江西九江，南靠廬山，北臨長(cháng)江，東接鄱陽(yáng)湖，還將十里河、八里湖、南門(mén)湖、甘棠湖等河湖攬入城郭。江、湖、山在這相遇，形成令文人墨客駐足流連的壯美奇觀(guān)，也給這座古城留下千年水患之疾。九江地勢東、西、南三面高，中間低，雨天城市受到山間雨水和河湖漲水的“雙重夾擊”，容易形成積水內澇；不下雨時(shí)，水動(dòng)力不足，又容易形成黑臭水體。邁入新時(shí)代的九江，面對這道千年“水問(wèn)題”，亟需一套全新的答案。
把多的水“管”起來(lái)
2021年，全國平均年降水量為691.6毫米,平均年降水量排名前三的水資源分區分別是東南諸河區（1748.3毫米）、珠江區（1371.1毫米）、長(cháng)江區（1152.8毫米），而僅僅一個(gè)九江市平均降水量就達到了1553.7毫米。
“九江的痛點(diǎn)是水多了?！比龒{集團所屬長(cháng)江環(huán)保集團江西區域公司執行總經(jīng)理何文戰介紹說(shuō)，九江降水量在時(shí)間上的分布特點(diǎn)是年內分配不均，降水主要集中在5-6月份，暴雨多，強度大。
治水須先“知水”。一方面，需要全面感知水情：天上降了多少水，上游來(lái)了多少水，地表積了多少水，地下管道進(jìn)了多少水，河湖漲了多少水……另一方面，需要掌握這座城市排水和處理水的能力，包括雨污管網(wǎng)的位置、管網(wǎng)收集水的能力、污水廠(chǎng)站的處理能力、泵站的抽排水能力等。
而現實(shí)情況是，在大部分城市，地面上的水情信息散布在各相關(guān)部門(mén)，沒(méi)有集中收集分析處理。地下基礎設施的排水能力，尤其像管網(wǎng)這種隱蔽工程，存在大量信息空白。
九江治水，面臨的是“山-城-河-湖-江”多形態(tài)的復雜城市水系統，若是不能準確掌握這些涉水信息，就如同蒙著(zhù)眼睛去打仗，難有勝算。
5年前，三峽集團參與共抓長(cháng)江大保護的“第一槍”在九江打響，排水管網(wǎng)的更新?lián)Q代在九江地下悄然進(jìn)行，與此同時(shí)，智慧水務(wù)工作也在這里啟程。
“智慧水務(wù)的基礎是數字化，數據已經(jīng)被列為與土地、勞動(dòng)力、資本、技術(shù)并列的第五大生產(chǎn)要素?！比龒{智慧水務(wù)公司常務(wù)副總經(jīng)理陳江海說(shuō)，“城市排水系統是一項隱蔽工程，且多數是建設年代已久，平時(shí)缺乏系統維護。絕大多數城市管網(wǎng)底數和運行狀態(tài)是看不見(jiàn)、說(shuō)不清的，數字化手段可以讓看不見(jiàn)的看得見(jiàn)，讓說(shuō)不清的說(shuō)得清，讓管不住的管得住，這就是數字化治水的邏輯?！?br />
九江的數字化治水之路在芳蘭污水處理廠(chǎng)邁出了第一步。2019年，在長(cháng)江環(huán)保集團和三峽集團所屬三峽上海院的通力合作下，芳蘭污水廠(chǎng)在4個(gè)月內完成了多源數據數字化入庫、應用功能開(kāi)發(fā)及系統聯(lián)調聯(lián)試等工作，實(shí)現了長(cháng)江大保護智慧水務(wù)建設模式、業(yè)務(wù)流程、數據資產(chǎn)管理、智慧水務(wù)平臺從無(wú)到有的突破。
“智慧水務(wù)要服務(wù)于工程設計建設運維全生命周期，必須要有一盤(pán)棋思維?！焙挝膽鹫f(shuō)。
三峽智慧水務(wù)公司以九江為基礎，從以管網(wǎng)為重點(diǎn)的城市智慧水管家等理念出發(fā)，構建三峽水務(wù)運營(yíng)管理邏輯，努力實(shí)現對廠(chǎng)網(wǎng)河湖岸水務(wù)數字化管理的全覆蓋，覆蓋到從水源頭到水龍頭、從進(jìn)水口到排水口的全過(guò)程。
今天，在三峽集團牽頭實(shí)施的各個(gè)城市長(cháng)江大保護項目中，智慧水務(wù)屬于“必選”子項目，長(cháng)江大保護智慧水務(wù)項目已在長(cháng)江經(jīng)濟帶陸續落地。
