水库灌区续建配套与节水改造项目（二标段）施工设计说明

PAGEPAGE1水库灌区续建配套与节水改造项目（二标段）施工设计说明1工程概况2用水量测设计2.1现状调查及需求分析（1）灌区用水量测及信息化现状调查本项目建设内容包含对毛狗坡提灌站、碴口石二级提灌站、卫星2#提灌站等3座提灌站进行重建，同时新建卫星1#提灌站和喻家坝提灌站，并新建输水管道以及对自流渠进行整治。目前碴口石灌区缺乏用水量测设施，灌区信息化程度较低，主要表现在灌区提灌站及输水管线末端分水口众多、而且地理位置分散、偏远，若靠人工手动控制和记录数据，不方便实现整个灌区的统一管理。碴口石灌区管理用房位于水库大坝右坝肩，管理房现状较为完好，供电、防雷设施齐备，本次可以将调度指挥中心设置于灌区管理用房内。另合川区水务局现配备有灌区信息化管理平台。（2）需求分析灌区现状用水量测设施极不完善，迫切需要建立完善的的用水计量基础设施，能够实施监控灌区主要取水口及干支渠交接水断面的用水量，从而为灌区科学调配水资源和制定年度用水计划提供依据。2.2建设目标本方案将全面实现灌区主要节点以及分水界面的用水计量，为灌区用水总量控制、水费计收，灌溉水有效利用水平的提升等，提供有效的管理信息支撑，并努力提高灌区综合管理、数字化、智慧化水平。2.3建设内容本工程拟新建的用水量测设施共有346处：包含有渠道量测水系统2处，管道量测水系统326处，管道自动化测控系统7处，泵站自动化测控系统11处。2.4用水量测设施设计2.4.1主要建设思路根据输水通道类型和管理单位与农民用水组织的管理界面关系，拟定分别采用渠道量测水系统，管道量测水系统，管道自动化测控系统，泵站自动化测控系进行本灌区的用水量测，以实现灌区管理的主要取水口的用水计量率达到100%的目标。为兼顾设计技术方案的系统性，其中，管道自动化测控系统以及泵站自动化测控系统的设计内容，将在第3章“灌区信息化设计”中描述。2.4.2渠道量测水系统（1）系统概述水位流量监测系统可远程监测渠道的水位、流量数据，采用无线通讯方式实时传送数据信息，帮助管理人员及时了解水位情况、干渠及支渠流量情况，为灌区的防汛、配水调度提供数据支撑。（2）站点布设渠道量水设施在碴口石水库自流渠渠首以及右支渠渠首各设置一套，可实时远程监测渠道的水位、流速数据，换算得渠道流量后采用无线通讯方式实时传送数据信息。（3）系统组成渠道量测水系统采用自动监测水位、流量、监测站以无人值守、有人看管的管理模式建设。主要由雷达水位流速一体机、遥测终端（RTU）、供电设计、避雷设备等构成。雷达水位流速一体机作为前端设备采集水位、流速数据，通过遥测终端与GPRS的通讯方式，将测得的数据传送至云服务器进行数据解析，并通过智慧灌区运管平台进行展示，从而达到自动采集、自动传输和自动显示信息的目的。图2-1水位流量监测系统系统图1）雷达水位流速一体机雷达水位流速一体机采用平面微波技术，用多普勒雷达原理测量水流的表面流速，利用内置的微带雷达技术测量水位。依据流速-面积法，先测得水位换算出断面面积，再由表面流速结合断面参数换算出平均流速，通过建立圆形、矩形和梯形等明渠断面流速分布的经验公式，结合水力模型算法来求取流量；是一种非接触式的，在不改变渠道、河道、管道等边界条件下准确测量流量的测流仪器。2）遥测终端（RTU）遥测终端和雷达水位流速一体机连接在一起，能够采集设备测得的信号，并通过一定技术将信号转换成可发送至通信媒体的数据格式进行传输。同时，它也能将监控中心发来的数据转换成命令，直接作用于现场设备。遥测终端机根据遥测站点呈分散式分布，可以长期工作在无人值守的环境中，具有发射信号和编程的功能。遥测终端机的主要功能如下：①数据自动上报。遥测站按设定策略自报。遥测站可定时自报或按设定的条件主动上传数据；②自动响应中心站召测指令。遥测站响应中心站要求或指令，上传数据；③现场全中文显示数据水位数据。包括当前数据、历史数据、系统信息（静态数据存储容量：不低于1年）；④具有记录功能，可按设定的要求，记录各类数据。大容量数据固态存储，可由中心站远端调用或现场读取（静态数据存储容量：不低于1年）；⑤现场手动设置各种运行模式和参数；⑥接受中心站远程设置和控制指令；⑦实时时钟自动校对和调整功能；⑧通讯规约应符合水利部水资源监测数据通讯规约SZY206-2016；3）供电设计监测系统中的远程数据采集终端，全部采用低功耗设计，蓄电池能在日照不充分的情况下，维持自身约45天以上正常运行，经测算，本系统全部匹配100Ah蓄电池，150W太阳能板。4）网络通讯网络通讯方式选择4G无线通讯（10年）。工业化通信标准模块，通过RS-232C与RTU连接，4G通信模块由RTU操作控制。5）防雷设计①直击雷保护最外层是直接雷击区域，危险性最高，应在室外传感器或者遥测终端附近安装能保传感器和遥测终端的通用避雷针，并做出相应地网接地；同时，建造一组小于10欧的地网，使雷电及过电压快速对地泄放。②接地体制作接地体的埋设尽量选择低凹、潮湿的地方，按垂直方式敷设。采用6个接地体（如果级地地阻不够需增加接地体），每个接地体用50×50×5镀锌角钢，1.5m长，竖直钻坑埋入地下。角钢顶部用40×4的镀锌扁钢相联，扁钢的埋设深度不低于80cm，角钢间距不低于2倍的垂直接地体长度。接地体统一采用“一字形”加工，埋设时采用“一字形”排列，组合后接地体的各连接点必须满焊。接地电阻≤10Ω。电源线采用三芯电缆，在电力母线的两端分别与地网连接。通信母线的电缆屏蔽层在两端也与地网连接。（4）水位流量关系率定基于本项目施测流量用于水资源计量，对准确性要求较高等原因，需要在项目建设期开展自动测流系统与流速仪法的水位流量关系的率定，即：在“水位流量监测系统”安装的渠段，按照《河流流量测验规范》中的转子式流速仪法对高、中、低水同步开展水文要素的率定。初次率定的施测次数应不小于30次，且高、中、低水均有分布，依据率定成果计算的流量与实测流量之间的误差应满足表2-1的要求。表2-1标准断面水位流量关系式率定误差限值累积频率95%累积频率75%系统误差±5%±3%±0.5%后期运行时，若遇渠道断面淤积、岁修型变、冲刷等可能引起率定成果发生变化时，应及时进行校测和率定成果的修正。校测变幅应控制高、中、低水，且不应少于5～7个测次。校测点的上图数据若出现系统偏离（点位于曲线同侧），且平均误差超过±2.5%时，应增加测次，并根据具体情况修正原率定成果，校核与修正时后的流量误差应满足上表要求，否则应重新进行完整的率定工作，建立满足精度要求的率定成果。因项目进行水位流量关系率定，采购仪器设备存在成本高，且现有灌区管理人员编制也不满足购买仪器和自行率定的能力。综合考虑，率定采取购买服务的形式进行，不单独配设率定仪器仪表。（5）典型安装图2-2水位流量监测系统安装示意图（6）主要设备配置水位流量监测系统设备配置见表2-2。表2-2渠道量测水系统设备配置表序号项目技术参数单位数量1雷达水位流速一体机测量范围：0~15m；分辨率：0.001m/s；测量精度：±0.001m/s；工作频率：26GHz；防护等级：IP68；天线波束角：≤10°；发射功率：≤70uW；测量时间：20秒（SDI12）或30秒（4-20Ma）；存放温度：-40℃+85℃；天线材质：PP或不锈钢；具有微波处理整合系统功能；自带波动补偿，消除风力及振动影响。