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农业用水以电折水实现方案

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2020年4月19日
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河北省农业用水“以电折水”实现技术方案
（唐山海森电子股份有限公司）

一、“以电折水”方法提出背景
国务院办公厅印发《关于推进农业水价综合改革的意见》（国办发[ ]2号），河北省人民政府办公厅印发《关于推进农业水价改革的实施意见》（冀政办字[ ]51号）均提出农业用水要安装和完善计量设施，按水量收取供水费。河北省水利厅、河北省财政厅、河北省物价局印发《农业水价综合改革及奖补办法（试行）》（冀水财[ ]97号）中提出未安装计量设施的采用“以电折水”的方法计收供水费。在这样的背景下，河北省水利厅印发《河北省农业用水以电折水计量实时细则（试行）》，为全省开展农业用水“以电折水”进行指导。为了更好的完成2020年河北省农业水价综合改革的任务，更科学、精准、经济的实现农业机井“以电折水”提出本方案。
二、“以电折水”系数测定
（一）为了保证“以电折水”的计量精度，在每年春季初始灌溉时由村用水协会在农民灌溉时用便携式水电折算系数测定系统对机井的初始水电系数进行测定，每次测定时长不小于1小时，获得每眼机井的“以电折水”的初始水电系数系数。

（二）便携式水电折算系数测定系统由管段式超声波流量计、电表采集模块、数据传输模块组成。整体为一体化设计，采用轮式小车承载便于移动，由一个入水口和一个出水口构成，便于连接，运行一个小时后即可自动上报水电折算系数给数据中心。
（三）水电折算系数测定工作由用水协会人员在开春农户初始灌溉时测定。县用水协会负责管理和督促村用水协会水电折算系数测定工作，测定结果由县用水协会核准经过后即可执行。
（四）为了修正电网电压波动、地下水位变化、降雨量等要素对初始水电系数的影响，应在每个村建设水电双计量参照井，参照井能够同时计量水量和电量，并计算水电折算系数。用参照井水电系数的变化规律去修正其它单电计量被测井的水电系数。被测井的选取要有代表性，从地下水的开采层位、灌溉工程型式等方面考虑并选取。
三、机井基础信息的采集和记录
对以电折水的机井进行现场调查，现场调查的内容包括①测点基本信息，包括地理位置、坐标、所有权人、主要使用人和点点设备管理人的姓名和联系方式。②机井信息，包含井深、开采层位，井型，静水位，动水位。③灌溉信息，包括灌溉形式、控制面积、主要作物等。④机电设备信息，包括：水泵型号（类型、功率、扬程）、能效系数、变频等信息。同步填写《河北省以电折水机井测量现场记录表》并录入手机APP。
河北省安排布置各县区参照井的选取和初始水电系数的测定工作。各县区根据机井不同的取水水位和不同的灌溉方式选取该县区参照井，进行初始水电系数的测定，组织专家评审后作为该县区标准的水电折算系数变化规律参照井，为实际机井水电系数提供个参考依据。
四、水电折算数据中心的建立
（一）水电折算数据中心采用全省统一建设的方式，由推广中心牵头建设，归推广中心负责管理，能够作为全省农业水价综合改革的中心平台。在考虑安全和经济的前提下，采用当前流行的云端部署模式，各县区采用安全u盾+账号+口令的登陆模式，保证互联网信息安全，数据采用异地实时备份保证数据安全。
（二）数据中心负责所有以电折水机井的基于GIS空间数据库的时空关联基础信息管理，农户基础信息管理，以电折水实时上报信息的收取、存储、折水运算、供水费收取、台账管理等工作。
（三）依据参照井，负责水电折算系数的校正工作，而且保证水电折算系数在县局测定的标准水电折算系数附近，出现大的偏差能及时报警。
（四）负责生产水电折算系数的数据模型，采用大数据分析的方法，根据不断累积的数据进行实时修正数据模型。观察地下水位、降水量等因素对水电折算系数的影响。
（五）将以电折水的数据和拥有计量设施的井的基础数据进行比对校核，及时发现问题报警，及时纠正。
