高效节水灌溉工程方案.doc

1、1. 项目概况太谷县“农谷”高效节水灌溉工程包括太谷县现代化农业示范区高效节水灌溉工程和太谷县农谷农村产业融合发展示范区高效节水灌溉工程，这两个区域是山西农谷发展的主要区域，是太谷县的主要农业示范区和生产区，本次项目涉太谷县农谷农村产业融合发展示范区 29 个自然村及 3 个示范园区，实施高效节水灌溉工程建设 1.5 万亩。工程主要建设内容：新建、维修拦河坝工程 13 座，更新机井 3 眼，更新改造机电设备 31 台套，新建提水工程 12 处，自动化高效节水温室大棚 11 个，500 方调蓄池 1 座，埋设 DN400 球墨铸铁管 0.7km 等。2. 智能节水系统技术方案2.1 设计依据微灌

2、工程技术 （中国水利水电出版社） ；灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99) 。水利水电工程初步设计报告编制规程 （DL5021-93） 。微灌工程技术规范 （SL103-95） ；节水灌溉技术规范 （SL207-98）节水灌溉工程技术规范 （GB/T 50363-2006）机井技术规范 （SL256-2000） ；农田低压管道输水灌溉工程技术规范 （GBT202032006） ；水利信息系统初步设计报告编制规定（试行） SL/Z 3322005泵站计算机监控与信息系统技术导则SL 5832012节水灌溉技术标准选编土壤墒情监测规范 SL364-2006GB-T-50485-2009 微

3、灌工程技术规范2.2 RO 反渗透建设方案2.2.1 原水系统原水系统包括原水箱、原水泵及仪表阀门管道。原水首先流入原水箱，原水箱对原水的供给起到缓冲作用，协调原水的供给量与原水泵的输入量。当原水的供应量超过原水泵的输水量时，原水箱水满，通过原水箱的液位控制使原水供给停止。当原水供应量小于原水泵的输水量时，原水箱空，原水泵停止运行，起到保护原水泵的作用。大系统原水箱设置高低两个浮球液位开关，进出水阀门采用电动阀。2.2.2 石英砂处理系统原水残留少量细小的悬浮颗粒，需对悬浮物进行处理，否则，当反渗透进行除盐处理时，会污染反渗透膜、影响出水水质。除去水中悬浮物的常用方法就是石英砂过滤。将浑水通过

4、粒状滤层，就可将水中的悬浮物截留下来，流出的即是清水，采用粒状滤料过滤方法简单，且当滤层失效后易于用反洗的方法恢复其过滤性能。石英砂过滤能对原水中悬浮物、颗粒物及胶体等物质进行去除，同时对原水中的浊度、色度起到降低作用，它可滤掉原水带来的颗粒、藻类等可见物。石英砂过滤是一种先进的微絮凝过滤方式，能完全滤除不溶于水中的杂质，保证 SDI 值不大于 4，是后级 RO 的强有力保护屏。大系统过滤器一般选用碳钢或者不锈钢材质的压力式过滤器，耐压7kg/cm 2，采用气动阀或者电动阀控制，滤料分级别填充。石英砂过滤器设计流速 10-12m/h,能很好的去除水中的悬浮物或非溶解性粒子（氧化物、浊度、颗粒物

5、等） ，具有低成本，操作维护、管理方便等特点，特别是在降低原水中的浊度、污染指数等方面具有很好的效果。2.2.3 预处理反洗系统预处理反洗系统包括反洗泵、反洗风机机管道阀门。反洗泵水量为正常进水量 2 倍，扬程 15-20m 左右；风机风量为进水量 2 倍，风压为 4000mmAq 左右。小系统一般不单独配反洗泵和风机，利用原水泵进行反洗。预处理反洗的作用是将滤层的悬浮物冲刷下来，更新滤层以利于恢复滤料的过滤效果。2.2.4 活性炭处理系统活性炭过滤器是利用优质活性炭巨大的比表面积而产生的吸附能力，来吸附水中易被吸附的物质。活性炭过滤器对游离氯、有机物及水中的色度、气味均有非常高的去除率，同时