台22遥测终端（RTU）数据采集、传输一体化设计。（通讯模块采用插接模式）GPRS实时在线功耗低，在线平均电流≤10mA。支持水资源监测数据传输规约、水文监测数据通信规约等。支持各家组态软件和用户自行开发软件系统。通信功能：支持GPRS、短消息,IP等多种通讯方式；支持与多中心进行数据通信；支持实时在线、定时唤醒两种工作模式。（并接受远程指令响应和招测）采集功能：采集水位的标准信号；采集降水量等雨情信号。远程管理功能：支持远程参数设置、程序升级。报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息。存储功能：本机循环存储监测数据，掉电不丢失。静态数据存储容量：不低于1年值守功耗：小于等于3mA（电池电压12V时）台23太阳能板输出功率：150W；工作电压：18V；峰值电流：5.55A；开路电压：22V；短路电流：5.95A；功率偏差：3%左右；转换效率：18%；工作温度：-40℃-+85℃；防护等级：IP65。块24蓄电池12V，150Ah。（在日照不充分条件下，能独立续航45天以上）套25充电控制器系统电压：自动识别；控制器属性：峰值功率点追踪（MPPT)；MPPT效率：≥99.5%；空载静态损耗：0.5W~1.2W；PV开路电压（VOC）：≤DC150V；起动充电电压点：高于蓄电池电压3V；输入低压保护点：高于电池当前电压2V；输入过压保护垫：DC150V；LOAD控制方式：常开/关模式，双时段模式、光控+时控模式；工作环境温度：-20℃~150℃；储存温度：-40℃~75℃。台26信号防雷器标称工作电压Un：5V、12V、24V冲击耐受能力C2：10kV&5kA（1.2/50μs,&8/20μs）最大放电电流：10kA插入损耗：≤0.5dB保护路数：2线插入损耗：≤0.5dB防护等级:IP20台27电源避雷器标称工作电压Un：12VDC最大工作电流：2A标称放电电流In(8/20μs)：5kA最大放电电流Imax(8/20μs):10kA响应时间：25ns工作环境：－40℃～＋85℃台28防水设备箱304不锈钢，400*500*250mm，具备较好的防水散热性能个29稳压器DC12V稳压台210支臂与立杆采用φ130mm镀锌钢管台211防雷接地网防雷地网接地电阻要求小于10欧套212不锈钢护栏φ50mm不锈钢（201）（高1.8m，周长6m）套213标识牌300*500mm不锈钢喷绘套214配套安装辅材（安装附件、线材）满足安装需要套215通讯网络（10年）4G无线，满足设备正常运行需要项216安装及调试满足设备正常运行需要项217流量率定购买服务项22.4.3管道量测水系统（1）系统概述对管线各分水界面的分水流量进行量测。（2）站点布设本工程管道量测水系统共计326处。其中在各干管和支管上设置超声波流量计共计40处，在田间分水末端设置智能物联网水表286处，具体布置位置见表2-3。表2-3管道量测水系统布置表序号位置名称数量1碴口石大坝左干管超声波流量计12碴口石大坝右干管超声波流量计13碴口石二级左干管超声波流量计14碴口石二级右干管超声波流量计15卫星1#右干管超声波流量计16卫星1#左干管超声波流量计17卫星2#1#干管超声波流量计18卫星2#2#干管超声波流量计19卫星2#3#干管超声波流量计110六合桥支管超声波流量计111烂朝门支管超声波流量计112熬家湾支管超声波流量计113石板湾支管超声波流量计114李家湾支管超声波流量计115韦家湾支管超声波流量计116书房湾支管超声波流量计117陆家湾支管超声波流量计118纸厂沟支管超声波流量计119鲁家湾支管超声波流量计120新开支管超声波流量计121李子湾支管超声波流量计122吊井坝支管超声波流量计123乱岩窠支管超声波流量计124何家坝支管超声波流量计125堂湾支管超声波流量计127金绒沟支管超声波流量计128龙井湾支管超声波流量计129溪家堰支管超声波流量计130半月寺支管超声波流量计131桂花湾支管超声波流量计132黄家湾支管超声波流量计133面坊湾支管超声波流量计134松林湾支管超声波流量计135韦家坝支管超声波流量计136大屋基支管超声波流量计137胜家湾支管超声波流量计138李子湾支管超声波流量计139金台山支管超声波流量计140瓦窑湾支管超声波流量计126吊脚楼支管超声波流量计141末级田间分水管DN90智能物联网水表286合计326（3）管道流量计设计根据《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2015）《国家水资源监控能力建设项目技术标准—<水资源监测设备技术要求>》（SZY-203-2012）等要求，管道流量监测的设备主要有管道电磁流量计（管段式、插入管内式）、超声流量计（外夹安装式、管内安装式）等。1）方案比选①管道式电磁流量计与超声波流量计工作原理不同。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计，而超声波流量计是根据超声波束在管道中顺流逆流的时间差来测量流量的。②可测量的范围不同。电磁流量计对被测液体的电导率下限是有要求的，一般是需要被测介质的电导率不低于5uS/cm。而超声波流量计相对于电磁流量计来说，测量范围就比较大，它可以测量电磁流量计不能测量的气体和蒸汽，并且由于超声波流量计可以做到不接触测量，对一些工业上强腐蚀性、非导电性、放射性以及易燃易爆介质也能做到较高精度测量。③安装方式不同。电磁流量计大多数是管段式安装，还有少部分是插入式安装，这两种安装方式都需要在管道上切开或挖孔，管道整体需要截流停工，才能安装。而超声波流量计一般有外夹式、插入式和管段式三种安装方式，常用的是外夹式和插入式两种，均无需停工安装。其中外夹式安装不会破坏管道，不会和被测介质接触，无任何泄露的可能性。④安装条件不同。电磁流量计一般是截流安装。而超声波流量计是带压安装。⑤这两款流量计的管径通用性有很大不同。电磁流量计一般都是针对某一特定管道使用的，因为管径大小、管内被测介质等因素，会影响电磁流量计的管段尺寸和衬里，因此电磁流量计一般通用性比较差。而超声波流量计采用外夹式和插入式安装的，则没有这方面的问题，在不同管径、不同被测介质下，都可通用，通用性还是比较好的。⑥这两款流量计的维护检查周期是不同的。国家规定电磁流量计的检定周期为两年一次，而超声波流量计的检定周期为三年一次。⑦这两款流量计的检查维修内容也不一样。电磁流量计需要检查外部设备是否进水或其他物质，附近是否增加电磁场设备或电线横跨仪表，这些都会对电磁流量计的测量产生影响。而超声波流量计则会方便很多，维护只需要查看流量计显示的SQ值，声速比等参数是否良好，如果数值有问题，可以排查传感器位置是否有异物或松动。⑧应用领域略有不同。电磁流量计主要是采用电磁波进行测量，电磁波具有频率高衰减小的特点，导波管的测量范围也比较大，因此多用于储罐，电磁流量计的口径可以做到DN2000以上。