張辰：城鎮(zhèn)水務(wù)數(shù)字化智能化技術(shù)研究與實(shí)踐

時(shí)間： 2025-10-10 09:22

來源：中國水網(wǎng)

作者：汪茵整理

污水處理廠也有不少值得研究的智慧建設(shè)和運(yùn)行案例，例如無人值守、安全保障、節(jié)能降耗、精細(xì)管理與智能評(píng)估等。

張辰再次強(qiáng)調(diào)，無論是供水、污水還是廠網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以上突破需要通過一系列應(yīng)用實(shí)踐應(yīng)用場(chǎng)景的落地推動(dòng)智能化發(fā)展。

他語重心長(zhǎng)的表示，由于目前高校缺少人工智能專業(yè)，也缺少懂得水務(wù)行業(yè)的人工智能領(lǐng)域的專家，只有靠水務(wù)行業(yè)自身的提升與發(fā)展，去擁抱人工智能，才能進(jìn)一步提高行業(yè)水準(zhǔn)。

03 智能化技術(shù)應(yīng)用工程實(shí)例

實(shí)例1：新加坡數(shù)字水務(wù)

張辰介紹，從國際水務(wù)行業(yè)來看，目前有一些先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。例如國際水協(xié)2020年出版了相關(guān)著作，分享了新加坡數(shù)字水務(wù)的一些經(jīng)驗(yàn)。

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實(shí)例

2：供水管網(wǎng)模型

當(dāng)前，供水管網(wǎng)存在爆管問題、管網(wǎng)漏損、管網(wǎng)病害與智能缺失等問題。在管網(wǎng)漏損方面，面臨漏損率居高，控漏形勢(shì)嚴(yán)峻，更新改造難度大，漏損導(dǎo)致水質(zhì)事故、地面塌陷等次生災(zāi)害時(shí)有發(fā)生等困難；在管網(wǎng)病害方面，生物膜的鐵銹菌、沉積物與結(jié)痂等造成的危害比較大；智能缺失方面，存在感知手段落后、智能化程度低、風(fēng)險(xiǎn)管控難、體系構(gòu)建/業(yè)務(wù)應(yīng)用難等問題。

針對(duì)這些問題可以采取管道更換、管道修復(fù)、管道清洗與智慧管網(wǎng)等措施解決問題。張辰強(qiáng)調(diào)，智慧管網(wǎng)不僅只是單純投入項(xiàng)，還應(yīng)該節(jié)能降耗，產(chǎn)生收益。

以西安市供水管網(wǎng)分區(qū)、規(guī)劃項(xiàng)目為例。西安市供水規(guī)模為176萬m3/d，上海市政院為西安市重新調(diào)整了全市的供水管網(wǎng)分區(qū)和規(guī)劃，分成13個(gè)計(jì)量分區(qū)，實(shí)現(xiàn)30個(gè)動(dòng)態(tài)分區(qū)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

在西安項(xiàng)目中，也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)出。張辰解釋，通過閥門控制實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的壓力分區(qū)，依靠壓力控制，水廠出水壓力由60m下降到50m，節(jié)能約16.6%。同時(shí)壓力下降也降低了爆管率，讓漏損率也下降了1.3%。

實(shí)例3：上海金澤原水智能調(diào)度系統(tǒng)

張辰表示，上海金澤原水智能調(diào)度系統(tǒng)也是一個(gè)典型的案例。

據(jù)悉，黃浦江上游供水規(guī)模為351萬m3/d，黃浦江上游原水系統(tǒng)共包含受水單位12家，原水增壓泵站3座，水池13個(gè)，調(diào)節(jié)閥10個(gè)，主要管、管道單線長(zhǎng)度共計(jì)71.4公里。上海市政總院設(shè)計(jì)的上海金澤原水智能調(diào)度系統(tǒng)覆蓋資料收集、數(shù)據(jù)處理、模型建立與模型校對(duì)等范圍。

該系統(tǒng)取得了不錯(cuò)的成效，首先，全年智能調(diào)度時(shí)間占比95%，智能方案采納率已超過99%，人工調(diào)度指令數(shù)量下降99%。其次，該系統(tǒng)使黃浦江上游原水調(diào)度全年降低能耗10%以上。第三，節(jié)約水資源1000萬噸，并有效降低漏損率至0.5%。

