着优势资源转换战略的深入实施，新型工业化、农业产业化和城市化进程迅猛发展，资源性缺水、工程性缺水矛盾日益加剧，对水资源管理提出了新的更高的要求。第四章系统设计方案4.1系统设计内容农田机电井IC卡智能化管控总体设计内容：1、水源井远程控制和出水量计量：通过GPRS水源井的远程控制、现场IC卡控制和出水量计量。2、取水口阀门远程控制和水量计量：通过GPRS远程控制取水口的阀门，现场IC卡控制和出水量计量。3、IC卡认证和远程控制：取水用户通过IC卡认证设备的计算机，利用互联网实现远程水源井和电磁阀的控制。4、智能监控管理系统：县级水源井和取水口电磁阀的远程控制、状态和流量信息采集、数据统计分析、收费管理系统等。4.2物联网与水利深度融合的思路4.2.1基于统一应用的智能水利云思想我国水利信息化发展到今天，各级水利部门开展了大量的信息化建设工程，水文、防汛、水资源、农村水利等的信息化项目建设了很多。但这些项目大都是条块分割建设的，投资重复、系统无法协同和融合。在水务一体化不断发展、抗旱与水资源综合利用协同开展、节能减排与环境保护并举、民生水利为主体的基层水利服务不断强化社会现实下，构筑一体化的水利信息化系统，支撑水务一体化现代化发展是我们的当务之急。一体化的水利信息化系统强调的是信息资源的共享和服务，支撑的是水行政部门、工程管理部门、基层水利服务机构、用水者协会、用水户的业务协同。区别以往按照业务条块分割的业务管理系统，需要将以上相关参与水利业务的各个部门、各级机构、用水户等进行全方位的业务协同设计，分析出需要管理协同的业务要素，设计出长期稳定的数据库系统，保证在不断变化的业务管理中，系统都可以快速适应，长期稳定，具有长期生命力，发挥出信息化投资的最大经济效益和社会效益。顶层设计是实现业务协同、资源共享最有效最直接的信息化系统建设的抓手。系统示意图如下：4.2.2基于网络的伸手可触的水利世界实时信息采集采用无线传感网络进行规划建设，将极大降低测站监测成本和提高实时监测信息的覆盖密度。无线传感网络以其低成本、低功耗、无线自组织网络使其监测覆盖的区域可以低成本无限扩展。传统监测都少不了太阳能供电、立杆、防雷等基础建设，而采用无线传感网络建设后就可以采用一般的普通电池供电，可以方便的安装在地下、墙面、屋顶、1米高的水泥桩内、井内等任何地方。普通电池供电可以使用2年以上，自组织无线网络使得每个监测站采集数据同时还进行数据中继传输，这样采用无线自组织的水利采集监测系统，将实现低成本、免工程安装、免维护（用户自己就可以维护）的大量普及建设了。4.3智能水网云支撑平台建设4.3.1智能云平台总体结构智慧云平台即数据中心基础平台是信息化综合体系中的核心建设内容。在信息化综合体系中，数据中心属于信息基础设施范畴，由信息汇集与存储、信息服务与支撑应用三个层次构成，在信息采集与网络之上，共同构成基础设施的软环境。数据中心的支撑应用层与用户应用层共同构成完整的业务应用。数据中心在信息化综合体系中的位置示意图4.3.2平台服务器虚拟化整合虚拟化是云计算的基础，在数据中心，通过虚拟化技术将物理服务器进行虚拟化，具体为CPU虚拟化、内存虚拟化、设备I/O虚拟化等，实现在单一物理服务器上运行多个虚拟服务器（虚拟机），把应用程序对底层的系统和硬件的依赖抽象出来，从而解除应用与操作系统和硬件的耦合关系，使得物理设备的差异性与兼容性与上层应用透明，不同的虚拟机之间相互隔离、互不影响，可以运行不同的操作系统，并提供不同的应用服务。如图所示：设备I/O设备I/O网络接口应用(App)应用(App)应用(App)处理器内存设备I/O网络接口物理机虚拟化环境虚拟机AppOS虚拟机AppOS虚拟机AppOS……在单台服务器虚拟化基础上，通过虚拟化管理中心（vCenter）将多台服务器、存储硬件基础资源进行整合，构建硬件（CPU、内存、I/O）资源池，实现数据中心整体硬件资源的按需分配。虚拟化结构如图所示：硬件资源池：处理器，内存，设备硬件资源池：处理器，内存，设备I/O，网络接口物理机虚拟化环境虚拟机App1OS处理器内存设备I/O网络接口操作系统应用程序1应用程序2物理服务器1……处理器内存设备I/O网络接口操作系统应用程序1应用程序2物理服务器N多台服务器构建虚拟化群集……虚拟机App2OS虚拟机App3OS虚拟机AppOS将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，或者让几台服务器变成一台服务器来用，我们不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让IT对业务的变化更具适应力，从而构建出信息系统平台的基础。4.3.3虚拟化架构拓扑结构针对上面的拓扑图，详细说明如下：整体架构可以分为三层，最底层为存储网络层，中间层为虚拟化系统，最上层为虚拟服务器层；其中，下面的两层为资源提供方，最上层为资源用户；而中间层的虚拟化系统又起到了资源分配调度的作用。