每一段管網(wǎng)都是數字管網(wǎng)
與多數沿江城市一樣，九江的水環(huán)境痛點(diǎn)是排水系統的運行能力跟不上城市發(fā)展速度，管道的混接錯接、淤堵破損、雨污混流等導致雨天易積水，河道易返黑返臭。
“管網(wǎng)的位置在哪里、缺陷是什么？這是第一步要解決的問(wèn)題?！遍L(cháng)期從事城市市政管網(wǎng)設計與研究的三峽智慧水務(wù)公司業(yè)務(wù)總監徐昊旻說(shuō)，改善九江城區水環(huán)境，首先要摸清管網(wǎng)“家底”。
三峽集團在九江開(kāi)展長(cháng)江大保護之初，就采用數字化手段對約80平方公里項目范圍內的存量管網(wǎng)進(jìn)行了普查和檢測，相當于給管網(wǎng)做全身“體檢”，在生成“體檢報告”的同時(shí)，也通過(guò)三峽智慧水務(wù)公司開(kāi)發(fā)的應用軟件建立了“電子檔案”，涵蓋管網(wǎng)的坐標、埋深、走向、材質(zhì)、管徑等基本信息，也包括是否存在結構性、功能性缺陷以及缺陷等級。而在新建和修復管網(wǎng)過(guò)程中，除了動(dòng)態(tài)錄入管網(wǎng)的所有信息，還根據運營(yíng)需求科學(xué)布設液位計、流量計等監測設備，能夠實(shí)時(shí)采集液位、流量、水質(zhì)等運行數據?？梢哉f(shuō)，每一段管網(wǎng)在“出生”時(shí)就有了一張電子身份證。
這一端，物理管網(wǎng)在地下空間延伸，另一端，數字管網(wǎng)也在虛擬世界搭建。在位于兩河污水處理廠(chǎng)的九江智慧水務(wù)調度中心，三峽集團建設、運維的每一個(gè)管節的位置、埋深、孔徑、流量、流速等信息，都能精準地展現給治水決策者。三峽集團在九江合作區內建設的約2100公里管網(wǎng)，均實(shí)現了數字化“孿生”。
“不僅在九江，今天三峽集團在所有長(cháng)江大保護項目里鋪設的管網(wǎng)都是數字管網(wǎng)?！比龒{智慧水務(wù)公司工程建設部負責人魏本勝介紹，三峽智慧水務(wù)公司數字化團隊長(cháng)期駐守40多個(gè)城市項目一線(xiàn)，在長(cháng)江環(huán)保集團的全力支持下，與管網(wǎng)普查單位、檢測單位、設計單位、施工單位一輪輪對接、核實(shí)、糾正，目前長(cháng)江大保護數字管網(wǎng)庫規模躍居全國之最，總長(cháng)度超40000公里。這些管網(wǎng)數據是智慧水務(wù)的“底座”，通過(guò)集控手段，提供給“城市智慧水管家”，成為水環(huán)境治理一體化調度的決策依據。
智慧大腦初長(cháng)成
在九江智慧水務(wù)調度中心內，一張大屏匯集了全部監測設備采集到的涉水信息。
“前期埋設的監測設備如同‘千里眼’和‘順風(fēng)耳’，每天會(huì )將采集的數據實(shí)時(shí)傳輸到調度中心，動(dòng)態(tài)生成‘一張圖’，為九江城區各類(lèi)場(chǎng)景下的水環(huán)境管理提供重要支撐?！比龒{智慧水務(wù)公司九江項目經(jīng)理閔樂(lè )樂(lè )介紹說(shuō)。
以往遇到管道淤堵污水冒溢，總是急救式地“哪里堵了通哪里”，疏通工作量大，沒(méi)有規律可循。如今有了數字系統，運維人員可以通過(guò)關(guān)鍵的實(shí)時(shí)在線(xiàn)數據快速排查隱患。
“數字經(jīng)濟時(shí)代，數據已經(jīng)成為‘新石油’，但只有經(jīng)過(guò)提煉才能更具價(jià)值?！比龒{智慧水務(wù)公司常務(wù)副總經(jīng)理陳江海說(shuō)，“我們可以根據流速、液位等實(shí)時(shí)數據判定管網(wǎng)是否存在淤堵和冒溢的風(fēng)險，也可以通過(guò)對比雨天、晴天兩種天氣下管網(wǎng)的流速和流量，來(lái)判定是否有雨污混接等問(wèn)題?！?br />