實(shí)例4：排水管道缺陷檢測(cè)智能技術(shù)

當(dāng)前在排水管道方面，有一項(xiàng)缺陷檢測(cè)的智能技術(shù)，由一家廣州的公司設(shè)計(jì)研發(fā)。該技術(shù)通過一系列的智能檢測(cè)，分析、預(yù)判問題所在，并將相關(guān)情況展示在移動(dòng)端。

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實(shí)例5：排水工程數(shù)智模型

吳淞示范區(qū)面積為9.5km2，示范區(qū)內(nèi)污水管網(wǎng)總長(zhǎng)45.0km，有1座吳淞污水處理廠，寶林、永清和松浦3座污水泵站。

上海市政院根據(jù)上海市相關(guān)要求，在吳淞示范區(qū)建立了感知模型、感知系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)。

上海市政院為建設(shè)污水系統(tǒng)感知體系，首先采用量子芯片技術(shù)，在吳淞示范區(qū)內(nèi)共安裝29臺(tái)流量液位儀表、17臺(tái)水質(zhì)儀表和7臺(tái)液位儀表。

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示范區(qū)“一廠三站十片”污水系統(tǒng)格局

其次，建設(shè)污水系統(tǒng)感知體系還要給污水模型構(gòu)建感知布點(diǎn)，張辰表示，布點(diǎn)并非易事，需要專業(yè)且有效，而非像撒胡椒面一般面面俱到。

感知體系建設(shè)好后，還要選擇數(shù)據(jù)質(zhì)量較好的點(diǎn)位，用于支撐模型參數(shù)的率定和點(diǎn)位驗(yàn)證。率定點(diǎn)位的流量、水位峰值和流量總量誤差需滿足上海模型地標(biāo)B級(jí)及以上精度標(biāo)準(zhǔn)。

這套體系建成后，在多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景有廣泛的用途。例如可分析管網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀，可對(duì)污水廠擴(kuò)容方案與雨水泵站截流能力提升方案進(jìn)行評(píng)估。

實(shí)例6：臺(tái)州市椒江區(qū)排水模型

椒江區(qū)面積280平方公里，建成區(qū)面積為111.03平方公里，現(xiàn)有常住人口82.6萬人。椒江區(qū)現(xiàn)狀排水體制以分流制為主，老舊城區(qū)少數(shù)地塊為合流制，合流區(qū)域面積約5.6km2，排水系統(tǒng)排查雨污混接點(diǎn)1500余個(gè)，存在旱天冒溢情況。

臺(tái)州市椒江區(qū)污水系統(tǒng)由椒江一分為二，包括椒南、椒北兩個(gè)區(qū)塊，各有一座污水處理廠，服務(wù)面積約280km2污水管網(wǎng)約347km，污水泵站31座。椒江區(qū)雨水系統(tǒng)以自排為主，強(qiáng)排為輔，雨水管道總長(zhǎng)度約504km，沿河240多處雨水排出口，河道沿線設(shè)有99處閘門井。

上海市政院發(fā)現(xiàn)，排水系統(tǒng)底數(shù)不清晰，運(yùn)行管理手段不智能，應(yīng)急處置流程不協(xié)同等問題。

上海市政院提出了以下解決方案：依托數(shù)字孿生、5G、AR、MR等先進(jìn)技術(shù)，聚焦850余公里排水管網(wǎng)、35座雨污水泵站、2座污水處理廠、1座再生水廠、5000余家排水戶等業(yè)務(wù)需求，打造具有“數(shù)字孿生、三維建?！?、“實(shí)時(shí)感知、閉環(huán)管理”、“模型分析、智能預(yù)警”、“科學(xué)調(diào)度、精準(zhǔn)施策”、“混合現(xiàn)實(shí)、智慧運(yùn)維 ”五大應(yīng)用場(chǎng)景的智慧排水?dāng)?shù)字孿生應(yīng)用體系，構(gòu)筑全域全時(shí)全空的未來之城，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效貫通、排水有序管理。

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編輯：趙凡

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