而超声波流量计主要采用声波进行测量，声波频率低测量单位小，应用面比较窄，在大口径的水管线的流量测量，管段式的超声波流量计极少有能做到DN800以上的口径。电磁流量计与超声波流量计的比较见表2-4。表2-4电磁流量计与超声波流量计比较表项目对比电磁流量计超声波流量计工作原理法拉第电磁感应定律超声波顺流逆流传播时间差可测量的范围电导率≥5uS/cm的液体液体、气体、蒸汽均可测量安装方式管段式/插入式管段式/插入式/外夹式安装条件截流安装带压安装安装成本高低测量方式电磁感应时差法稳定性较好优良管道通用性很差无限制维护方式较难简便经济效益较高显著应用领域管线、储罐主要是水管线综上所述，对比以上方案，由于超声波流量计在管道水量监测方案中具有安装方便、数据稳定准确、维护成本低等优势，考虑采用外夹式超声波流量计作为本次水位监测设备。图2-3外夹式超声波流量计2）系统结构组成管道水量自动监测站主要由外夹式超声波传感器、遥测终端机、太阳能板（内置蓄电池）、充放电控制器、防水箱及安装支架等组成，提供多种电源管理模式，可实现低功耗工作模式下的双向通信，并具有出色的防雷特性。监测数据根据管理需求通过无线网络将数据上传至灌区管理站数据中心。监测站主要系统构成设计如下：①感知设备：超声波流量计，是一种利用速度差法的原理来对管内液体流量进行测量的装置，常与数字信号处理技术、多脉冲技术、纠错技术等结合使用以达到适应环境、增强其可靠性等目的，现已在化工、电力、石油、冶金等领域得到广泛应用。超声波流量计主要由超声波发生器、超声波接收器、电子线路、流量显示、累积系统几大部分构成。其中，超声波发生器主要用于产生超声波并将其发射到流体中;超声波接收器主要用于接受通过流体后的超声波;超声波被接收到后经电子线路的放大、转换等处理后以电信号的形式将流量传送给显示屏并将结果显示出来;累积系统完成流量的累加计算。②遥测终端：数据采集终端（RTU）是采用单片微机技术设计的新型数据采集传送设备，也是连接前端传感器和后端水情测报的数据通道，具备参数的采集、存储、发送和数据召测，支持现场或远程设置功能；具备各种通讯方式混合组网路由能力，支持本地下载；具有非易失存储器；工作体制支持自报/应答/自报应答兼容。③供电设计：供电采用太阳能供电系统。太阳能供电系统由太阳能板，充放电控制器及蓄电池组成：太阳能电池板的作用是将太阳辐射能量直接转换成直流电，供负载使用或贮存于蓄电池内备用；太阳能充放电控制器能够为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生蓄电池是独立太阳能供电系统不可缺少的重要部件，白天太阳能电池给负载供电，同时还为蓄电池充电，晚上或阴雨天负载用电全部由蓄电池供给。④防雷接地：为防止雷电电流进入监测系统，损坏设备，必须严格抑制雷电感应和雷击的发生。合理地安装避雷装置，建设良好的接地网，采取隔离措施，可减少雷电的损害。接地体、避雷线及引下线的连接必须用焊接，焊接搭接长度不小于100mm，焊接处应防腐处理。（4）物联网水表设计智能物联网水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。该物联网水表通过配套安装智能计量收费系统可接入灌区智慧化运管平台，实现对用水的管理和计费。（5）主要设备配置主要设备配置见表2-5。表2-5 管道量测水设施配置表序号项目技术参数单位数量1管道超声波流量计外夹式台402遥测终端（RTU）数据采集、传输一体化设计。（通讯模块采用插接模式）4G实时在线功耗低，在线平均电流≤10mA。支持水资源监测数据传输规约、水文监测数据通信规约等。支持各家组态软件和用户自行开发软件系统。通信功能：支持4G、短消息,IP等多种通讯方式；支持与多中心进行数据通信；支持实时在线、定时唤醒两种工作模式。（并接受远程指令响应和招测）采集功能：采集水位的标准信号；采集降水量等雨情信号。远程管理功能：支持远程参数设置、程序升级。报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息。存储功能：本机循环存储监测数据，掉电不丢失。静态数据存储容量：不低于1年值守功耗：小于等于3mA（电池电压12V时）台4034G传输模块台404太阳能板输出功率：150W；工作电压：18V；峰值电流：5.55A；开路电压：22V；短路电流：5.95A；功率偏差：3%左右；转换效率：18%；工作温度：-40℃-+85℃；防护等级：IP65。块405蓄电池12V，150Ah。（在日照不充分条件下，能独立续航45天以上）套406充电控制器系统电压：自动识别；控制器属性：峰值功率点追踪（MPPT)；MPPT效率：≥99.5%；空载静态损耗：0.5W~1.2W；PV开路电压（VOC）：≤DC150V；起动充电电压点：高于蓄电池电压3V；输入低压保护点：高于电池当前电压2V；输入过压保护垫：DC150V；LOAD控制方式：常开/关模式，双时段模式、光控+时控模式；工作环境温度：-20℃~150℃；储存温度：-40℃~75℃。台407信号防雷器标称工作电压Un：5V、12V、24V冲击耐受能力C2：10kV&5kA（1.2/50μs,&8/20μs）最大放电电流：10kA插入损耗：≤0.5dB保护路数：2线插入损耗：≤0.5dB防护等级:IP20台408电源避雷器标称工作电压Un：12VDC最大工作电流：2A标称放电电流In(8/20μs)：5kA最大放电电流Imax(8/20μs):10kA响应时间：25ns工作环境：－40℃～＋85℃台409防水设备箱304不锈钢，400*500*250mm，具备较好的防水散热性能个4010稳压器DC12V稳压台4011支臂与立杆采用φ130mm镀锌钢管台4012防雷接地网防雷地网接地电阻要求小于10欧套4013不锈钢护栏φ50mm不锈钢（201）（高1.8m，周长6m）套4014标识牌300*500mm不锈钢喷绘套4015配套安装辅材（安装附件、线材）满足安装需要套4016通讯网络（10年）4G无线，满足设备正常运行需要项4017安装及调试满足设备正常运行需要项4018水表DN200物联网水表套2863灌区信息化设计3.1建设目标本次碴口石水库灌区信息化建设的总体目标是实现灌区管理的现代化，将现代通讯与测控技术、数字视频技术、计算机网络技术等应用于灌区管理，建立一个灌区智慧化运管平台，以提高灌区管理水平。通过灌区信息化工程建设，实现灌区信息采集自动化、传输网络化、决策分析智能化，为灌区水资源的优化配置、高效利用提供调度运行决策支持。从而保证灌区水资源的科学合理调度，使灌区各工程充分发挥灌溉效益，促进灌区社会经济环境的协调发展。3.2设计原则灌区信息化设计要坚持以灌区实际需求作为出发点，将灌区管理涉及的工程管理、量测水管理、配水调度管理、水费征收管理、防汛抗旱管理、项目建设管理等内容统一纳入到系统中，为灌区提供完善的业务功能模块，同旪也为未来灌区数字孪生平台的搭建提供基础支撑。主要设计原则如下：（1）需求牵引，应用主导。坚持以需求为导向的原则，紧紧围绕提高灌区综合管理水平作为核心需求，进行各系统的设计和建设，充分满足碴口石水库灌区管理的实际业务需求。