6、对一些易于沉积的重金属离子也有较高的去除率，因此在反渗透设备前先经过活性碳过滤，能对反渗透设备起到非常好的保护作用。过高的游离率对 RO 膜是有损害的，因此必须设活性碳过滤器，以降低进水中游离氯的浓度。活性碳过滤器设计流速 10-12m/h,大系统过滤器一般选用碳钢或者不锈钢材质的压力式过滤器，耐压7kg/cm 2，采用气动阀或者电动阀控制，底层填充 300mm 的粗石英砂滤料，上层填充 1200mm 的活性炭。活性碳工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是水深度处理中不可缺少的工艺，它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。去色：可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的

7、色度。脱氯：可去除因余氯所造成的嗅味。去除有机物：可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物，如农药，杀虫剂，氯化烃，芳香族化合物，以及 BOD 与 COD 等。去除有机氯：可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂（如氯气）所产的 THMS 等“三致”物质。去除氨氮和亚硝酸盐：活性炭可有效去除氨氮和亚硝酸盐。去除剩余氯或氧化剂：保护超滤、反渗透的滤膜。除臭：去除水中的微量重金属离子（如汞、铬等离子） ，合成洗涤剂及放射性物质等。2.2.5 阻垢加药系统 阻垢加药系统主要由药箱、计量泵及管道阀门组成。阻垢剂投加膜组件之前，防止膜元件长期运行在表面造成结垢污堵，阻垢剂可

8、有效分散CaCO3、CaSO 4、CrSO 4、 BaSO4、SiO 2 和 CaF2 的结垢，并防止铁铝氧化物的沉积。阻垢剂加药量按 2ppm 剂量考虑，实际加药量将根据实际进水水质和系统运行情况确定。2.2.6 反渗透系统反渗透是利用膜的选择性：只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质的性质，以膜两侧的静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。采用膜分离手段可去除水中的颗粒、胶体、有机杂质、微生物等有害物质及 99%的溶解盐，达到水脱盐纯化目的。用反渗透技术制纯水与传统的离子交换、蒸馏技术制纯水相比，有设备体积小、能耗低、适应性强、无需酸碱再生剂

9、、工艺简单、易实现自动化、产水质量优良、水质稳定、无微生物、无重金属离子、无有机化合物等优点。排放的副产物- 浓水对环境无害，是一项符合环保要求的分离技术。无需过多考虑进水水质的稳定性，反渗透系统的产水水质可在不耗用任何再生物质的前提下，长期保持稳定，这是其最重要的特性之一。 2.2.7 化学清洗系统化学清洗系统包括清洗药箱、清洗泵、精密器及管道阀门。为了使清洗工作取得最好的效果，膜元件必须在产生大量污垢前进行清洗。如果清洗工作延误太晚，那么将非常困难或者不可能从膜表面上彻底清除污垢并重新恢复膜性能至初始的状态。2.2.8 电控系统电控系统采用自动控制，同时可进行自动与手动运行方式的切换。水处

10、理的自动化控制系统主要根据液位元、流量、压力等信号来控制泵及阀的运行状态，并能根据工艺要求及设备运行参数的变化自动或提示操作人员远端或就近控制设备的运行。动力导线至少 2.5m2 以上，仪表讯号线采用铜网遮蔽电缆隔离线。配电之导线管采用 PVC 管或软波纹管，明管施工。1、安全警示系统（1）每一单独之低压动力设备皆设置分路过电流保护器，操作起动器，超载保护器，设备接地。（2）每台马达设一故障警示灯，马达 ThermalRelay 跳脱时，该故障警示灯亮，且该段之处理设备停止运转。2、主要控制点（1）液位控制原水箱、预处理缓存水箱、一级 RO 水箱、二级 RO 水箱均装有液位控制器，通过自动阀来

