周川辰 ，任慶海 ，胡勇飛 ，沈希奇 ，鮑艷香

（1. 水利部水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，江蘇 南京 210012；2. 水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所，江蘇 南京 210012；3. 水利部水文水資源監(jiān)控工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210012）

0 引言

國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)控水資源項(xiàng)目）總體分為一、二期 2 個(gè)階段實(shí)施。一期項(xiàng)目（2012—2014 年）旨在基本建立國(guó)家水資源監(jiān)控系統(tǒng)，初步形成與實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度相適應(yīng)的水資源監(jiān)控能力；二期項(xiàng)目（2016—2018 年）以重點(diǎn)灌區(qū)取用水為重點(diǎn)，拓寬取用水監(jiān)控體系建設(shè)，提高對(duì)重點(diǎn)飲用水水源地的水質(zhì)監(jiān)測(cè)水平，繼續(xù)完善省級(jí)監(jiān)控管理信息平臺(tái)[1]。

一期項(xiàng)目已于 2016 年通過(guò)總體驗(yàn)收。二期項(xiàng)目在一期項(xiàng)目建設(shè)成果基礎(chǔ)上，利用 3 a 時(shí)間，進(jìn)一步提高三大監(jiān)控體系尤其是大中型灌區(qū)用水、20 萬(wàn)以上人口飲用水水源地水質(zhì)、重要流域水資源管理主要對(duì)象等的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力，在填補(bǔ)我國(guó)水資源監(jiān)控手段缺乏，改善水資源管理基礎(chǔ)設(shè)施薄弱狀況，提高水資源管理信息化水平等方面發(fā)揮著重要作用[2]。

國(guó)控水資源項(xiàng)目二期建設(shè)任務(wù)于 2019 年基本完成，其中部分省份已經(jīng)通過(guò)省級(jí)二期項(xiàng)目的技術(shù)評(píng)估工作，截至 2020 年 8 月底，已經(jīng)完成全部?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估工作。技術(shù)評(píng)估工作以各省級(jí)項(xiàng)目技術(shù)方案、相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)指南等為主要依據(jù)，檢查其執(zhí)行情況，對(duì)省級(jí)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)建設(shè)任務(wù)是否如期完成，各項(xiàng)建設(shè)目標(biāo)是否如期實(shí)現(xiàn)給予客觀公正的評(píng)估意見(jiàn)和建議。

國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目辦公室（以下簡(jiǎn)稱(chēng)部項(xiàng)目辦）在一、二期項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，制定了多個(gè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了項(xiàng)目建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)。但由于項(xiàng)目中各省技術(shù)方案、招標(biāo)及建設(shè)實(shí)施工作由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）水行政主管部門(mén)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)水利局分別負(fù)責(zé)編制，因此雖然基本完成了建設(shè)任務(wù)，但建設(shè)過(guò)程及質(zhì)量上依然存在一些問(wèn)題。為確保二期項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)建成后能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，須對(duì)部分省份二期省級(jí)項(xiàng)目的技術(shù)評(píng)估工作進(jìn)行整理分析，總結(jié)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)部分存在的典型問(wèn)題。

1 典型問(wèn)題分析

1.1 監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的問(wèn)題

數(shù)據(jù)質(zhì)量是國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)的核心，也是在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力的最終體現(xiàn)。省級(jí)項(xiàng)目的監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)是基于省級(jí)監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，典型問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）采集系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)評(píng)判指標(biāo)不嚴(yán)格。二期項(xiàng)目技術(shù)方案由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）水行政主管部門(mén)及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)水利局負(fù)責(zé)編制及實(shí)施，各省都有單獨(dú)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，省級(jí)平臺(tái)與水利部水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中央平臺(tái)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。由各省報(bào)送至中央平臺(tái)的數(shù)據(jù)由部項(xiàng)目辦負(fù)責(zé)整理，并根據(jù)報(bào)送情況逐月對(duì)各省進(jìn)行考核。但是對(duì)省級(jí)平臺(tái)信息采集系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的到報(bào)質(zhì)量，各省級(jí)項(xiàng)目辦容易忽視，經(jīng)常以處理后交換到中央平臺(tái)的數(shù)據(jù)到報(bào)率代替監(jiān)控系統(tǒng)的暢通率，如監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)每小時(shí)采集，每日上報(bào)前一天的所有采集數(shù)據(jù)，但部分省份每天只要有 1 條到報(bào)數(shù)據(jù)，即算為當(dāng)天該站暢通率為 100%，這不僅不能代表監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的真實(shí)質(zhì)量，往往還掩蓋了系統(tǒng)建設(shè)方面的很多問(wèn)題。