（2）统一标准，资源共享。加快推进标准化与规范化建设，全面推进灌区信息资源的交互共享，打破信息壁垒，消除信息孤岛，深入挖掘海量信息资源价值，提升信息资源利用效率和应用能力，支撑和促进灌区信息资源的广泛共享和深度开发。（3）建管并重，务求实效。在确保信息化建设质量、进度和安全的同时，进一步理顺管理体制，明确管理职能，落实管护经费，加强信息化工程管护，通过统筹建设、集中管理，持续维护，确保信息系统建设的整体效益和可持续性。（4）技术先进，安全可靠。坚持开发和应用高新技术，包括物联网、微服务、移动互联等，但同时也要兼顾项目建设成本，选择成熟可靠的技术，确保系统运行稳定。3.3基础架构按照《水利部办公厅关于推进数字灌区建设技术指导意见》（征求意见稿）相关要求，碴口石水库灌区信息化建设的总体框架为：以政策、制度、标准为基础，以网络安全为保障，建设立体感知、自动控制、智能应用、信息服务和支撑保障五大体系。立体感知体系：建设水源、渠首、分水、配水等水量自动监测，为智慧灌区提供数据支持。自动控制体系：建设闸阀、泵站等自动控制，实现有人值班、无人值守的目标。支撑保障体系：通过搭建通信网络、数据中心、平台框架，为灌区信息化系统构建多维并重的支撑保障。智能应用体系：通过管理中心业务应用信息基础建设，软件系统功能要求开发，实现灌区用水管理、工程管理、配水调度管理等业务管理新模式，提升灌区工作效率。信息服务体系：通过建设手机APP、微信公众号，实现灌区信息发布由被动改为主动。3.4立体感知体系建设3.4.1体系组成碴口石水库灌区立体感知体系主要由用水量测设施、雨量监测系统、视频监控系统组成。3.4.2用水量测设施本工程拟新建的用水量测设施共有346处：包含有渠道量测水系统2处，管道量测水系统326处，管道自动化测控系统7处，泵站自动化测控系统11处。详细设计见5.7节“用水量测设计”。3.4.3雨量监测系统（1）系统概述雨量监测系统是集雨量数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统，可实现测量并记录各种雨量信息，并自动上报的水情监控系统。（2）布置方案拟在碴口石水库附近设置1处雨量监测站。（3）系统组成雨量监测系统主要由翻斗式雨量计、遥测终端（RTU）、供电系统、避雷设备等构成。翻斗式雨量计作采集前端雨量数据，通过遥测终端与GPRS的通讯方式，将测得的数据传送至云服务器进行数据解析，并通过智慧灌区运管平台进行展示，从而达到自动采集、自动传输和自动显示信息的目的。1）翻斗式雨量计翻斗式雨量传感器是一个机械双稳态结构，当一斗室接水时，另一斗室处于等待状态，当所接雨水容积达到预定值时，由于重力作用自己翻倒，处于等待状态。由雨量数据采集遥测终端机接收信号，通过4G将其传输到监控中心的数据服务器，从而实时记录降水量数据，通过监测软件来实现对降水量的监测。2）遥测终端（RTU）遥测终端和翻斗式雨量传感器连接在一起，能够采集设备测得的信号，并通过一定技术将信号转换成可发送至通信媒体的数据格式进行传输。同时，它也能将监控中心发来的数据转换成命令，直接作用于现场设备。遥测终端机根据遥测站点呈分散式分布，可以长期工作在无人值守的环境中，具有发射信号和编程的功能。遥测终端机的主要功能如下：①数据自动上报。遥测站按设定策略自报。遥测站可定时自报或按设定的条件主动上传数据；②自动响应中心站召测指令。遥测站响应中心站要求或指令，上传数据；③现场全中文显示数据水位数据。包括当前数据、历史数据、系统信息（静态数据存储容量：不低于1年）；④具有记录功能，可按设定的要求，记录各类数据。大容量数据固态存储，可由中心站远端调用或现场读取（静态数据存储容量：不低于1年）；⑤现场手动设置各种运行模式和参数；⑥接受中心站远程设置和控制指令；⑦实时时钟自动校对和调整功能；⑧通讯规约应符合水利部水资源监测数据通讯规约SZY206-2016；3）供电设计监测系统中的远程数据采集终端，全部采用低功耗设计，蓄电池能在日照不充分的情况下，维持自身约45天以上正常运行，经测算，本系统全部匹配100Ah蓄电池，150W太阳能板。4）网络通讯网络通讯方式选择应用广泛的4G无线通讯。工业化通信标准模块，通过RS-232C与RTU连接，4G通信模块可由RTU操作控制。5）防雷设计①直击雷保护最外层是直接雷击区域，危险性最高，应在室外传感器或者遥测终端附近安装能保传感器和遥测终端的通用避雷针，并做出相应地网接地；同时，建造一组小于10欧的地网，使雷电及过电压快速对地泄放。②接地体制作接地体的埋设尽量选择低凹、潮湿的地方，按垂直方式敷设。采用6个接地体（如果级地地阻不够需增加接地体），每个接地体用50×50×5镀锌角钢，1.5m长，竖直钻坑埋入地下。角钢顶部用40×4的镀锌扁钢相联，扁钢的埋设深度不低于80cm，角钢间距不低于2倍的垂直接地体长度。接地体统一采用“一字形”加工，埋设时采用“一字形”排列，组合后接地体的各连接点必须满焊。接地电阻≤10Ω。电源线采用三芯电缆，在电力母线的两端分别与地网连接。通信母线的电缆屏蔽层在两端也与地网连接。（4）雨量滴定测试本系统采用翻斗式雨量计测量降雨量的方式已在水文、水利等行业中得到广泛应用，但降雨量采集的现场标定对雨量监测系统的数据准确性判定至关重要。拟采用雨量滴定测试仪对降雨量进行现场标定，用于校准翻斗式雨量传感器计量现场测量误差。（5）主要设备配置表3-1雨量监测系统设备配置表序号项目技术参数单位数量1翻斗式雨量筒承雨口径φ200±0.60mm刃口锐角40°～45°分辨力0.5mm雨强范围0.01mm～4mm/min(允许通过最大雨强8mm/min)测量准确度≤±2%(符合国家标准I级准确度要求)≤±1%(准确度优于国家I级标准)发讯方式两路干簧管通、断信号输出工作环境环境温度：-10℃～50℃相对湿度：<95%(40℃)台12遥测终端（RTU）数据采集、传输一体化设计。（通讯模块采用插接模式）GPRS实时在线功耗低，在线平均电流≤10mA。支持水资源监测数据传输规约、水文监测数据通信规约等。支持各家组态软件和用户自行开发软件系统。通信功能：支持GPRS、短消息,IP等多种通讯方式；支持与多中心进行数据通信；支持实时在线、定时唤醒两种工作模式。（并接受远程指令响应和招测）采集功能：采集水位的标准信号；采集降水量等雨情信号。远程管理功能：支持远程参数设置、程序升级。报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息。存储功能：本机循环存储监测数据，掉电不丢失。静态数据存储容量：不低于1年值守功耗：小于等于3mA（电池电压12V时）台134G传输模块产品传输数据有效、稳定，具有数据终端嵌入式软件支持4G通讯理论带宽85.6Kbps；发射功率：GSM850/900：<33dBmGSM1800/1900：<30dBm；接收灵敏度<-107dBm。台14太阳能板输出功率：150W；

工作电压：18V；峰值电流：5.55A；

