取水口计量设施和在线监控项目方案

一、项目背景

取水口作为水资源开发利用的关键节点，取水口计量监测与监控管理直接关系到水资源的合理配置、高效利用和保护。随着水资源刚性约束制度的不断强化，以及《取水许可和水资源费征收管理条例》等法规的严格实施，精准掌握取水口取用水数据成为水资源管理的核心需求。

当前，我国取水口计量设施覆盖率不足、计量精度不高、在线监控能力薄弱等问题突出，导致水资源费征收依据不精准、超许可取水监管困难、用水效率评估缺乏数据支撑。尤其在工业、农业、城镇生活等重点取水领域，传统人工抄表方式不仅效率低下，还存在数据造假、漏报等风险，难以满足现代化水资源管理的要求。

为落实 “节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力” 的治水思路，通过建设取水口计量设施和在线监控项目，实现取用水量的实时计量、数据自动传输和动态监控，可为水资源调度、节水考核、执法监管提供数据支撑，推动水资源管理从 “粗放式” 向 “精细化” 转变，保障水资源可持续利用。

二、现状问题

计量设施配置不足：部分取水口未安装计量设施，尤其是小型农业灌溉取水口和农村分散式取水点，仍依赖 “以电折水”“以亩折水” 等估算方式，取用水量数据误差大。

计量精度与稳定性差：已安装的计量设施中，部分设备老化、技术落后，如机械式水表计量误差可达 ±5% 以上，且易受水质、水压影响，无法满足精准计量需求。

在线监控覆盖率低：多数取水口缺乏在线监控设备，取用水数据依赖人工每月或每季度抄表，数据时效性差，难以实时发现超量取水、非法取水等行为。

数据传输与共享不畅：计量数据多分散存储于各取水单位，未与水资源管理部门实现联网共享，存在 “数据孤岛” 现象，无法为宏观决策提供实时数据支持。

监管手段薄弱：对取水口的巡查依赖人工现场检查，成本高、效率低，难以实现全天候、全覆盖监管，导致违规取水行为难以及时发现和处置。

三、解决思路

全面配置计量设施：按照 “应装尽装” 原则，为所有取水口（包括工业企业、农业灌溉泵站、城镇自来水厂等）配备符合精度要求的计量设施，重点提升农业取水口计量覆盖率，替代传统估算方式。

建设在线监控系统：在计量设施基础上，加装数据采集终端和通信设备，实现取用水量数据的自动采集、实时传输，结合视频监控设备，构建 “计量 + 监控” 一体化管理体系。

构建数据管理平台：开发取水口在线监控平台，整合各取水口计量数据、视频画面和取水许可信息，实现数据查询、统计分析、异常预警等功能，并与省级、国家级水资源管理平台对接，打通数据共享通道。

强化数据应用与监管：利用平台数据开展用水效率评估、节水潜力分析，为水资源费征收提供精准依据；通过数据异常预警（如超许可取水、计量设备故障），联动执法部门开展靶向监管，提升执法效率。

建立长效运维机制：明确计量设施和监控设备的运维责任主体，定期开展设备校准、检修和数据质量核查，确保系统长期稳定运行，数据真实可靠。

四、硬件感知体系

1、计量设施：

工业取水口：根据管径和流量范围，选用电磁流量计、超声波流量计等，测量精度≤±1%，支持双向计量（适用于循环用水场景），可耐受高浊度、腐蚀性水质。

农业取水口：小型灌溉泵站选用插入式超声波流量计或智能电磁水表，安装便捷、成本较低；大型灌区干渠选用明渠流量计（搭配巴歇尔槽、三角堰），适应开放式渠道计量。

城镇生活取水口：自来水厂取水头部安装管道式电磁流量计，计量精度≤±0.5%，支持与水厂 SCADA 系统对接；小区自备井选用智能远传水表，支持阶梯水价计量。

2、数据采集终端：

每处取水口配置工业级数据采集终端，支持 RS485、RS232脉冲信号等接口，可接入多路路计量设备数据，具备数据存储（至少保存 3年历史数据）、本地显示和断点续传功能。