部署虚拟化系统之后的整体架构和传统架构下是没很大区别的，利用共享存储实现数据集中和共享，结合管理中心实现应用系统的统一管理；虚拟化集群的形成，直接为应用系统提供了高可用和负载均衡的功能，集中的数据存储为本地灾备及异地灾备提供了扩展空间。1、动态资源分配（DRS）跨资源池不间断地监控利用率，并在多台虚拟机之间智能地分配可用资源，使资源优先用于最重要的应用程序，以便让资源与业务目标相协调。自动、不间断地优化硬件利用率，以响应不断变化的情况。为业务部门提供专用的虚拟基础结构，同时让IT部门能够集中、全面地控制硬件。执行零停机服务器维护。通过使用分布式电源管理来整合工作负载和关闭集群中的虚拟机暂时不需要的耗电服务器，从而减少数据中心的能耗。2、存储迁移（StorageVmotion）全面保证事务的完整性。提供零停机迁移，并全面保证事务的完整性。不会对虚拟环境中运行的业务造成任何终端影响。互操作性。操作系统和硬件的彻底独立性，允许StorageVMotion跨VMwareESX所支持的任何类型的硬件和存储设备迁移运行任何操作系统的任何虚拟机。支持光纤通道SAN。利用速度最高为4GB的各种光纤通道SAN存储系统，实现虚拟机磁盘文件的实时迁移。3、统一备份（VCB）VCB是虚拟化架构面向存储软件设备的驱动，通过任何一个基于虚拟化架构的节点，以IP的方式，利用VCB看到虚拟化架构里面的每一个虚拟机下的每一个卷，每一个目录结构和文件，进而支持自由或第三方的备份软件对虚拟化架构进行统一备份，保证客户既有投资和扩展需要。4、快照（Snapshot）Snapshot将现有的状态标记一个结束，只对虚拟机进行增量备份，因此速度快，并能根据需要快速恢复到每一个备份点，对业务中断后提供快速恢复功能保证，进行提高整体系统的连续性。5、本地备份（VRanger）对数据中心的虚拟机，甚至物理机进行备份管理和恢复，不仅支持单个文件的备份和恢复，更能支持整个虚拟机的备份和恢复。设定策略自动对每个节点的差异量以镜像或快照的形式形成备份文件，VRanger支持Lan-Free或Server-Free等多种方式进行备份存储，且能支持异构备份设备。6、异地容灾（VReplicator）完美支持异构平台的“两地三备份”的容灾系统，利用虚拟化技术将生产中心，本地容灾中心及异地灾备中心进行升级改造，利用VReplicator将生产中心和异地灾备中心连通，形成一个基于异构平台、窄带传输的应用级容灾系统，在大大压缩投入成本的前提下最大程度保证企事业单位业务系统的运行连续性。7、专家系统（VFoglight）VFoglight为虚拟化架构提供了性能监控、容量计划和费用管理等高级规划功能，它可以监控包括数据中心、数据库、群集、资源库、虚拟机、ESX服务器和存储，从而获得对虚拟基础架构的了解，现在vFoglight更是可以支持进程级的监控，从而将这一范围扩大到应用程序级别。结合虚拟化架构管理中心，形成一套完整的专家系统减少信息化建设中因资源共享产生的影响，优化资源利用，并降低系统架构恢复的成本。4.3.4采用虚拟化技术优势1、提高资源利用率，降低TCO：传统运行模式下，服务器硬件平均使用效率仅在5-15%，虚拟化技术可以大幅度提高企业中服务器硬件资源的效率和可用性。通过服务器整合方案,可以将服务器硬件资源使用效率提高到60-80%以上。2、节能降耗显著，有效降低运行成本，响应国家政策号召：服务器整合后，减少了机房设备占地空间，可有效节省相关供电等配套设施的使用，也减少了制冷散热和电力需求，相关管理人员需求也得以明显降低。在一个虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。VMware的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低企业的IT花费。管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源，以满足业务所需。3、业务连续性保障得到增强：使用虚拟构架，IT管理员能改进现有业务系统连续性的所有方面，例如：• 由于主备服务器之间的硬件独立性，使得灾难恢复更快而花费不多• 排除计划内的硬件宕机，并明显的减少计划内的软件宕机• 管理所有虚拟机和监控宿主机的单点控制技术• 为了实现捕捉和恢复，完全的把主机压缩到文件里去• 简化和可重复的自动程序为了实现高可用性，企业使用中间软件例如微软和Veritas的集群软件，把两台服务器绑定在一个热备环境。即使运行在服务器上的应用程序有集群感知能力，万一主服务器遭遇硬件或软件错误，这样的安排仍然会导致非应用程序宕机。冗余能消除单点失败。随着IT对企业运作而言变得更加重要，高水平的服务普遍成为企业的需求，越来越多的应用则被要求高度可用。然而，为了实现如上所述的高可用性集群，就像很多服务器宕运行应用一样，企业需要预备和管理两次。