开路电压：22V；短路电流：5.95A；功率偏差：3%左右；转换效率：18%；工作温度：-40℃-+85℃；防护等级：IP65。块15蓄电池12V，150Ah。（在日照不充分条件下，能独立续航45天以上）套16充电控制器系统电压：自动识别；

控制器属性：峰值功率点追踪（MPPT)；

MPPT效率：≥99.5%；

空载静态损耗：0.5W~1.2W；

PV开路电压（VOC）：≤DC150V；

起动充电电压点：高于蓄电池电压3V；

输入低压保护点：高于电池当前电压2V；

输入过压保护垫：DC150V；

LOAD控制方式：常开/关模式，双时段模式、光控+时控模式；

工作环境温度：-20℃~150℃；

储存温度：-40℃~75℃。台17信号防雷器标称工作电压Un：5V、12V、24V冲击耐受能力C2：10kV&5kA（1.2/50μs,&8/20μs）最大放电电流：10kA插入损耗：≤0.5dB保护路数：2线插入损耗：≤0.5dB防护等级:IP20台18电源避雷器标称工作电压Un：12VDC最大工作电流：2A标称放电电流In(8/20μs)：5kA最大放电电流Imax(8/20μs):10kA响应时间：25ns工作环境：－40℃～＋85℃台19防水设备箱304不锈钢，400*500*250mm，具备较好的防水散热性能个110稳压器DC12V稳压台111支臂与立杆采用φ130mm镀锌管台112防雷接地网防雷地网接地电阻要求小于10欧套113不锈钢护栏φ50mm不锈钢（201）（高1.8m，周长6m）套114标识牌300*500mm不锈钢喷绘套115配套安装辅材（安装附件、线材）满足安装需要套116通讯网络（10年）4G无线，满足设备正常运行需要项117安装及调试满足设备正常运行需要项13.4.4视频监控系统（1）系统概述在碴口石水库灌区建设视频监控系统，主要用于对工程中重要区域和设备的情况进行远程自动监视，并可通过专用网络将图像信息传输至云服务器。对工程现场状况进行定期巡视及安全保卫，系统能对监视场景进行录像，便于事故分析。灌区图像监控系统利用视频大数据进行视频智能监控，布置智能摄像机及分析模块，用于监控渠道的漂浮物和杂草，分析渠道周边人员入侵，周界报警等功能。视频监控系统可为灌区的水系调度工程的运行控制提供图像信息依据。（2）站点布置本项目共布置视频监控系统7处，其中在碴口石水库自流渠渠首、右支渠渠首分别设置400万像素网络球机摄像机，在自流渠放水时可实时监控渠道的放水情况。在卫星水库1#提灌站、卫星水库2#提灌站、碴口石水库二级提灌站、毛狗坡提灌站、喻家坝提灌站等5座提灌站的泵房内部各设置一台200万像素网络枪机摄像机用于观察泵房内水泵机组的运行情况，泵房外部各设置一台400万像素网络球机摄像机用于观察取水点的水面高程。站点布置详见表3-2。表3-2视频监控系统布置表序号位置设备类型监视情况传输及采集方式1碴口石水库自流渠渠首球机渠首放水4G无线实时传输2碴口石水库自流渠右支渠渠首球机渠首放水4G无线实时传输3卫星水库1#提灌站球机+枪机水泵机组有线光纤实时传输4卫星水库2#提灌站球机+枪机水泵机组有线光纤实时传输5碴口石水库二级提灌站球机+枪机水泵机组有线光纤实时传输6毛狗坡提灌站球机+枪机水泵机组有线光纤实时传输7喻家坝提灌站球机+枪机水泵机组有线光纤实时传输（3）系统组成系统主要由前端摄像机、网络传输设备、视频控制设备、存储设备、显示设备、网络设备等组成。前端摄像头与光纤收发器之间采用超五类网线连接。视频信号由光纤收发器通过视频专线、运营商机房和核心交换机传输至调度指挥中心视频综合管理服务器，同时利用数字电路将视频数据存入存储服务器，存储服务器能够提供稳定的存储环境和较大的存储容量，接入摄像机全天候24小时的录像数据，读取速度快，备份方便。调度指挥中心则利用专用网络登录视频综合管理平台，查看实时视频数据。（4）供电设计卫星水库1#提灌站、卫星水库2#提灌站、碴口石水库二级提灌站、毛狗坡提灌站、喻家坝提灌站等5座提灌站均搭接了市电，该5处视频监控系统的供电采用市电。另碴口石水库自流渠渠首放水洞外视频监控系统采用太阳能供电，监测系统中的远程数据采集终端，全部采用低功耗设计，蓄电池能在日照不充分的情况下，维持自身约45天以上正常运行，经测算，本系统全部匹配100Ah蓄电池，150W太阳能板。（5）通讯网络卫星水库1#提灌站、卫星水库2#提灌站、碴口石水库二级提灌站、毛狗坡提灌站、喻家坝提灌站等5座提灌站均建有泵站自动化测控系统，其通讯网络采用光纤形式，该5处视频监控系统的通讯网络可与其共用。另碴口石水库自流渠渠首放水洞外视频监控系统采用4G无线网络传输，可实现定时拍照和远程抓拍功能，并且可远程设定摄像头拍照频率，照片信息通过4G传输到远程服务器上。工业化通信标准模块，通过RS-232C与RTU连接，4G通信模块由RTU操作控制。（6）AI视频识别技术本次灌区信息化、智能化、信息化建设将积极探索AI视频识别技术在灌区信息化进程中的使用。通过智能分析云服务，采用图像处理、深度AI智能学习、行为模式识别和计算机视觉识别技术，通过识别分析视频中出现的各类场景，可自动对视频中的行为进行准确识别，从而减少人工巡查工作强度，提高管理效率。本次灌区信息化建设中主要使用通过AI视频识别技术实现对人员入侵的识别，以及水位标尺识别功能。图3-1AI视频应用实现路径图（7）主要设备配置视频监控系统主要设备配置见表3-3。表3-3视频监控系统设备配置表序号项目技术参数单位数量1400万网络高清球机Smart事件：越界侦测,区域入侵侦测,进入/离开区域侦测等智能侦测功能可根据网络状态，通过NPQ协议智能调整分辨率和码率，保证第三码流的流畅预览图像传感器:1/1.8＂progressivescanCMOS最低照度:彩色：0.0005Lux@(F1.5，AGCON)；黑白：0.0001Lux@(F1.5，AGCON)；0LuxwithIR分辨率及帧率:主码流50Hz:25fps(2560×1440),60Hz:30fps(2560×1440)视频压缩:H.265/H.264/MJPEG红外照射距离:200米焦距:5.9-147.5mm，25倍光学变倍Smart图像增强:120dB超宽动态、透雾、强光抑制、电子防抖、SmartIR水平及垂直范围:水平360°；垂直-20°-90°（自动翻转）水平速度:水平键控速度：0.1°-210°/s,速度可设;水平预置点速度：280°/s垂直速度:垂直键控速度：0.1°-150°/s,速度可设;垂直预置点速度：250°/s电源接口:AC24V±25%网络接口:RJ45网口，自适应10M/100M网络数据光纤接口:采用FC接口，内置光纤模块（100M网络数据、波长TX1310/RX1550nm、单纤单模、20km传输距离）音频输入/输出:1路音频输入；1路音频输出报警输入/输出:7路报警输入；2路报警输出具有RS485控制接口SD卡接口:内置MicroSD卡插槽，支持MicroSD(即TF卡)/MicroSDHC/MicroSDXC卡（最大支持256G）功耗:62Wmax（其中加热5Wmax，红外灯15Wmax）工作温度和湿度:-40℃-70℃；湿度小于95%防护等级:IP67尺寸:Φ266.6×410mm重量:8Kg支持雨刷功能台72200万高清红外枪机摄像头200万1/2.7"CMOS，红外50米，防护等级IP67，含支架台53硬盘录像机1T硬盘台74供电线路、通讯网络等设备与泵站自动化测控系统或渠道量测水系统共用套73.5自动化控制体系建设3.5.1管道自动化测控系统（1）系统概述重点分水界面的实现闸阀的远程开关以及分水流量的量测。