九江的地形地貌和水文條件決定了這座城市很容易形成雨季內澇。那么，一場(chǎng)暴雨之后，九江會(huì )發(fā)生什么變化？數字模型可以推演——
下雨了，雨水管的水排河，合流管里的水進(jìn)入截污管或調蓄池，此時(shí)，污水廠(chǎng)進(jìn)水量增加，進(jìn)水濃度降低。模型根據雨量大小推算管網(wǎng)流量、液位、水質(zhì)濃度的變化，進(jìn)而推算和決定構筑物的運行狀況，比如調蓄池的負荷大小、抽水泵站的啟停、排水閥門(mén)的啟閉等，還能根據管網(wǎng)高水位運行和檢查井冒溢情況識別內澇風(fēng)險，預判內澇發(fā)生時(shí)間、發(fā)生地點(diǎn)、淹沒(méi)范圍、積水深度等。
“有了系統的預判，運維人員可以在汛期主動(dòng)迎戰?！遍L(cháng)江環(huán)保集團九江三峽水務(wù)公司副經(jīng)理毛宇洛介紹，比如雨前降低管網(wǎng)液位為暴雨騰出容量，雨中指導調蓄池、泵站和污水廠(chǎng)等設施的協(xié)同運行，雨后再次進(jìn)行巡檢，清理淤積、排查隱患。
越用越“聰明”的大腦
如果把智慧水務(wù)系統比作人類(lèi)的大腦，那么模型就是大腦應對具體情境時(shí)產(chǎn)生的行為。目前，九江已搭建起內澇模型、管網(wǎng)水動(dòng)力模型、管網(wǎng)水質(zhì)模型、河道水動(dòng)力模型、河道水質(zhì)模型五大模型，能夠預測不同天氣狀況下城市水環(huán)境各項指標的演變。
在陳江?？磥?lái)，模型是要靠數據“喂養”的，日積月累的運行數據就是“養料”?！爸挥胁粩嗟赝ㄟ^(guò)真實(shí)數據去推演和驗證，模型才會(huì )越來(lái)越精準，大腦才會(huì )越用越聰明?！?br />
在九江，監測設備每隔5分鐘就會(huì )向智慧水務(wù)系統發(fā)送管網(wǎng)及廠(chǎng)站的流量、液位、流速、COD濃度等實(shí)時(shí)監測數據，以及泵站、閥門(mén)等實(shí)時(shí)控制數據，經(jīng)過(guò)一年多的“喂養”，系統中各模型準確度可達85%以上?！拔磥?lái)，我們有20多年的運維時(shí)間去持續‘喂養’這些模型，智慧水務(wù)這顆大腦一定會(huì )越來(lái)越聰明?！标惤Ｕf(shuō)。
從數字化到智能化再到智慧化，還有一段很長(cháng)的路，長(cháng)江大保護智慧水務(wù)正以九江、六安為示范基地持續開(kāi)展智能感知、數據治理、一體化調度、集控運營(yíng)等卡脖子技術(shù)的研發(fā)、測試、迭代和升級，推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品化、產(chǎn)品市場(chǎng)化，并最終面向行業(yè)推廣，助力三峽“智”水模式輸出。
據三峽智慧水務(wù)公司陸熙博士介紹，目前九江正在探索實(shí)現污水處理廠(chǎng)的智能診斷和控制，她和團隊正在搭建污水生物反應模型，能夠模擬典型的污水處理工藝過(guò)程，假設污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)不達標，則可以根據模型提供的方案診斷原因，幫助污水廠(chǎng)大幅提升運維效率。
“數字化的賦能，使以往對水務(wù)現象的觀(guān)察變成了基于數據的預測，而數據變化的趨勢又可以幫助我們形成動(dòng)態(tài)的管理決策，能夠有效提高管理水平，降低成本，提升水環(huán)境治理成效?！遍L(cháng)江環(huán)保集團董事長(cháng)王殿常說(shuō)。
來(lái)源：三峽小微
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