2）省級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)換算和處理過(guò)程不夠清晰。絕大多數(shù)省份，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站 RTU 上報(bào)到省級(jí)平臺(tái)的不是流量數(shù)據(jù)，而是水位、閘位、電量或流速等參數(shù)，需要在省級(jí)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、換算，但換算和處理過(guò)程往往不夠清晰，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行比對(duì)和校核，也不便于后期數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期運(yùn)維。

3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不一致。部分省份出現(xiàn)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)傳感器顯示數(shù)值、RTU 顯示數(shù)值及省級(jí)平臺(tái)存儲(chǔ)數(shù)值三者不一致的情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析，不一致往往是由閘位計(jì)未進(jìn)行閘門(mén)開(kāi)高零點(diǎn)設(shè)定，水位計(jì)未進(jìn)行水位（水深）轉(zhuǎn)換，電量表未輸入變比等情況造成的。

4）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的比測(cè)與率定工作不規(guī)范。取用水監(jiān)測(cè)站的流量比測(cè)與率定工作，對(duì)于管道型或渠道型監(jiān)測(cè)設(shè)備都是極為重要的一項(xiàng)工作，國(guó)控水資源項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)中也對(duì)此特別提出要求。但很多省份，因現(xiàn)場(chǎng)條件限制無(wú)法完成全工況下的數(shù)據(jù)率定，或比測(cè)工作未交予具有相應(yīng)資質(zhì)的單位與人員完成，造成流量數(shù)據(jù)比測(cè)、率定精度得不到有效保證。

1.2 監(jiān)測(cè)站現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)質(zhì)量方面的問(wèn)題

1）儀器設(shè)備及配套設(shè)施安裝問(wèn)題。國(guó)控水資源項(xiàng)目對(duì)監(jiān)測(cè)站安裝質(zhì)量有專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)（SZY 204—2016《水資源監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試》），但由于部分廠商在施工過(guò)程中未嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求，具體施工人員工藝參差不齊，出現(xiàn)了以下一些施工質(zhì)量方面的問(wèn)題：部分站點(diǎn)機(jī)箱內(nèi)沒(méi)有設(shè)備布置圖和接線(xiàn)圖，機(jī)箱內(nèi)排線(xiàn)不夠規(guī)范整齊，缺少線(xiàn)標(biāo)；室外電纜鋪設(shè)不規(guī)范，應(yīng)該用鍍鋅鋼管的有些用 PVC管代替；接地的接線(xiàn)方式不規(guī)范，未進(jìn)行焊接處理；測(cè)流堰槽安裝不規(guī)范；部分站點(diǎn)雷達(dá)水位計(jì)探頭下方有樹(shù)葉或漂浮物，影響水位測(cè)量；渠道內(nèi)有較大的落石或障礙物，影響測(cè)流精度；部分渠道型流量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)是通過(guò)水位測(cè)量進(jìn)行流量換算的，但測(cè)流斷面附近未安裝水尺，無(wú)法進(jìn)行水位比對(duì)[3]。

2）設(shè)備選型問(wèn)題。部分監(jiān)測(cè)站點(diǎn)設(shè)備選型存在問(wèn)題，如水位測(cè)量采用壓阻式壓力水位計(jì)（測(cè)量值易產(chǎn)生漂移）、氣介式超聲波水位計(jì)（測(cè)量精度受環(huán)境影響較大）；或儀器的量程選擇有誤，如水位變幅僅在 1 m 以?xún)?nèi)的小型堰槽卻采用 20 m 以上量程雷達(dá)水位計(jì)測(cè)量水位；或管道測(cè)流采用外夾式超聲波流量計(jì)，此流量計(jì)長(zhǎng)期安裝在野外耦合劑易失效。

1.3 測(cè)流方案選擇方面的問(wèn)題

在國(guó)控水資源項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)到報(bào)情況良好，測(cè)站建設(shè)也比較規(guī)范。但通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估及對(duì)建設(shè)資料的審查看，相當(dāng)一部分監(jiān)測(cè)站點(diǎn)（渠道型）依然采用標(biāo)準(zhǔn)斷面水位-流量關(guān)系法的測(cè)流方式。這種測(cè)流方式作為灌區(qū)渠首的流量測(cè)量方法，計(jì)量誤差較大，受邊界條件影響也較大，一般不適合作為常規(guī)的在線(xiàn)測(cè)流手段，這在《灌區(qū)渠首取水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)指南》中也明確指出。還有一些渠道型測(cè)流斷面，采用通過(guò)測(cè)量表面流速計(jì)算斷面平均流量的方式，但這種測(cè)流方式在野外實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，局限性較強(qiáng)，在渠道內(nèi)流速較低時(shí)，或受風(fēng)速風(fēng)向影響條件下，測(cè)量精度根本無(wú)法保證。