（2）布置方案本工程在喻家坝提灌站扬水管上的7处支管上设置可远程启闭的电动闸阀，并配置管道超声波流量计，具体布置位置见表3-4。表3-4管道量测水系统布置表序号位置名称数量1张家沟支管1#管道自动化测控系统12岩洞湾支管2#管道自动化测控系统13水井湾支管3#管道自动化测控系统14朱家湾支管4#管道自动化测控系统15陈家湾支管5#管道自动化测控系统16蒋家湾支管6#管道自动化测控系统17喻家坝支管7#管道自动化测控系统1合计7（3）系统组成管道自动化测控系统主要由电动闸阀、超声波流量计、遥测终端机、太阳能板（内置蓄电池）、4G传输模块、充放电控制器、防水箱及安装支架等组成，提供多种电源管理模式，可实现低功耗工作模式下的双向通信，并具有出色的防雷特性。监测数据根据管理需求通过无线网络将数据上传至灌区管理站数据中心。监测站主要系统构成设计如下：①电动闸阀，是一种以电磁阀为向导阀的水力操作式阀门。根据电信号遥控开启和关闭管道路系统，控制反应准确快速，实现远程操作。阀门关闭速度可调，平稳关闭而不产生压力波动。该阀门体积小、重量轻、维修简单、使用方便、安全可靠。电磁阀可选用交流电220V，或直流电24V，可根据各种场合选用常开或常闭型均可。②超声波流量计，是一种利用速度差法的原理来对管内液体流量进行测量的装置，常与数字信号处理技术、多脉冲技术、纠错技术等结合使用以达到适应环境、增强其可靠性等目的，现已在化工、电力、石油、冶金等领域得到广泛应用。超声波流量计主要由超声波发生器、超声波接收器、电子线路、流量显示、累积系统几大部分构成。其中，超声波发生器主要用于产生超声波并将其发射到流体中；超声波接收器主要用于接受通过流体后的超声波；超声波被接收到后经电子线路的放大、转换等处理后以电信号的形式将流量传送给显示屏并将结果显示出来；累积系统完成流量的累加计算。③遥测终端：数据采集终端（RTU）是采用单片微机技术设计的新型数据采集传送设备，也是连接前端传感器和后端水情测报的数据通道，具备参数的采集、存储、发送和数据召测，支持现场或远程设置功能；具备各种通讯方式混合组网路由能力，支持本地下载；具有非易失存储器；工作体制支持自报/应答/自报应答兼容。④供电设计：供电采用太阳能供电系统。太阳能供电系统由太阳能板，充放电控制器及蓄电池组成：太阳能电池板的作用是将太阳辐射能量直接转换成直流电，供负载使用或贮存于蓄电池内备用；太阳能充放电控制器能够为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生蓄电池是独立太阳能供电系统不可缺少的重要部件，白天太阳能电池给负载供电，同时还为蓄电池充电，晚上或阴雨天负载用电全部由蓄电池供给。⑤防雷接地：为防止雷电电流进入监测系统，损坏设备，必须严格抑制雷电感应和雷击的发生。合理地安装避雷装置，建设良好的接地网，采取隔离措施，可减少雷电的损害。接地体、避雷线及引下线的连接必须用焊接，焊接搭接长度不小于100mm，焊接处应防腐处理。（4）主要设备配置主要设备配置见表3-5。表3-5管道自动化测控设施配置表序号项目技术参数单位数量1DN110电动闸阀电动闸阀，PN10，铸钢，配套专用阀门操控箱，法兰螺栓套12DN160电动闸阀电动闸阀，PN10，铸钢，配套专用阀门操控箱，法兰螺栓套53DN200电动闸阀电动闸阀，PN10，铸钢，配套专用阀门操控箱，法兰螺栓套14管道超声波流量计台75智能控制终端箱含开关电源模块、防雷模块，4G无线智能终端RTU（全网通），不锈钢防雨箱套76太阳能板输出功率：150W；工作电压：18V；峰值电流：5.55A；开路电压：22V；短路电流：5.95A；功率偏差：3%左右；转换效率：18%；工作温度：-40℃-+85℃；防护等级：IP65。块1474G传输模块台78蓄电池12V，100Ah。（在日照不充分条件下，能独立续航45天以上）套149充电控制器系统电压：自动识别；控制器属性：峰值功率点追踪（MPPT)；MPPT效率：≥99.5%；空载静态损耗：0.5W~1.2W；PV开路电压（VOC）：≤DC150V；起动充电电压点：高于蓄电池电压3V；输入低压保护点：高于电池当前电压2V；输入过压保护垫：DC150V；LOAD控制方式：常开/关模式，双时段模式、光控+时控模式；工作环境温度：-20℃~150℃；储存温度：-40℃~75℃。台710信号防雷器标称工作电压Un：5V、12V、24V冲击耐受能力C2：10kV&5kA（1.2/50μs,&8/20μs）最大放电电流：10kA插入损耗：≤0.5dB保护路数：2线插入损耗：≤0.5dB防护等级:IP20台711电源避雷器标称工作电压Un：12VDC最大工作电流：2A标称放电电流In(8/20μs)：5kA最大放电电流Imax(8/20μs):10kA响应时间：25ns工作环境：－40℃～＋85℃台712防水设备箱304不锈钢，400*500*250mm，具备较好的防水散热性能个713稳压器DC12V稳压台714支臂与立杆采用φ130mm镀锌钢管台715防雷接地网防雷地网接地电阻要求小于10欧套716不锈钢护栏φ50mm不锈钢（201）（高1.8m，周长6m）套717标识牌300*500mm不锈钢喷绘套718配套安装辅材（安装附件、线材）满足安装需要套719通讯网络（10年）4G无线，满足设备正常运行需要项720安装及调试满足设备正常运行需要项73.5.2泵站自动化测控系统（1）系统概述对于渠首提灌站，为了提升后期运行管理效率，减少管理成本，拟在泵站内设置自动化控制系统，通过对取水口水位监测、以及泵站内部和外部的视频监控、水泵数据采集及处理、水泵出水管的用水量测，实现对提灌站水泵的现地和远程自动化控制，以及取水流量的用水量测。（2）站点布置本项目在卫星水库1#提灌站、卫星水库2#提灌站、碴口石水库二级提灌站、毛狗坡提灌站、喻家坝提灌站等5座提灌站各布置泵站自动化测控系统1处。泵站自动化测控系统的布置详见表3-6。表3-6泵站自动化测控系统布置表序号位置设备类型传输及采集方式1卫星水库1#提灌站泵站自动化测控系统有线光纤实时传输2卫星水库2#提灌站泵站自动化测控系统有线光纤实时传输3碴口石水库二级提灌站泵站自动化测控系统有线光纤实时传输4毛狗坡提灌站泵站自动化测控系统有线光纤实时传输5喻家坝提灌站泵站自动化测控系统有线光纤实时传输（3）系统组成1）水位采集本系统的水位监测是整个自动化系统的关键环节，水位监测的精度和水位传感器的可靠稳定性对系统的运行起到决定性影响，因此本次设计在进水处设置一套雷达水位计，将水位监控数据传进PLC，并由PLC控制器集中对数据进行对比，只有当水位差值小于预设的阈值自动控制启动才正常运行，否则，系统处于故障待修状态。