有了虚拟化，IT管理员能在运行重要应用的实体机和同等配置的虚拟机上创建集群。在待机状态下，虚拟机并不消耗计算机资源，并且能以非常高的比例整合到一个或几个实体平台上去。结果，企业无须在硬件数量或管理和安装补丁上投入双倍的人力和物力，从而实现高可用性。冗余的方式将由2N变为N+1。4、提高运营效率，改善服务水平经过虚拟化，可以显著加快新服务器和应用的部署，大大降低新业务加载时间，同时IT人员可以主动地规划业务和IT资源之间的增长，有效应对变化迅速的业务需求，改善IT部门和业务部门之间的关系，经过虚拟化，硬件维护需要数天/周的变更管理准备和1-3小时维护窗口，现在可以进行快速的硬件维护和升级，有效改善服务水平。5、简化了管理通过单一虚拟控制平台VC，可集中管理所有X86架构台式机、笔记本电脑、服务器等系统，包括部署、监视和定义操作。部署更新工作由原来数天/星期缩短为只需几分钟即可完成；操作实现自动化（如自动执行灾难测试和恢复）；资源统一调度，控制安全访问；并可全面支持现有管理平台，节省客户投资。4.3.5GIS平台规划GIS平台技术要求：支持海量多源空间数据，特别矢量数据支撑能力强大；直接支持ArcSDE、OracleSptail等空间数据库；具有强大的三维模型数据支撑能力；直接更新大范围的数据不需要预处理；具有Streaming的数据传输与显示，显示高效、稳定、平滑，无栅格化现象；具有地表、地上、地下的全方位一体化真三维的空间数据管理、查询和分析；兼容主流二维平台建立的系统及其数据，集成各部门已建成的现有系统和资源；支持OGC在GIS服务方面的规范；能通过二次开发进行业定制；开发方便简单，容易掌握；是支持分布式技术构架与网络发布，实现多级网络部署；提高高效地理信息服务，支撑其他行业的共享应用；产品的发展成熟，体系完善；4.4通讯网络建设措施库车县水利局网络平台。本系统由通讯主站服务器、WEB应用服务器、数据库服务器、流煤体服务器、带GPRS/GSM模块的采集器、流量计、水位计、水质仪器等组成。通讯服务器主站功能：运行GPRS通讯数据传输软件，负责接收和发送各个监控点的水资源监控器的采集数据、传送控制命令等，并将采集的数据发送到水资源监控中心的应用服务器。通讯服务器主站通过移动专线（互联网专线）接入移动网，再通过GPRS网络与采集点的水资源测控器实现双向通讯。WEB应用服务器、数据库服务器：提供取水实时监控及管理软件服务。带GPRS/GSM模块的水资源测控器：采集水表数据、水位数据传送到数据中心，并执行中心应用服务器远程控制指令，它连接通讯服务器主站和传感设备。本方案设计建议优先采用移动专线专网方案，通讯服务器采用专线接入电信移动专网，由移动分配的IP地址，这样可以提高整个系统的通讯带宽和有效保证系统的安全性和可靠性，当采集点达到500以上时强烈建议采用直接专线连接移动专网。为了提高通讯的可靠性还可以自己安装GPRS/GSM主站模块，在专网故障的情况下实现GPRS到GPRS的数据通讯备份。当专网、GPRS网都出现故障时，起用短信通讯的方式，但时效性、可靠性将大受影响。以上方案提供二层保障：以专线（或者宽带互联网专线）＋GPRS为主；以GPRS＋GPRS为辅（申请移动的APN业务）；当专网通信出现故障时，通讯通过RS232口连接的GPRS模块与采集器的GPRS模块直接通讯，当GPRS通信也出现故障时，通讯服务器可由GSM模块与采集器的GSM模块直接通讯。针对水利的具体需求，建议水利局网络架构采用两层结构，即整个局域网分为核心层和接入层，核心层实现高速交换及内部路由的处理，接入层为桌面客户机提供10/100M自适应以太网连接。核心层采用千兆以太网络由交换技术，由核心层到接入层的骨干连接采用千兆以太网连接。结合现有网络的实际情况，采用局域网主流设计，从核心层、接入层两个层次考虑，详细对整个系统分析，提供高可靠、高性能的网络骨干，并为服务器、桌面节点提供高带宽连接，支持包括数据及视频等多种多媒体宽带应用，并为网络未来的扩充和升级预留出空间。局域网支援与光通信网路平台的互连互通，并实现与Internet的互联。水利局敷设10M光纤线路到网通提供相关的APN服务，以及保证局内部能够有足够的带宽访问互联网络。局内系统提供的其他服务最终在互联网上搭建VPN与所属水利站、灌区等提供安全可靠的访问，包括与环保、水文、气象、国土部门的系统建立连接实现数据的安全交换与共享。敷设一条从库车水利局下来的水利专线，更好的为数字水利服务。4.5数据库建设方案4.5.1数据的存储管理模式1、结构化数据存储管理对于结构化数据，可采用Oracle关系数据库系统进行存储和管理。对关系数据库的管理可开发专用的数据库管理模块，提供给用户对数据库中的数据进行输入、修改、删除等功能。2、非结构化数据存储管理非结构化数据的存储在文件库中，当个别目录中的文件数目过多时将导致文件系统的性能下降甚至崩溃。为防止这种情况发生，采用一种特定的文件存取算法将文件均匀分布于预先建立的目录中。