11、控制与水箱连接的泵的启停。（2）水泵控制原水泵、RO 高压水泵、纯水泵等均根据相应的水箱液位元控制启停，同时联锁整个系统设备的启停。RO 装置的高压泵进出口装有低压和高压保护开关。当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值（通常为 0.1Mpa）,会自动发出信号停止高压泵运行,保护高压泵不在空转情况下工作。当系统因其它的原因或误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时（通常为 2 倍高压泵出口压力保护会自动切断高压泵供电，同时停运相应的 RO 装置，保护系统设备不受损害。（3）反渗透系统（RO）控制RO 系统的启动、运行、冲洗、停机备用等过程均可由 PLC 实现自动控制。同时，RO 系统还设置

12、一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可读出RO 的有关工艺参数，如电导率、流量、压力等；以及能在就地操作盘上启停RO 进水高压泵及相关的自动阀门。（4）反渗透（RO）启停保护反渗透单元是纯水处理工艺中的主要脱盐系统，当 RO 投入运行时，为了防止高压泵突然启动升压，产生对 RO 膜元件的高压冲击破坏反渗透膜，在 RO装置的高压泵出口至 RO 膜元件间设置一个慢开阀门或采用变频启动，由可编程式控制器(PLC)控制打开阀门，使反渗透膜元件逐渐升压至一定的压力。在RO 停止使用时，应用系统产水对 RO 膜元件自动冲洗 3-5min 左右，以避免浓水中的高浓度盐类在 RO 膜表面沉积结垢而影响膜

13、的性能 ,确保反渗透单元在满足工艺要求的范围内。（5）供水单元控制供水单元是本处理系统中的最后一个单元，可通过液位元信号，控制水泵的启停，另与配合恒温系统以保证供水水温恒定。（6）自动控制状态本控制系统中，程式的任务主要是针对预处理系统、反渗透装置、加药装置的程式控制及其它水泵与液位的联锁。控制系统中的 PLC 根据工艺运行要求，以完成以下控制功能：预处理系统的启动、停运，正洗，反洗，汽擦洗等反渗透装置的启动、停运及高低压保护等水泵与水箱液位的联锁等当系统进入正常运转后，控制系统将根据工艺流程即时检测个工艺点电导、流量，液位元等数值，并根据所得资讯控制相应执行机构的运行；当控制系统发现不符合工

14、艺要求的数值时，将及时调整该点相应的控制机构动作；但判断为故障点时，控制系统将及时发出声光报警信号，并关停相应的执行机构。RO系统停止工作，水泵停止运转。（7）手动控制当自动运行系统发生故障时，系统可转换为手动状态：操作人员可通过就地仪表盘作业系统，完成各工艺流程操作。2.3 网络系统建设方案2.3.1 系统概述光纤采用架空与地埋 相 结合的方 式，敷 设 24 芯光缆 10.5km， 采用工业 级冗余环网组网 ，保证通 讯的安全 性及可靠 性，预留 多电口接 入，方便 系统后 期扩展。2.3.2 光缆施工工艺光纤所附标记、标签内应齐全和清晰，光缆外护套需完整无损，光缆要有出厂质量检验合格证；

15、光纤跳应符合下列规定：具有经过防火处理的光纤保护包皮，两端的活动连接器端应装配有合适的保护盖帽，每根光纤接插线的光纤类应有明显的标记。 光缆弯曲半应至少为光缆外径的 15 倍；敷设光缆的牵引力一般小于光缆允许张力的 80%，对光缆瞬间最大牵引力不能超过允许张力。为了满足对弯曲半径和抗拉强度的要求，在施工中应使光缆卷轴转动，以便拉出光缆；敷设时控制光缆的敷设张力，避免使光纤受到过度的外力（弯曲、侧压、牵拉、冲击等） 。在光缆敷设施工中，严禁光缆打小圈及弯折、扭曲，光缆施工宜采用“前走后跟，光缆上肩”的放缆方法，以有效防止打背扣的发生；光缆布放留有冗余，多余光缆需盘成圆圈来存放，光缆盘曲的弯曲半径

