科技创新引领高质量发展——记辉县管理处自动抽排系统

2021年7月19日，辉县发生特大暴雨，南水北调中线总干渠辉县段地下水位急剧上升，韭山桥左岸上游受当地高地下水位影响，渠道边坡出现不同程度险情，影响工程运行安全。

险情发生之后，辉县管理处立即开展应急抢险工作，针对高地下水位渠段，采取渠坡内部碎石袋压重、外部新建降水井抽排等应急措施，平衡渠坡内外压力，保障渠坡运行稳定。在此次应急处置中，辉县管理处在韭山段组织新建降水井64口，投入汽油泵12台，对地下水进行24小时监测、抽排。应急处置后，此处高地下水位已明显改善，地下水位高程与渠道水位高程基本持平，工程运行安全稳定。

在降水抽排期间发现，传统的汽油泵抽排及现场管理模式有待更新。传统汽油泵工作时，需要人工24小时值守、24小时维护且监管人员需要实时监测井内水位，及时控制启停，夜间的维护工作会更加艰难，而降水井数量较多且位置较为分散，需要投入大量人力、器械才能保障工程安全平稳运行。不仅如此，使用汽油泵进行降水抽排，不仅采购成本较高，且每台汽油泵每日约消耗数十升燃油，因此汽油泵的经济效益也相对较差。另外，汽油泵需定期加油及养护，其连续工作期间存在发热严重的情况，因此对水质安全及消防安全均存在一定的隐患。

为解决以上问题，辉县管理处提出改进传统降水井抽排管理模式，新建高地下水自动抽排系统。该系统主体由控制系统和电力泵组成，控制系统又分为五部分。首先是电源系统，它由电表、空气开关、变压器组成；第二部分是PLC控制模块，它相当于人类的大脑，接收信号，并给出相应指令，配合液位计的信号传递，当井内水位高于水位上限值后，PLC传递工作指令，电力泵开始抽排工作，当井内水位低于水位下限时，停机休息，节约能耗；第三部分是接触器，它可以根据PLC模块的指令，控制抽排泵的自动启停；第四部分是信号传输系统，该系统通过无线网络接入，可以进行远程控制与实时信息传输；最后是实时监测系统，通过液晶显示屏可以清晰看到泵的工作状态、配合液位计可以观测实时水位信息及水位变化趋势等信息，并可以远程读取水位信息，可以完全取代现场监测工作，同时兼具手动控制泵的启停、调整控制系统设定参数等功能。

高地下水位问题将是一场持久战，在汛期甚至有些地方全年都存在高地下水位现象，且与当地气象、水情密切相关，高地下水位渠段的辅助降水工作更将趋于常态化，应急处置及管理措施的升级与革新是十分必要的。经现场实测对比，传统汽油泵与电力泵价格相当，但传统汽油泵抽排每日能耗需80元，人工投入需160元左右，而电力泵每日能耗投入仅需15元左右，人工投入可忽略不计，经济效益显著。在节约成本的同时智能化的控制管理模式比人工更加方便、快捷、准确、安全且环保。同时，从创新运行管理模式、提升南水北调运行管理水平的角度来看，该创新项目具备很高的推广价值。

辉县管理处将以此次申报科技创新项目作为契机，坚持深入贯彻新发展理念，大力弘扬创新精神，进一步激发全体员工干事创业的激情和信心，探索南水北调工程运行管理新方式，为南水北调工程创新改革贡献力量，助力南水北调工程高质量发展。