智慧水務(wù)的實踐現(xiàn)狀與發(fā)展

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1智慧水務(wù)的實踐現(xiàn)狀

在智能控制與管理技術(shù)的逐漸發(fā)展與應(yīng)用的環(huán)境下，智慧水務(wù)成為新的水務(wù)工作方式與應(yīng)用理念，智慧水務(wù)是一種水務(wù)工作的智慧化應(yīng)用及解決方案，所謂智慧水務(wù)，即充分利用智能傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)對于水的處理、生產(chǎn)、供配、輸送及排放等全過程實現(xiàn)智能化與智慧化控制，可強化用戶服務(wù)水平，減少水資源的不必要消耗，實現(xiàn)智慧化水資源配置與管理。目前，越來越多的國家及地區(qū)開始逐步發(fā)展智能水務(wù)工作理念，并逐漸組建智能水網(wǎng)。以美國為例，智能水務(wù)工作的開展是基于先進的計量設(shè)備與誰管理系統(tǒng)，會實現(xiàn)對于水資源的優(yōu)化管理，同時通過水質(zhì)及水量管理與監(jiān)測系統(tǒng)，強化水資源質(zhì)量監(jiān)測，實現(xiàn)水資源的高效管理。而以色列作為水資源嚴重稀缺的國家，利用智能水務(wù)系統(tǒng)推動了水資源供應(yīng)的突破性進展，強化海水的淡化處理，并有效推動水資源節(jié)約及水資源利用率的提升，強化對于廢水資源的回收處理及再利用。在我國，智慧水務(wù)的實踐應(yīng)用主要體現(xiàn)在信息技術(shù)與水務(wù)工作的相互融合，通過數(shù)據(jù)采集儀器、無線網(wǎng)絡(luò)及質(zhì)量與水壓監(jiān)測儀表等設(shè)備設(shè)施，并結(jié)合GIS技術(shù)，實現(xiàn)對于管線、流量等數(shù)據(jù)信息的有效收集，包括管線維修與養(yǎng)護工作等。但目前我國的智慧水務(wù)還存在規(guī)劃不完善、戰(zhàn)略性規(guī)劃缺失、存在信息孤島等問題，同時，智慧水務(wù)尚未有效強化水資源節(jié)約效果。為此，在我國智慧水務(wù)建設(shè)與發(fā)展中，就需要強化對于水資源的合理配置，并提高水資源節(jié)約水平，避免水資源的不必要浪費。

2智慧水務(wù)的實踐路徑

2.1綜合能源管理系統(tǒng)

考慮到智慧水務(wù)系統(tǒng)的覆蓋范圍較為廣泛，并結(jié)合我國當前智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用在水資源節(jié)約方面的缺陷與不足，在探討智慧水務(wù)的實踐應(yīng)用路徑時，可充分考量能源資源的消耗與節(jié)約，強化對于能源資源的優(yōu)化管理，減少能源資源的不必要浪費與消耗。智慧水務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)中，可基于水資源利用及管理的能耗源頭，對泵站能源利用模式加以改造，提升泵站節(jié)能效果，并強化用電監(jiān)測。綜合能源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實踐應(yīng)用，可實時監(jiān)測能源損耗，進行數(shù)據(jù)信息的集成分析與優(yōu)化調(diào)度，有效測試泵效，并改造變配電系統(tǒng)，通過能源綜合管理平臺，實現(xiàn)水務(wù)工作開展的節(jié)能降耗，降低水務(wù)工作成本。綜合能源管理系統(tǒng)的建立，可實現(xiàn)對于電力能源、水資源及熱能等能源資源換的綜合化集成利用利用，可統(tǒng)一管理耗能設(shè)備，并實現(xiàn)能源管理的優(yōu)化利用。對耗能設(shè)備在運行過程中，所需要消耗的能源數(shù)據(jù)進行全面采集，開展能源資源損耗監(jiān)測。可對耗能設(shè)備及管理系統(tǒng)加以改造與優(yōu)化，分析高能耗問題產(chǎn)生的原因，并采取節(jié)能減排措施。

2.2流域水資源智慧管理系統(tǒng)