16、也至少为光缆外径的 15 倍，预留长度宜为 3-5m；敷设光缆的两端贴上标签，以表明起始位置和终端位置。2.3.3 光缆施工方案 本次弱电线缆下地铺设，需要对所有光缆在每个手井位置都需挂标牌进行标记（备注：标牌上需标注光缆芯数、起止地点、施工单位名称，标牌需采用不易损坏防老化塑料制作） ；同时，提供所有线缆下地后的相关数据、表格等技术资料( 包括但不限于光纤走向图，管井物理位置图，弱电间光缆位置图，机柜内 ODF 架光缆对应表等)以便今后对弱电光缆线路的管理和维护。2.3.4 语音通讯 建设方案借助已建 光纤系 统 ， 采用 IP组网方 式 ， 在监 控中心 ， 草莓 种植区 ， 温室大棚建设

17、语音网 关，连 同 三个部 分 的语音通 讯系统， 让工作指 令能够 更加顺畅的 下达。2.4 监控调度中心建设方案调度中心将监测系统、控制系统、视频监控系统通过中心软件结合在一起，形成综合测控管理系统。并通过大屏幕显示先进的技术手段为决策者提供最直观的信息，以提高决策效率。系统建成之后，在调度中心能看到全工业园区的监测信息和视频监控信息；能对所有的信息进行整编、分析，形成适合太谷县现代农业智能灌溉业务需求的各类报表、图形，为决策的调度业务提供数据基础。2.4.1 监控中心建设 3*4 大屏显示系统，采购日常办公用具，包括电脑、 操作台、文件柜等。2.4.1.1 显示系统随着自动化和信息技术的

18、飞速发展，监控中心对信息显示的要求越来越高，其中大屏幕显示系统作为集中信息显示的交流平台，可以将各种监控系统的计算机图、文信息和视频信号等进行集中显示，在实时调度、会商、决策及信息反馈等方面都起到了重要作用。大屏幕显示系统以系统工程、计算机工程、自动化控制等理论为指导，将国际最卓越的高清晰数字显示技术、网络解码技术、客户端等融合为一体，使整套系统成为一个高亮度、高分辨率、高清晰度、智能化控制、操作先进的大屏幕显示系统。能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统等连接集成，形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台。2.4.1.2 产品介绍目前市面有三种主流拼接屏（LCD、L

19、ED 和 DLP） ，下表对三种大屏幕拼接产品的核心技术参数和性能方面的特点做了对比。2.4.1.3 LCD 显示单元LCD （ Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器, 是利用液状晶体在电压的作用下发生偏转的原理进行显示的技术。由于组成屏幕的液状晶体在同一点上可以显示红、绿、蓝三基色，或者说液晶的一个点是由三个点叠加起来的，它们按照一定的顺序排列，通过电压来刺激这些液状晶体，就可以呈现出不同的颜色，不同比例的搭配可以呈现出千变万化的色彩。液晶本身是不发光的，它靠背光管来发光，因此液晶屏的取决于背光管。由于液晶采用点成像的原因，因此屏幕里面构成的点越多，成像效果越精细

20、，纵横的点数就构成了液晶电视的分辨率，分辨率越高，效果越好。主要用于对显示效果要求不高的场合，包括：一般的视频画面监控场合，如金融单位监控中心，商场、车站、小区的监视中心等。优点：具有颜色鲜艳、高亮度、高对比度、高分辨率、厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射等缺点：拼缝大，做拼接墙时整体颜色亮度一至性比较难统一，调试难度大。尺寸：超窄边拼接屏,46 寸、47 寸、55 寸、60 寸.工业监视器，19 寸110 寸全系列LED 显示单元LED 显示屏（ Full color LED display screen）：它是一种通过控制 RGB 半导体发光二极管的显示方式，由很多个 RGB 三色的发光二极管组成，每个像素组合均有 RGB 二极管，自发光的方式，靠每组像素灯的亮灭来显示不同颜色的全彩画面。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。优点：能真正做到无缝拼接，整个画面均匀一致，无分割，没有黑线,可任意角度拍摄不受环境光影响,可支持低亮情况使用，保护使用者的眼睛