文件的存取对用户透明，文件的存放地址、文件名没有任何语义信息，因此具有很高的安全性，对文件的访问必须基于一定的算法进行。文件名基于Oracle的SYS_GUID算法产生，保证了文件名的绝对唯一性，避免了出现文件被错误覆盖的问题，至于正常覆盖将有程序保证。4.5.2数据库建设内容开发建设相关的空间数据库、基础数据库、属性数据库、实时数据库、业务模型库、多媒体数据库、专题数据库等。一、用水计量和远程控制系统本项目运用物联网和GIS空间技术手段，搭建了一套农业精准机井信息化管理系统，包括机井用水计量和控制装置，地下水、土壤墒情和机井自动监测站，村级管理系统、LED信息发布和区信息管理平台,整体自动化与信息化架构如下：在信息的获取过程中，本项目运用传感技术、嵌入式计算技术、信息传输技术和IC卡技术，把大量田间现场数据汇集到房山区精准灌溉管理平台。这些信息实时获取、并通过GPRS等无线网络传输到信息处理平台，进行信息分析利用。除了数据自动监测获取，项目收集大量的农田地块、农户、机井、作物等基本农业农村信息。本项目开发的GIS空间技术可以把灌溉机井等基础信息、自动观测站位置信息汇聚起来，进行空间化和数字化管理，实现农业用水量计量管理、旱情监测、灌溉预报和工程管理四大功能。本项目建设任务主要包括：精准灌溉信息管理平台、村级节水管理系统、用水计量管理系统、墒情监测系统、地下水位监测系统、气象环境监测系统和信息发布预警系统。4.6水源井远程控制和出水量计量用水计量管理系统如图4-1所示，主要由智能控制器、超声波无线水表、用户卡及GPRS无线模块组成。智能控制器安装于机井首部，串联接入水泵三相控制电路，超声波无线水表安装于机井首部，安装在机井出水管道，超声波无线水表与智能控制器之间通过无线方式实现数据读取与传输。智能控制器主要实现对用户IC卡的识别，水泵启停管理、水泵耗电计量和读取超声波无线水表的数据。当用户取水灌溉时，在智能控制器刷卡感应区刷用户卡，智能控制器读取用户卡数据，并判断用户卡数据的合法性和用户卡中的剩余金额数据，满足启泵条件，智能控制器控制水泵启动，并自动读取超声波无线水表数据，记录用户用水量起始值，随着用户的用水，智能控制器自动记录用户的耗电量和用水量数据，并从卡中扣减用户余额，当用户再次刷用户卡或卡中余量扣减为零，智能控制器能自动控制水泵停止，禁止用户取水。智能控制器自动存储该用户本次开泵时间、停泵时间、本次使用电量、使用水量值，并将记录值通过GPRS无线模块发向水务局监控中心。对温室采用的机井主要采用总量计量与监控管理模式，用户通过智能卡充值后，一次性将充值量存入智能控制器中，水泵通过变频恒压供水，当充值量扣减完“0”后，智能控制器发出停泵指令，禁止水泵启动，实现用水总量控制管理。用水计量管理系统主要完成五个工作：（1）实现对机井出水量及每个用户取水的计量，促进用户进行科学灌溉；（2）实现对用户限额用水管理和预收费用管理；（3）实现对取水水源的控制；（4）实现数据数据的自动收集；（5）水权制度的落实。（6）控制设备遭破坏自动报警图4-1A用水计量设备结构图用水计量管理系统清单如下：表4-1用水计量管理系统清单序号名称单位型号备注1IC卡智能控制器块水泵保护/启停控制1块/井2无限采集控制终端台4路模拟采集2路控制输出1台/井3超声波流量计台DN150以上RS485输出1台/井4传输卡张30M每月/年1套/井5用户卡张CPU卡1张/户管段式流量计工作原理如图4-2所示：声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。Z法特点是超声波在管道中直接传输，无反射（称为单声程），信号衰减损耗最小。可测管径范围为100mm～6000mm。现场实际安装时，建议200mm以上的管道都要选用Z法（这样测得的信号最大）。4-2用水计量设备结构图流量计安装应该注意的问题：安装传感器处距主机距离为多少；管道材质、管壁厚度及管径；管道年限；流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管；流体温度；安装现场是否有干扰源(如变频、强磁场等)；主机安放处四季温度；使用的电源电压是否稳定；是否需要远传信号及种类。具体安装主要分为两种：（1）已建井房条件，采用壁挂式；（2）无井房条件，采用一体化井房。两种条件下的安装建设示意图如下：图4-3用水计量刷卡设备安装效果示意图4.6.1取用水口远程控制和计量取用水口远程控制和计量如图6-4所示，主要由电磁阀、智能控制器、水表、用户卡及GPRS无线模块组成。智能控制器安装于取用水口水表安装在出水管道。智能控制器主要实现对用户IC卡的识别，启停电磁阀、读取水表的数据。当用户取水灌溉时，在智能控制器刷卡感应区刷用户卡，智能控制器读取用户卡数据，并判断用户卡数据的合法性和用户卡中的剩余金额数据，满足启阀条件，智能控制器控制启动，并自动读取超声波无线水表数据，记录用户用水量起始值，随着用户的用水，智能控制器自动记录用户用水量数据，并从卡中扣减用户余额，当用户再次刷用户卡或卡中余量扣减为零，智能控制器能自动控制停止，禁止用户取水。