以某河流流域的水資源智慧管理為例，采用水資源實時監(jiān)控與管理技術(shù)，開展對于水資源的實時監(jiān)控，監(jiān)控對象包括水資源的流域水量、水質(zhì)、水資源供需等數(shù)據(jù)，可搭建水資源監(jiān)控信息庫，信息資源包括數(shù)據(jù)信息及圖像信息等，基于這些數(shù)據(jù)信息，通過相應(yīng)分析模型，明確流域內(nèi)水資源的基本要素的變化情況，為水資源的調(diào)配與管理決策提供信息數(shù)據(jù)的支撐。可采用C/S與B/S相結(jié)合的分布式系統(tǒng)架構(gòu)，以地理信息系統(tǒng)為技術(shù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)應(yīng)用平臺的搭建，搭建基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地表徑流實時監(jiān)測模型、以數(shù)值模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的地下水實時監(jiān)測模型、以及多目標管理理念下面向生態(tài)環(huán)境及分質(zhì)供水的管理模型等，共同實現(xiàn)對于該流域水資源的集成管理。

2.3水生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)

水生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)涵蓋生活及工業(yè)污水處理系統(tǒng)、再生水利用系統(tǒng)等，可實現(xiàn)對于濕地水源的有效保護，其中，污水處理系統(tǒng)也是水生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)的重要表現(xiàn)形式。目前，天津市瑞恒茂科技公司開發(fā)的水生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)，充分運用，國際先進水準的水處理技術(shù)，對生活污水及工業(yè)廢水進行有效處理，并實現(xiàn)多次循環(huán)利用，避免自然水生態(tài)環(huán)境受到水污染的影響，避免對于自然環(huán)境及生態(tài)環(huán)境造成負面影響。該企業(yè)所開發(fā)等的污水及廢水智慧處理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對于河流清淤，控制污染源頭并對污染物質(zhì)加以截留。該水生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)涵蓋原水、供水乃至合污水處理到全部環(huán)節(jié)。在完成河流清淤等工作的前提下，建設(shè)生活污水處理廠，在河流下游建設(shè)再生水廠，經(jīng)過再生水處理之后，將再生水與用于鍋爐設(shè)備、循環(huán)用水、超純水等用水條件，可實現(xiàn)有效的水污染處理效果，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，實現(xiàn)對濕地環(huán)境的保護，并有效減少水資源的不必要消耗，起到較好的節(jié)水效果。該循環(huán)系統(tǒng)的建設(shè)，充分利用了自動化控制系統(tǒng)，采用人際界面設(shè)備及信息號采集系統(tǒng)、執(zhí)行操作系統(tǒng)等共同實現(xiàn)對于污水處理的自動化管理。可自行采集數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)工藝過程的自動化與智能化控制，綜合分析回流比及污泥濃度等信息，比對工藝曲線，實現(xiàn)科學控制。

2.4智慧節(jié)水系統(tǒng)

結(jié)合本人實際工作，在智慧水務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用中，應(yīng)建立并完善智慧節(jié)水系統(tǒng)。智慧節(jié)水系統(tǒng)是智慧水務(wù)中極為重要的組成部分，可有效減少水資源的消耗與浪費。智慧節(jié)水即運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等方式，將用水計量設(shè)備、傳感器等硬件設(shè)備，與網(wǎng)絡(luò)、移動系統(tǒng)與水務(wù)信息系統(tǒng)等信息技術(shù)相結(jié)合，從而構(gòu)建成全方位智慧水務(wù)管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對海量水務(wù)數(shù)據(jù)信息的收集與處理，并加以有效分析，以此作為數(shù)據(jù)信息技術(shù)，滿足管理部門與用水單位提供綜合信息化服務(wù)，輔助用水管理的智能節(jié)水方式。智慧節(jié)水系統(tǒng)可通過建立智慧節(jié)水管理平臺，進行在線監(jiān)測水務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)、信息檢索、綜合分析、異常報警、智能節(jié)水等，為水務(wù)管理部門與用水單位提供綜合信息化服務(wù)。智慧節(jié)水的實現(xiàn)過程主要是通過用水計量設(shè)備實時計量用水單位的用水數(shù)據(jù)，以MODBUS/ＲS485方式為傳輸路徑，實現(xiàn)用水數(shù)據(jù)傳輸向數(shù)據(jù)采集器的實時數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集器則通過有線/無線網(wǎng)絡(luò)渠道，將數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器，并在云端對數(shù)據(jù)進行處理。最后將處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入智慧節(jié)水管理平臺，為管理部門與用水單位提供全方位的信息服務(wù)。

3結(jié)語

智慧水務(wù)的建設(shè)與應(yīng)用，可充分發(fā)揮水資源優(yōu)化管理的社會價值與經(jīng)濟價值，可強化水資源的有效利用，保證水資源供應(yīng)質(zhì)量及安全，并提升水資源的利用效率，減少水資源的浪費與消耗，可通過綜合能源管理系統(tǒng)、流域水資源智慧管理系統(tǒng)及水生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)來合體現(xiàn)智慧水務(wù)的巨大作用。