终端内置加密芯片，确保数据传输安全，防护等级≥IP65，适应户外潮湿、粉尘环境。

3、在线监控设备：

视频监控：在取水口安装高清球机摄像头（分辨率≥200 万像素），支持 360° 旋转、夜视功能，可实时拍摄取水设施运行状态和周边环境，识别非法改装、破坏计量设备等行为。

状态监测：加装压力传感器、水质传感器（如浊度、pH 值），辅助判断计量设备运行环境，预警因水压异常、水质污染导致的计量误差。

4、通信传输设备：

优先采用 4G/5G 无线通信模块，实现计量数据和视频流的实时传输；偏远地区选用 LoRa 或北斗短报文通信，确保无公网覆盖区域的数据上传。

关键取水口配备备用通信卡，当主卡信号中断时自动切换，保障数据传输连续性。

5、供电系统：

城镇及工业取水口采用市电供电 + UPS 备用电源（续航≥4 小时）；偏远地区采用太阳能电池板（功率≥100W）+ 蓄电池（容量≥60Ah）供电，确保连续阴雨天气下设备正常运行。

五、产品选型

工业取水口流量计：选用武汉水测家科技电磁流量计，管径适配 DN50-DN2000，测量范围 0.05-10m/s，精度 ±0.5%，支持 HART、RS485 协议，内衬材料选用聚氨酯（耐磨损，适用于高泥沙水质），电极采用 316L 不锈钢，可在 - 10℃-60℃环境下稳定工作，满足工业循环水、冷却水等复杂工况计量需求。

农业取水口流量计：小型泵站选用武汉水测家科技插入式超声波流量计，管径 DN80-DN600，测量精度 ±1%，安装时无需断管，仅需在管道上开 φ32mm 孔即可插入传感器，适合农业灌溉季节性取水场景；大型灌区明渠选用武汉水测家科技雷达明渠流量计，搭配标准巴歇尔槽，非接触式测量水位，通过水位 - 流量换算公式计算流量，精度 ±2%，不受渠道淤积影响。

数据采集终端：选用武汉水测家科技的工业级数据遥测终端机，支持 1路RS232和 2 路 RS485 接口，可同时接入流量计、压力传感器等设备，内置512M存储芯片，支持本地数据查询，配备显示屏实时显示瞬时流量和累计水量，工作温度 - 20℃-70℃，适应恶劣环境。

视频监控摄像头：选用200 万像素高清球机，支持 1080P 分辨率、30 倍光学变焦，夜视距离≥50 米，具备移动侦测、越界报警功能，可通过 4G 网络传输视频流，当检测到人员靠近计量设备时自动抓拍并上传预警信息。

六、场景应用

精准计量与水资源费征收：工业企业取水口通过电磁流量计实时计量取水量，数据每 5 分钟上传至监控平台，平台自动生成每日、每月取水量报表，水资源管理部门依据报表精准核算水资源费，避免人工抄表导致的漏缴、少缴问题。例如：某化工厂月许可取水量 50 万吨，平台监测到其当月取水量达 58 万吨，系统自动预警，执法人员及时介入追缴超量部分水资源费。

农业灌溉用水监管：大型灌区干渠的明渠流量计与灌溉泵站联动，当取水量达到灌溉计划额度时，平台自动发送指令至泵站控制系统，暂停取水，避免超量灌溉。同时，通过分析不同地块的取水数据，评估灌溉水利用系数，为节水灌溉技术推广提供依据。

非法取水行为查处：视频监控设备实时监测取水口状态，当检测到破坏计量设备、私接管道等非法取水行为时，系统立即推送报警信息至执法终端，并抓拍现场画面作为证据。例如：某农村灌溉井擅自拆卸计量水表，平台通过视频识别和流量数据中断双重预警，执法人员 30 分钟内抵达现场查处。

水资源调度与应急响应：在枯水期，平台整合各取水口实时取水量和流域来水数据，动态评估水资源供需平衡，对高耗水行业取水口发出限水预警，优先保障生活用水。当发生水污染事件时，通过取水口水质传感器数据和视频画面，快速定位受污染取水口，及时关停并启动应急供水方案。

节水评估与考核：平台对各行业取水口的用水数据进行统计分析，计算单位产品取水量、人均日用水量等指标，作为用水效率考核的依据。对节水成效显著的单位给予奖励，对超定额用水单位实施加价收费，倒逼用水户提升节水水平。