智能控制器自动存储该用户本次开阀时间、关阀时间、使用水量值，并将记录值通过GPRS无线模块发向水务局监控中心。主要功能如下：刷卡控制阀门开关；自动计量、收费；信息即时上报；与机井水源井水泵联动；安防报警；*手动脉冲开关，解决IC卡失灵时的应急；按钮开启阀门井；指示灯提示，红、绿两个指示灯。主要模块组成：IC刷卡控制器+GPRSRTU上传电池+充电控制器+电源管理4.6.2集成IC卡认证收费管理系统基层节水管理系统主要完成基础信息录入、水权分配管理、用户IC卡管理、抄表管理及数据上传等功能。主要为采集与录入精准灌溉基本信息，包括灌溉机井信息、农户信息、地块信息、种植作物信息等，将数据上传区水务局服务器，精准灌溉信息管理系统根据上传数据信息与对区域水资源可开采量信息综合分析，完成定额用水量指标分配，然后将分配结果下传至基层节水管理系统。基层节水管理系统平台根据区水务局分配结果对农户定额配水管理，将额定水量存入智能卡中，实现有计划、可控方式开采地下水资源量。基层节水管理系统平台采用C/S结构，主要分6个模块，基本信息管理模块、用户IC卡管理模块、用水抄表管理模块、数据上传管理模块、数据查询统计模块和系统维护管理模块。如下图：图4-6基层节水管理系统图一、基本信息管理模块主要采集精准灌溉基础信息，包括管水员基本信息、用水户信息、机井基本信息和地块基本信息。将村精准灌溉设施与基础信息录入基层管理平台。1、地理信息界面2、机井编号界面3、云图界面4、信息修改界面5、录入界面6、用水户开户界面二、用户IC卡管理模块包括对用户开户、限额配水量充值等，对超额用水户加价收费。1、抄表导入界面实现对用户用水记录抄取和数据上传，为信息管理系统及时掌握用户用水量动态情况提供数据。基层节水管理系统平台可以通过数据线联接抄表机，实现数据导入，也可以联接通讯服务器，实现GPRS网络数据导入。三、数据上传管理模块将基层节水管理系统平台的基础信息数据、用户IC卡信息数据和抄表记录数据通过网络上传区水务局数据服务器，为精准灌溉信息管理系统提供数据。图4-11数据上传界面,选择要上传的数据类型四、查询统计模块包括用水记录查询、开户记录查询、充值记录查询及统计工作。图4-18用水记录查询界面五、系统维护管理模块包括权限管理、系统配置、用户配置及地区管理等。权限管理主要分高级权限和一般权限。高级权限实现IC卡开户、信息录入、数据查询、用户水量分配及储值、数据上报功能；一般权限实现信息浏览查询、信息录入及上报功能。系统配置、用户配置及地区管理主要对系统联接外部设备接口配对、用户权限分配及地区选择管理。4.7系统组成与主要设备技术参数4.7.1系统组成机井控制站设备组成：无线机井控制终端；地下水位、温度传感器；管道流量传感器；电源管理模块；IC卡读写器；加厚防护铁箱；4.7.2系统要求机井控制站要求：机井群控管理系统支持现场IC卡、手机客户端、SMS短信、语音电话、Internet互联网等多种方式的控制，每个用户设有自己唯一的账户信息，系统根据每次的用水量，自动收取水费；机井控制站集成后备电源模块，在市电断电情况下，进入低功耗模式，同时在软件平台进行报警显示；机井控制终端，除支持变频器启动、三相电流、三相电压的实时监测外，同时还需支持地下水位、温度、管道流量的监测；用户通过不同方式对系统进行操作后，系统默认以短信方式回复操作结果。机井控制站，支持防盗报警功能；软件平台要求开发平台：软件平台须基于JAVA平台开发，且数据库支持MySQL、SQLServer、Sybase等常见数据库，以提高系统的可扩展性与兼容性；基础数据管理模块：平台软件支持地下水位、温度、流量数据的实时数据、历史数据查询，支持周、月、季度的数据报表；同时对同一地区地下水位(半年、一年)动态进行分析，给政府部门提供决策参考依据。GIS地理信息模块：平台软件包含GIS模块，支持分图层进行管理。要求支持对镇、乡、村的基本信息进行管理；要求支持对国道、省道、县道、河流、水库、机井控制站图层进行管理；地图支持距离测量、面积测量等基本操作；用户管理模块：软件平台支持多级用户管理及访问权限管理。管理员用户可以对用户基本信息、账户信息进行管理；一般用户可以对自己的用水消费、充值等记录进行查询。国土气象模块：支持从国家气象局获取本地最新的天气数据、卫星云图数据；用户充值缴费模块：支持用户通过电话、SMS短信、Internet互联网查询账户信息，支持管理员对用户进行充值操作，支持对月、年收费情况进行统计；4.7.3主要设备技术指标1、超声波流量计：测量范围：DN80-4000mm流速范围：0-12m/s准确度：1.0级测量液体：水、河水、海水、石油、化学液体及其他均质液体信号输出：1.4-20mA：阻抗小于800Ω，光电隔离，准确度0.1%。累计脉冲输出：光电隔离，无源开路输出，传输距离小于500m。