2）水泵控制每座泵站设备控制分三种控制方式，即现地手动控制方式、集中控制方式、自动控制方式。控制等级由高到低依次为：现地手动控制级、集中控制级、自动控制级。①现地手动控制现地手动控制级即现场控制方式，主要用于泵站设备手动控制方式。现场启动柜/箱带有开／停按钮、急停按钮，并与电机启动器相连，这些设备的控制可由它们的现场启动柜/启动箱来完成的。一般情况下现地手动控制级只用来设备检查和调试。②集中控制集中控制即中央控制站计算机控制方式，位于泵站中控室。泵站处于就地手动运行时，中央控制级能监视泵站所有设备和工艺参数并采集和储存数据，和PLC站实现对等通讯。在正常情况下泵站通过集中控制方式进行运行和监视。设备进行调试、维护保养时必须采用就地控制方式。③自动控制通过水位传感器实时监测取水点水位，将数据送至PLC控制器，PLC根据水位高、低限预设值，与实时水位值对比，自动启动一台或多台水泵，实现水位自动控制。当系统设备被设置为“集中控制”模式之后，通过HMI或上位机软件可以将系统进一步设置为“自动运行”模式，此时，泵站所有电控设备（水泵、闸阀、格栅）都将处于自动控制状态，无需人工干预，系统会根据传感器监测的数据，通过程序逻辑，自动控制水泵、格栅、闸阀的运行。从而实现系统的智能控制。3）可靠性与稳定性设计每个水池采用两套水位传感器，水位的监测互为备份，增加系统的可靠稳定性。每个水池增设一套浮球开关，作为水位上限阈值的开关量监控，当水位上升至浮球安装位置，浮球开关产生开关量信号，并将信号送至PLC数字量输入口，并通过PLC的控制逻辑，产生系统故障报警或紧急事件报警。通过远程测控终端，将监控数据通过不同的运营商的无线通道上传至监控中心，实现双通道互备份的数据传输效果，当一个运营商网络瘫痪，能够维持数据传输的可靠性。4）上位机监控通过上位机（工控机）组态软件实时监控整个泵站的运行状态，并通过组态监控换面能够实现：开、停泵机组，泵组调节控制。各台泵相关的电压、电流、有功、功率因数等数据采集与实时显示。泵组运行状态、PLC运行状态、软启动器保护装置动作状态等的状态监测和指示。硬件、软件故障、系统故障的诊断、报警以及越限故障报警、打印等。一旦发生状态变化将在工控机上显示出来，同时记录故障及发生的时间，并有声光报警。对事故信号、断路器信号及重要保护动作等开关量信号，以中断的方式迅速作出响应，并进行必要的自动操作。定时将采集来的数据写入数据库，事件（含操作信息、故障信息）发生时立即写库（事件分辨率不大于2ms），为检查系统故障、分析故障时间、原因等工作提供确切的依据。对追忆记录量测值，能提供故障前10秒和后20秒内的数据组。形成各种报表，完成各站数据的统计（包括设备运行与水位数据），供查询、显示。对重要监视量进行运行变化趋势显示。实行对某些参数的越、复限处理，越限自动报警，复限自动显示、记录和打印。实现数据编码、校验传递误差、误码分析及数据传输差错控制。5）通讯网络建设从调度指挥中心到各个泵站之间的光纤网络，组建泵站与调度指挥中心为局域网，实现各个泵站的数据和控制信号汇聚接入管理中心。（4）主要设备配置主要设备配置见表3-7。表3-7泵站自动化测控系统配置表序号设备名称规格型号单位数量1水泵控制箱含PLC，开关电源，继电器，传感器及箱体附件等个112雷达水位计台53超声波流量计外夹式台114400万网络高清球机摄像头详细参数见视频监控系统台55200万网络高清枪机摄像头详细参数见视频监控系统台56电流互感器套57浪涌保护器避雷套58支臂与立杆套59防雷接地网地阻小于10Ω处510标识牌项511配套安装土建及辅材安装附件、线材项512有线通讯网络含光缆、套管及安装km19.813安装及调试满足设备正常运行需要项53.6支撑环境设计3.6.1灌区管理中心建设（1）功能需求灌区管理中心要能够实现数据统一汇聚、存储、处理、展示、上报，满足网络安全防护要求。对测站能够实时监控和控制，实现流量、水位、视频图像的集中统一管理。（1）主要建设内容根据碴口石水库灌区运行管理实际情况，灌区管理中心可设置于碴口石水库管理房内，水库管理用房位于碴口石水库大坝右坝肩，管理房内设有水库及灌区管理所需的各类办公设施，现状较为完好，供电、防雷设施齐备。灌区管理中心可设置于管理所的会议室内，该会议室现状面积50m2，通过增加部分装饰装修工程，如吊顶、隔断，静电地板等，基本可满足灌区运行管理需要。灌区管理中心内布置1套大屏显示系统，用于显示各路监控、监测图像画面、灌区智慧管理系统及各类数据报表。设置集成操作工作台1套，并配备图形工作站、监控工作站及管理工作站。通过集成的显示系统及中控系统，集中展现各项监控、监测数据信息及图像信息，全面展示灌区运行工况，另外配置会商系统的会商会议桌（含12把椅子），同时配备网络机房，并配套搭建碴口石灌区智慧运管系统。图3-2灌区中心平面图1）液晶显示系统采用120英寸窄边超薄4K高清液晶显示屏作为显示设备，既节省空间，又能完美呈现视频画面。图3-3液晶显示系统示意图2）标准化操作台 在调度指挥中心布置1套集成操作工作台，尺寸约为4000×1000×760（mm）。工作台上放置3台监控及应用系统工作站，分别用于查看水位流量监测系统、视频监控系统、自动化控制系统的数据内容。图3-4标准化操作台示意图3）会商系统调度中心通过安装调音台、数字音频处理器、高保真音箱、立体声功放等，将会议发言、DVD等播放的语言及音乐均匀地、清晰地还原播出，通过调音台和数字音频处理器对多路音频信号进行统一管理和控制，并对声音进行一定处理，以达到良好效果。支持本地会议及网络视频会议，本地扩声无啸叫，本地及远端视频会议终端声音无失真无回声。配置一套中央控制系统，可以通过PAD、操作电脑控制大屏、音响、话筒等，将位于云平台数据信息和现地视频监控画面展示到会商室来。4）防雷接地调度指挥中心的设备安置在建筑物内，受建筑物防雷系统保护，直接雷击中控制中心的可能性非常小。根据雷电电磁脉冲防护理论和实践经验证明，电子信息设备损坏的主要原因是雷电感应浪涌电压造成的。它可以通过各种引线把感应浪涌电压波引入电子信息设备内部，破坏其芯片和接口。所以调度指挥中心必须防感应雷。本方案采用接地方式：交流工作接地、安全保护接地，防雷接地可利用建筑物原有的接地方式，接地电阻≤4Ω。调度指挥中心专用地保证接地电阻≤4Ω，用于监控的直流接地。5）防静电保护各类计算机房的安装中，静电活动地板是一个很重要的构件。利用它可在计算机房内组成一个地下空间结构，活动地板上安装各类计算机设备，活动地板下的空间则可用来敷设联接设备的各种电源和信号管线。因其具有可拆性，对电气连线的敷设、检修及更换都很方便。建议在机房的地面铺设防静电活动地板，静电耗散性能长期稳定，且不反光、不打滑、耐腐蚀、不起尘、不吸尘、易于清扫。6）综合布线调度指挥中心的各设备走线与市电设备走线分开，交叉时以接近于垂直的交叉，电源走线采用在地板下铺金属线槽走线方式。线槽在地面上架空排放。3.6.2网络通讯建设（1）传输网络方式比较根据当前信息化网络建设情况，传输通道一般分为自建无线、有线与公网无线、有线四种种模式。四种网络传输通道各有优缺点，具体如下：①自建网络自建无线网络：运行维护费较低，但一次性投资较大，需设多个中继站，且运行稳定性受气候环境影响。