1.4 其他可能影響項(xiàng)目整體質(zhì)量的問(wèn)題

除了監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中容易產(chǎn)生典型問(wèn)題外，還有一些未按照國(guó)控水資源項(xiàng)目相關(guān)要求執(zhí)行的情況，也可能對(duì)項(xiàng)目整體質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，如：監(jiān)測(cè)站 RTU 未按要求選用已通過(guò)規(guī)約符合性檢測(cè)的產(chǎn)品，未開(kāi)展中標(biāo)產(chǎn)品的抽檢工作；項(xiàng)目招標(biāo)采購(gòu)的備品備件數(shù)量明顯不足，不利于后期的運(yùn)行維護(hù)工作等。

2 典型問(wèn)題解決方案

對(duì)于這些典型問(wèn)題，需要引起建設(shè)、施工單位的共同注意，這將直接決定系統(tǒng)能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。這些問(wèn)題中有的應(yīng)在試運(yùn)行期或質(zhì)保期內(nèi)盡快解決；有的受制于其他客觀條件（如實(shí)際工況、運(yùn)維資金等），需要各省級(jí)管理單位制定出明確的運(yùn)維計(jì)劃，在項(xiàng)目運(yùn)行期內(nèi)逐步解決。

對(duì)于省級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)質(zhì)量，監(jiān)控系統(tǒng)參建單位應(yīng)匯同平臺(tái)總集單位仔細(xì)核對(duì)所有數(shù)據(jù)，保證計(jì)算公式和處理過(guò)程清晰、透明、準(zhǔn)確，符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。在對(duì)省級(jí)平臺(tái)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行考核時(shí)，應(yīng)設(shè)置合理的評(píng)判指標(biāo)，在省級(jí)二期項(xiàng)目的技術(shù)評(píng)估工作中，提出的要求是：試運(yùn)行期間（不低于 2 個(gè)月），采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)暢通率為實(shí)際到報(bào)數(shù)據(jù)條數(shù)/應(yīng)到報(bào)數(shù)據(jù)條數(shù)，應(yīng)不低于 90%；設(shè)備完好率為實(shí)際在線(xiàn)站點(diǎn)數(shù)/已建應(yīng)在線(xiàn)的站點(diǎn)數(shù)（指能夠正常上報(bào)數(shù)據(jù)，無(wú)任何工況故障，或發(fā)生故障后 72 h內(nèi)及時(shí)修復(fù)繼續(xù)正常工作的），應(yīng)不低于 95%[4]；試運(yùn)行期間，對(duì)于單站暢通率低于 80% 的站點(diǎn)數(shù)量應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，所占總站點(diǎn)數(shù)比例應(yīng)不高于 10%。

對(duì)于省級(jí)項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)質(zhì)量的問(wèn)題，建設(shè)單位應(yīng)督促施工單位及時(shí)進(jìn)行整改，監(jiān)理單位應(yīng)進(jìn)行復(fù)核，避免監(jiān)控系統(tǒng)帶病進(jìn)入運(yùn)維期；在有條件的情況下，對(duì)主要測(cè)量設(shè)備進(jìn)行更換，選用最適合的測(cè)量設(shè)備。對(duì)于其他一些未按照國(guó)控水資源項(xiàng)目相關(guān)要求執(zhí)行的情況，也應(yīng)盡快查漏補(bǔ)缺。

對(duì)于一些暫時(shí)無(wú)法解決的問(wèn)題，如：監(jiān)測(cè)站的比測(cè)、率定工作，應(yīng)在項(xiàng)目運(yùn)行期內(nèi)委托具有相關(guān)資質(zhì)的單位，定期開(kāi)展此項(xiàng)工作，增加數(shù)據(jù)樣本，保證比測(cè)、率定工作的精度；或在有條件的情況下，對(duì)前期比測(cè)、率定成果進(jìn)行第三方復(fù)核，并利用比測(cè)、率定結(jié)果進(jìn)行判斷，對(duì)測(cè)流方式選擇不合理的站點(diǎn)，逐步調(diào)整為合適的測(cè)流方式。

3 結(jié)語(yǔ)

提出的典型問(wèn)題均是在國(guó)控水資源項(xiàng)目中實(shí)際存在的，二期項(xiàng)目在一期項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，雖然建設(shè)質(zhì)量有了較明顯提升，但各省級(jí)項(xiàng)目依然存在著這些問(wèn)題。通過(guò)對(duì)典型問(wèn)題的整理與分析，希望能在國(guó)控水資源項(xiàng)目整體運(yùn)行后，為長(zhǎng)期良好穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)依據(jù)與參考。在今后的研究中，需要繼續(xù)開(kāi)展關(guān)于渠首取水流量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法的研究，進(jìn)一步提高流量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。另外，建議在后期系統(tǒng)維護(hù)中，業(yè)主單位對(duì)于監(jiān)測(cè)站點(diǎn)應(yīng)該按照“看護(hù)當(dāng)?shù)鼗?、維護(hù)集中化”的方式進(jìn)行，保證項(xiàng)目能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定有效運(yùn)行。