RS-485：光电隔离，波特率可选择，传输距离大于1.6km。测量功能：显示瞬时流量、瞬时流速、正累计流量、净累计流量、累计运行时间、瞬时供热量、累计共热量、供回水温度。数据存贮：可储存前720小时，前365天，前36个月和前十年的测量数据，包括瞬时流量、累计流量、断电时间等环境温度：转换器：-10～45℃（特定环境请说明）

传感器：-30～+60℃（常温型）-30～+160℃（高温型）传感器承压能力：管内部分压力小于2.5MPa2、地下水位温度传感器（Uni-WL20）：测量范围(FS)：0~200m中间量程任意可选；允许过压：2倍满量程压力测量介质：与316不锈钢兼容的液体(特殊可选防腐型)综合精度：±0.25%FS长期稳定性:典型：±0.1%FS/年使用温度范围：-20℃~70℃零点温度漂移：典型：±0.02%FS/℃,最大：±0.05%FS/℃灵敏度温度漂移：典型：±0.02%FS/℃,最大：±0.05%FS/℃供电范围：12~36VDC信号输出：4~20mA/1~5VDC/0~5VDC负载电阻：≤(U-12)/0.02

Ω结构材料：外壳不锈钢1Cr18Ni9Ni，膜片不锈钢316L,密封：氟橡胶；电缆：Φ7.2mm聚氯乙烯专用电缆；绝缘电阻：100MΩ,500VDC防

雷：三级防雷设计（1万伏/5千安）；特殊可（2万伏/1万安）防护等级：外壳防护等级IP6843、无线测控终端（SMC1800）：远程通讯： 900/1800MHzGPRS无线通讯供电电压： 5~12VDC供电方式： 太阳能：2000mA+1.5W太阳能电源（2年免维护）受控电源输出： 2路开关量输出模拟输入： 4路模拟；A/D转化精度： 12bit ；模拟分辨率： 0.6mV；工作温度： -20～+50℃；输入信号： 0～2.5V；数据端口： RS-232、RS-485、Modbus，支持多种型号变频器控制；4、IC卡读写器：非接触读写区：1个符合标准：