自建有线网络：一般采用光纤传输，其可沿着渠道布置测站、水闸等信息化节点。自建光纤具有传输距离远、抗干扰能力强、保密性好等优势。但灌区渠道沿线各个网络节点的间距较远，自建光纤一次性投资较大，且渠道沿线交通不便，后期维护工作量大，同时受渠道沿线地形起伏影响，铺设光纤可能受到场地到限制。②公网传输方式组网公网无线网络：当前，虽然5G通信技术的发展较快，但因灌区部分渠道地处偏僻，故大部分灌区还是4G通信技术和GPRS通信为主。该方式的主要优势如下：数据传输稳定性高，建设费用较低；技术成熟，应用便捷；设备功耗低，可长期运行，维护成本低，且会随着运营商设备升级而升级。但该种方式传输速率受运营商网络信号影响，在无线网络传输数据过程中，可能会出现数据丢失、错误等问题。公网有线网络：公网的兼容性、稳定性、安全性好，但公网覆盖面积和延伸区域受运营商网络覆盖范围影响，灌区各站点主要位于农村区域，公网不能完全覆盖。同时，公网需每年缴纳使用费用，长期运行费较高。（2）灌区网络通讯建设根据上述网络传输方式比较，结合碴口石水库灌区信息化建设中各种类型站点位置及网络要求的不同，分别采用不同的方式进行网络建设。各项网络建设方案如下：1）灌区水位、流量、雨量等站点均分布于渠道沿线，因此，各监测系统采集数据采用4G网络通过公网将数据传输至云服务器。2）灌区视频监控系统各视频采用分布式存储的方式存储于各终端的SD卡中，仅在管理需要时进行远程视频实时传输。考虑各视频监控系统均分布于渠道沿线，各视频监控数据采用4G网络通过公网将数据传输至云服务器。3）泵站自动化测控系统考虑到其传输的实时数据量较大且自动化控制系统对网络实时性、可靠性、安全性要求较高，因此采用自建光缆通讯的方式。4）灌区管理所内对外信息发布及外网数据交互与访问采用管理所内现租用的运营商固定IP。3.6.3系统安全根据《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》（GBT22239-2019）和《信息安全技术网络安全等级保护安全设计技术要求》（BT25070-2019）有关规定，结合本项目实际情况，灌区管理主要涉及水利业务数据，因此本项目按照三级等保要求，构建碴口石水库灌区运行管理平台多层次、立体化的安全纵深防御体系，确保系统网络安全、物理安全、数据安全和应用安全。（1）网络安全。在通信机房部署网络安全管理硬件设备和软件系统，管理平台的网络安全内容，在网络边界已部署防火墙、入侵防御、安全审计等设备进行安全防护，同时强化云端抗DDoS攻击防御能力，实施网络访问控制，禁止未经授权的服务和协议传输，最大限度降低网络安全运行风险。（2）物理安全。按照《数据中心设计规范》（GB50174-2017）A类和《数据中心机房通信基础设施标准》（TIA942）建设，满足机房容灾、人员管理、运维审计、数据擦除等物理安全要求。（3）数据安全。在数据质量安全方面，遵循现有国家标准和水利行业标准，对接省政府数字化转型数据标准，细化数据约束规则，开展数据治理，形成问题数据清单，并提供数源部门用于数据整改，以此不断提升数据质量。在数据访问安全方面，采用数据访问控制和数据库加密服务防止非授权用户对数据的访问，采用通讯链路加密技术保证数据传输安全，以此构建覆盖数据访问、数据传输、数据存储各环节的数据安全体系。（4）应用安全。按照三级等保要求统一建设，部署前开展第三方安全测试。构建统一用户权限管理模块，根据用户权限精确控制业务应用访问。3.7智慧灌区运管平台因合川区水务局现配备有灌区信息化管理平台，本工程对其现有平台进行二次开发（新建碴口石灌区基础地理信息平台（一张图），增加水位流量数据解析软件模块、水泵自动化控制软件模块、闸阀自动化控制软件模块、物联网表系统软件模块、智能计量收费软件模块、视频监控系统软件模块），并接入碴口石灌区用水量测数据，实现碴口石灌区用水监测、工程管理等业务的一体化信息化作业平台和调度会商决策支撑环境，实现水量调度和配置自动化和运行管理信息化，充分发挥工程建设效益，提升信息化和智能化水平。3.8后期运行与维护本次项目建设完成之后的十年为免费质保期，由建设方免费提供运维。质保期过后，对比同类型的项目，可参照下表进行收取运维费用。该项费用可由灌区行政主管部门的水费收入中支出，也可以由当地财政直接拨款进行适当进行补贴。年运维经费测算统计表见表3-9。表3-9年运维经费测算统计表序号项目单位数量单价（元）合价（元）一设备、平台、软件运维500001设备维护，平台软件维护与升级通讯费5000014G通讯网络（感知设备）年5150025500合计755003.9主要设备配置灌区管理信息中心设备配置统计表见表3-10。表3-10灌区管理信息中心设备配置表序号设备名称技术参数单位数量(一)灌区管理调度中心装饰装修工程1静音地板铝合金m2762吊顶铝合金m2763隔断轻质隔墙板m2504空调3匹精密空调，定频，立柜式，制冷量7.8kW，制冷额定功率2.48KW，加湿量2.5kg/h台2(二)大屏显示系统1120寸液晶显示屏含安装附件台12标准化操作台含3把座椅套13监控及应用工作站I7/16G/1TB/2G独立显卡/24寸显示器/含键鼠套3(三)会商系统建设1专业音响主流品牌，原装正品，满足会议扩声需要，具备手机信号抗干扰能力，功率＞250W，频率响应55~20kHz，覆盖角度：垂直≥40°，水平≥90°只22专业功放主流品牌，原装正品，满足会议扩声需要。输出功率≥300W，有过载保护，放大器保护。台23调音台麦克风输入：8路（8个XLR接口）线路输入：6路单插单声道/立体声自动切换混合接口立体声输入通道：2组（4路单声道）、4路RCA输入输出通道：2组立体主输出、4路编组输出、4路辅助输出、1组立体声监听输出、1个耳机监听输出、2个效果输出INSERT：1组主混音断点插入、6个断点插入USB接口：外接U盘播放音乐效果器：24位DSP效果器（包括人声、小房子、大厅、回声、回声+回响、盘子、声乐板、合唱GTR，旋转GTR、颤音GTR类型），100种预设效果USB声卡端口：支持电脑播放/录音，通过CH11/12通道回放幻象电源：+48V带开关频率响应：20Hz-20kHz，±2dB失真度：<0.03%at+0dB,22Hz-22KHzA-weighted灵敏度：+21dB~-30dB信噪比：<-100dBrA-weighted单声道均衡：高频：+/-15dB@12KHz；中频：+/-15dB@100KHz-8KHz；低频：+/-15dB@80KHz立体声均衡：高频：+/-15dB@12KHz；中频：+/-15dB@3KHzor+/-15dB@500KHz；低频：+/-15dB@80KHz主混音串音：<-80dB@0dB20Hz-22KHzA-weighted，主输出：0dB,其他通道：最小供电电压：AC100-240V50/60Hz额定功率：30W台14音响支架金属支架只25音频处理器带USB录播功能、有CNAS认证第三方权威检测报告、带回声消除功能台16无线话筒信道数目：200信道间隔：250kHz频率稳定度：±0