五、以电折水在农业水价改革中的应用。
（一）经过安装智能通讯网关实现电表电量采集，智能通讯网关能够和电力局IC卡电表进行485通讯，采集使用电表的用户号、用电量、使用的时间段等信息，县区政府协调水务局与电力公司结合，获得持卡用户号和名单，就能够实现水权到户；现场为普通电能表时，智能通讯网关经过采集电表脉冲获得用电量，但此时只能水权到井，水价改革针对机井管理者，村民内部采用自治的方式，如果仍要水权到户则需要投入水泵控制电气开关控制回路设备建设投资，与智能通讯网关连接实现IC卡控制或遥控控制。
（二）对压采项目区内已经建设智能井房计量设施的地区采用水电一卡通的模式，自动采用计水收费；对于以电折水模式机井，宜采用控水不控电的思路，我们在机井控制回路中串接控制。只要用户账户有剩余水量，感觉不到通讯网关的存在，只要刷电力IC卡表就能够；一旦剩余水量不够了，则刷电力IC卡不能使用，需要协会授权超额水量。
六、以电折水建设模式
（一）以电折水建设所需要的智能通讯网关和数据中心建设建议引入社会资本方采用BOOT模式进行，授予社会资本方特许运营权，运营期20年，运营期内由社会资本方和用水协会共同管理，运营期结束后双方协商有偿移交用水协会。
投资构成：由社会资本方一次性投入平台及智能通讯网关的建设数据中心资源及软硬件材料，每眼井投资，包含智能通讯网关及通讯费用 元，县镇村用水协会平台管理软件50元（成本折算到每眼井），云计算数据中心950元（成本折算到每眼井），合计每眼机井投资3000元；由政府投资的包含一次性每眼井300元的基础信息采集费用，每个村以电折水参照井计量设施（智能井首）每套5000元，便携式以电折水系数测定系统每套5000元。管护期内根据发生分批投入维修用器件，由奖补资金列支。
社会资本方投资收益：对于机井管控面积<=100亩的政府每年给社会资本方每眼井200元系统运行维护费用，由奖补资金列支；对于机井管控面积>100亩的，每方水收取0.01元系统运行维护费用，从奖补资金列支。奖补结束后统一从供水费列支，每方水收取0.01元维护费用。
（二）开始阶段，用水协会管理水平和技术水平较低，社会资本方经过技术培训和管理优化与用水协会一起维护计量设施的良性运行，保证国家投资的微喷灌的顺利投入使用，保证农业水价改革高效顺利完成。
（三）切合国家供给侧改革的发展方向，社会资本方和用水协会共同探索灌溉环节的供给侧改革，发展自动化灌溉，灌溉托管等先进的灌溉模式。
（四）农民实现更节水的、更自动便捷的灌溉服务，节约种植成本；用水协会实现收益，保证水利工程和自身的良性运行；政府实现了用水数据监管、收取供水费、建立台账、兑现奖补，落地农业水价综合改革。为中国的现代农业发展打下良好基础。
七、农业水价综合改革的问题探讨
（一）供电部门配合。以电折水工作的进行必须获得电力部门的配合。全省机井分四种情况，第一种情况是有水利计量设施，也有电力IC卡表的，由用水协会选择其中一种使用；第二种情况是有水利计量设施，无电力IC卡表的情况能够推行水电一卡通；第三中情况有电力IC卡表，无计量设施情况，采用智能通讯网关采集用户用电量，以电折水；第四种是既没有电力IC卡表也没有计量设施的情况，经过智能通讯网关加水泵控制电气开关控制回路设备以电折水。
（二）定水权。亩均水权如果定的额度过小，造成老百姓灌溉费用过快增加将造成农业水价改革难以推行，建议采用循序渐进的方式逐步缩小水权。
（三）村用水协会利益保障。明确奖补资金用于协会的具体金额、考核办法、发放流程。真正让管理好的、配合度高的用水协会获得收益。同时逐步经过市场化手段实现灌溉托管业务发展，增加协会的经济收入，用经济效益推动基层组织的作用充分发挥和效益体现，全面保障农业水价改革落地。
（四）村用水协会和农户奖补资金兑现，将对全省农业水价改革产生拉动作用，获得老百姓和协会的支持，再配合舆论引导，会事半功倍。
（五）各县区计量设施和水价改革平台的售后服务体系建设。重建轻管事当前农业水价综合改革一大问题。社会资本方和用水协会通力合作，保障计量设施和水价改革平台良性运行，同时对协会人员进行传帮带。

郑建光(总经理)