ISO14443-TypeA操作频率：

13.56MHZ智能卡读/写速率：

106kbps支持卡型：

复旦，握奇，G&D等CPU卡感应距离

： 0-20mm(Mifare®标准卡读写距离)接触式卡接口：标准

ISO7816，卡座

SAM卡槽1个支持卡型

： T=0、T=1Smartcard

计算机接口： 通讯方式

RS232/TTL波特率

9600BPS～115200BPS电源： DC5V(可选DC3V)；电流

： 工作电流：50mA、空闲工作电流：10mA、掉电工作电流：0.1uA；工作温度：

-40°C至85°C4.7.4系统设备清单单眼机井设备清单序号工程项日名称规格型号单位数量单价合价（元）一水源井测控系统1IC卡刷卡模块台118501850微屏显示控制器1165016502无线采集控制终端台1218021803超声波流量计管段式超声波测量DN80-150台1330033004数据传输卡30m/月，12个月通讯费张1360360小计93405借口控制系统套123356安装辅材DN150/RVV套112001200合计12875二机井地下水位计和视频监控套1100100总计12970说明：计划完成4500眼机电井，首期完成1000眼机电井的安装等。在4500眼机井中抽出100眼井观测地下水位变化，所以这100眼机电井增加安装水位计和监控，首期完成25眼机电井水位计和监控的安装。第五章环境保护措施5.1项目环境现状项目所在地地块区位优势突出，环境优越，空气质量条件较好。5.2环境保护及文明施工目标施工期间按业主文明工地标准施工，按照国家、地方有关环境保护法律、法规、条例制定本工程施工环境保护措施且施工期间实现外界向业主“零”投诉的目标。文明施工目标：文明、整洁、安全、有序。环境保护目标：不污染、不破坏生态环境。5.3环境保护及文明施工指导思想文明施工的好坏直接影响整个企业的信誉和形象，所以做好文明施工工作至关重要。项目施工单位一向注重文明施工工作，并且具有优良传统，在多年的施工实践中，对文明施工管理工作形成一套完整的工作体系。5.4成立环境保护文明施工管理机构（1）成立文明施工环境保护领导小组和稽查小组，由项目方主要领导和施工科领导组成，负责传达上级有关文明施工及环境保护管理的会议精神和月检制度落实，稽查小组属于机动组，对文明施工进行突击检查。（2）项目经理部成立创建文明工地领导小组，成员由项目经理部各主要部门负责人组成，负责文明施工管理制度的制度，对文明施工进行突击检查。（3）月检和周检制度按照公司《文明施工管理规定》内容实施。5.5环境保护及文明施工措施卷管加工采用人工除锈方法，如工程师坚持采用喷砂除锈，则必须在厂外租地施工。（1）防止施工噪音污染1）除特殊情况外，在每天晚22时至次日早6时，严格控制强噪声作业2）钢管修理时，禁止使用大锤。3）使用电锤开洞、凿眼时，应使用合格的电锤，及时在钻头上注油或水。（2）废弃物管理1）施工现场设立专门的废弃物临时贮存场地，废弃物应分类存放，对有可能造成二次污染的废弃物必须单独贮存、设置安全防范措施且有醒目标识。2）对可回收的废弃物做到再回收利用。第六章项目组织管理6.1项目组织管理本项目将成立专门的库车县农田机电井IC卡智能化管控项目指挥部进行统一管理，按项目管理的有关管理程序进行建设、验收和交付。6.2项目组织形式该指挥部的组织机构大致如下图：图6-1：组织机构示意图该项目应该采取招、投标确定设计单位、施工单位和监理单位，也可采取以设计为主的总承包，同时要实行工程监理制。第11页第七章项目实施规划7.1建设工期的规划该项目立项后，应立即着手项目的初步设计编制及施工前的准备工作。初设批复后，设计单位立即组织施工图设计，通过招标，选定施工队伍，在工程监理公司的监理下，保证工程进度，力求高速、优质地完成项目的建设，发挥其经济效益和社会效益。7.2建设工期项目计划在2017年6月开工建设,计划在2017年11月建成。具体各分项可根据实际情况的变化进行调整。7.3进度横道图项目进度横道图序号项目阶段2017年6月7-8月9-10月11月1完成立项方案2勘察、设计、招标3工程建设、安装4扫尾、验收、竣工第八章投资估算与资金筹措8.1投资估算依据(1)本设计所确定的技术方案和工程量。(2)设备方提供的报价。(2)项目设计及施工单位提供的报价。