高效节水灌溉工程方案（DOC162页）

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/T50363-2006）《机井技术规范》（SL256-2000）；《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB／T20203—2006）；《水利信息系统初步设计报告编制规定（试行）》SL/Z332—2005《泵站计算机监控与信息系统技术导则》SL583—2012《节水灌溉技术标准选编》《土壤墒情监测规范SL364-2006》《GB-T-50485-2009微灌工程技术规范》2.2RO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/cm2，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/cm2，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。①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色度。②脱氯：可去除因余氯所造成的嗅味。③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。④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。⑤去除氨氮和亚硝酸盐：活性炭可有效去除氨氮和亚硝酸盐。⑥去除剩余氯或氧化剂：保护超滤、反渗透的滤膜。⑦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，阻垢剂可有效分散CaCO3、CaSO4、CrSO4、BaSO4、SiO2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、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：①预处理系统的启动、停运，正洗，反洗，汽擦洗等②反渗透装置的启动、停运及高低压保护等③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；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