8.2投资估算说明1、单眼井工程投资概算单眼机井设备清单及投资概算序号工程项日名称规格型号单位数量单价合价（元）一水源井测控系统1IC卡刷卡模块台118501850微屏显示控制器1165016502无线采集控制终端台1218021803超声波流量计管段式超声波测量DN80-150台1330033004数据传输卡30m/月，12个月通讯费张1360360小计93405借口控制系统套123356安装辅材DN150/RVV套112001200合计12875二机井地下水位计和视频监控套1100100总计12970说明：计划完成4500眼机电井，首期完成1000眼机电井的安装等。在4500眼机井中抽出100眼井观测地下水位变化，所以这100眼机电井增加安装水位计和监控，首期完成25眼机电井水位计和监控的安装。由上表可以得出单眼井工程投资为12970元2、项目总投资概算项目共计安装机电井4500眼，总投资为4500*12970=5836.5万元；本工程计划安装1000眼，首期拟完成投资1297万元。8.4资金筹措本项目工程计划总投资5836.5万元，首期拟完成投资1297万元；资金来源为政府投资。8.5资金使用和管理本次项目工程建设总工期预计为6个月。首期工程预计2个月。项目资金使用计划由库车县水利局支配，项目资金的管理，设立专账核算，专款专用，并严格项目资金管理、使用、审计和监督，最大限度地发挥项目资金使用效益。第11页第九章工程效益评价9.1经济评价由于该项目为地方水利基础设施信息化工程建设，不需要收费，属于社会公益性项目，故本研究报告不对该项目进行经济评价研究。9.2国民经济评价和社会效益评价根据原国家计委和建设部联合颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）规定：“城市给水排水、文化教育、科研、卫生、体育、环境保护以及其他公共服务与社会事业项目的效益，除一部分可以量化外，大部分难以用货币计算，如改善居民生活条件，提高文化水平，推动社会进步，促进劳动生产力的提高，减少污染，改善环境等等。对这些项目应按其不同类型和特点，选择适当的评价指标作定性描述。”结合本项目特点对国民经济评价和社会效益评价我们只采用定性描述。库车县库车县农田机电井IC卡智能化管控项目实施正是严格落实国家及库车县水资源管理制度、加强地下水资源管理和保护、促进库车县水资源的节约与合理开发利用的积极举措。项目是库车县落实最严格水资源管理的技术支撑，包括计量控制箱和无线超声波水表，实现机井用水量、用电量和运行时间同步计量，相互验证，故障保障和自动禁止取水等功能。农田机电井IC卡智能计量管理系统，是将互联网技术、无线传感技术、无线传输技术集成于一体，可实现库车县区域范围内农业机井的智能计量管理。实施库车县农田机电井IC卡智能化管控是实现库车县水利基础设施信息化、自动化管理的有效手段，可促进新时期库车县现代农业的可持续发展进程。项目符合新疆及库车县的农业、水利基础设施发展总体规划，也是政府代表广大人民群众根本利益的具体体现，有着广泛和显著的社会效益。因此，通过国民经济评价和社会效益评价该项目也是可行的。第十章风险分析投资项目风险分析是在市场预测、技术方案、工程方案、融资方案和社会评价论证中已进行的初步风险分析的基础上，进一步综合分析识别拟建项目在建设和运营中潜在的主要风险因素，揭示风险来源，判别风险程度，提出规避风险对策，降低风险损失。10.1项目风险因素10.1.1不可抗力因素风险不可抗力是指不能预见、不能避免并且不能克服的客观情况，在该项目中，不可抗力主要指来自于自然界的重大变化所引发的危机，自然风险不以人的意志为转移，一旦在项目实施过程中出现人力不可抗拒的巨大自然灾害，该项目将难以达到设计建设水平，项目的进展和收益将受到影响。10.1.2工程风险该项目工程能否及时按工期竣工存在不确定性，如工程地质条件、水文地质条件与现有资料不符，发生重大变化，都会导致工程量增加，进而使该项目工期延长。10.1.3资金管理风险资金风险主要在于资金供应不足或者来源中断，导致项目工期拖延甚至被迫终止以及利率变化导致融资成本升高。如果投资管理不善，突破预算，可能影响投资项目不能如期完成，或因出现一些不可抗力的意外事件或某个环节出现问题，也有可能影响投资项目的如期实现，这就势必影响整个项目的如期实施。10.2风险规避对策针对上述风险，项目方将采取以下对策加以规避：10.2.1不可抗力因素风险规避对策项目建设地地质条件较稳定，近期发生地质灾害的可能性较小。但是，该项目还是需针对自然灾害的风险，采取相应的防范措施：项目公司将建设防备设施，并聘请各方面专家，积极做好评估预测，加强预防，并向保险公司投保相应的风险险种。10.2.2工程风险规避对策由于该项目规模较大