謝 雨

（廣西水利電力勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，南寧 530023）

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，城鄉(xiāng)供水安全問題日益凸顯，特別是貧困人口的飲用水安全問題。城鄉(xiāng)供水一體化作為統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，是國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措，是當(dāng)前我國供水規(guī)劃的大勢所趨，也是整合資源、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的必然途徑[1]。如何實現(xiàn)城鄉(xiāng)供水一體化工程中水資源監(jiān)測、調(diào)度、管理和利用智能化、自動化和系統(tǒng)優(yōu)化的管理仍然是當(dāng)前水務(wù)管理部門面臨的主要挑戰(zhàn)。近年，廣西壯族自治區(qū)水利廳積極探索信息互聯(lián)供水保障新模式，指導(dǎo)百色市田陽區(qū)、柳州市鹿寨縣深化農(nóng)村供水管理服務(wù)改革，率先建設(shè)了智慧水利大數(shù)據(jù)管理平臺，但全區(qū)智慧水務(wù)建設(shè)仍較為分散和滯后。本文以賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化工程作為研究對象，重點探討智慧水務(wù)系統(tǒng)在城鄉(xiāng)供水中的應(yīng)用。

1 工程概況

賓陽縣主要由中心城區(qū)和16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)組成，城鄉(xiāng)供水一體化工程包括黎塘鎮(zhèn)、洋橋鎮(zhèn)及和吉鎮(zhèn)集中連片規(guī)?；┧こ碳靶聵蜴?zhèn)、賓州鎮(zhèn)、鄒圩鎮(zhèn)及新圩鎮(zhèn)集中連片規(guī)?；┧こ虄蓚€部分。工程建設(shè)內(nèi)容包括：取水工程、水廠工程（黎塘鎮(zhèn)高鐵產(chǎn)業(yè)園水廠6.11萬m3/d、歐陽水廠1.62萬m3/d、六嶺水廠10 萬m3/d、大江水廠1.05 萬m3/d、清平水廠1.70萬m3/d）、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物工程、輸配水管網(wǎng)及其附屬工程四部分，具體包括清水河提水泵站、水廠廠區(qū)建筑物、取水口至各水廠輸水管線，水廠至各鎮(zhèn)配水管線以及各村管網(wǎng)延伸工程等。

2 賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化面臨的主要問題

（1）水源、水廠水質(zhì)監(jiān)測不足。農(nóng)村供水量小，水源保護措施單一，水質(zhì)監(jiān)測不到位不及時，無法實現(xiàn)水質(zhì)實時監(jiān)測、在線預(yù)警，保證水的安全可靠。

（2）各區(qū)域水廠水資源調(diào)度難度大。各子項工程相距較遠，管線較長、供水分散，導(dǎo)致供水系統(tǒng)復(fù)雜，難以協(xié)調(diào)調(diào)度管理。

（3）工程運營管理復(fù)雜。單個子項工程的自動化系統(tǒng)難以滿足統(tǒng)一管理、協(xié)同調(diào)度、信息共享、把握全局的智慧化管理要求，供水突發(fā)事件應(yīng)對能力薄弱問題凸顯。

3 智慧水務(wù)在賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)分區(qū)

結(jié)合賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化工程分布特點，采用1+5 控制結(jié)構(gòu)。即在六嶺水廠設(shè)置1 個集控中心，實現(xiàn)工程管理范圍內(nèi)的水質(zhì)、管網(wǎng)壓力、流量等監(jiān)測信息的統(tǒng)一存儲、管理和共享，及無線控制的閥門、泵站遠程調(diào)度；在黎塘鎮(zhèn)高鐵產(chǎn)業(yè)園水廠、歐陽水廠、清平水廠、大江水廠、清水河提水泵站設(shè)置分控中心，上聯(lián)集控中心，并通過光纖匯聚下轄現(xiàn)地站的監(jiān)控信息、視頻監(jiān)視信息等。

3.2 系統(tǒng)組成

賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化工程以信息化資源整合和共享為手段，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)等信息技術(shù)為支撐，充分融入科技手段的創(chuàng)新，推動數(shù)據(jù)采集和傳輸、解析和存儲、分析和挖掘[2]，從而實現(xiàn)源頭水至水龍頭每個運營節(jié)點業(yè)務(wù)操作的信息化，在此基礎(chǔ)上，走向協(xié)同化運營管理、智慧化業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)、高效化資源利用、便捷化客戶服務(wù)，最終實現(xiàn)降低運營成本，全面提升賓陽縣水務(wù)管理效率，實現(xiàn)更全面的感知、更主動的服務(wù)、更整合的資源、更科學(xué)的決策、更自動的控制和更及時的應(yīng)對[3]，滿足人民高品質(zhì)、綠色安全的用水需求。

在賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化工程中，智慧水務(wù)主要應(yīng)用于以下幾個方面。

3.2.1 綜合運營

建立統(tǒng)一的應(yīng)用訪問入口，實現(xiàn)基于安全策略的統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一授權(quán)管理、統(tǒng)一單點登錄。以一張圖的形式，展示了包括原水監(jiān)控、水廠監(jiān)控、管網(wǎng)監(jiān)控、泵站監(jiān)管、營收管理等子系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)，為城鄉(xiāng)供水決策管理提供科學(xué)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)可在地圖上顯示各站點的位置，支持各站點的快速導(dǎo)航，同時可查看各站點的詳細(xì)信息（見圖1）。

圖1 綜合運營總覽圖

3.2.2 原水監(jiān)控

取水口位于清水河廖平農(nóng)場河段，為河道水庫自流取水，該水庫同時為其他多個水廠的取水源地，環(huán)保部門已安裝有水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測水質(zhì)變化。本工程擬從環(huán)保部門通過數(shù)據(jù)交換獲取水源地水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時采集、傳輸和分析的數(shù)字化、現(xiàn)代化、智慧化，分類、規(guī)整繁雜的水質(zhì)監(jiān)測信息，便于全面掌握水源地水質(zhì)現(xiàn)狀和動態(tài)變化趨勢，為水源地保護的決策提供數(shù)據(jù)支撐[4]。

3.2.3 泵站監(jiān)管

新建的清水河提水泵站和6座水廠加壓泵站已有完整的自控系統(tǒng)設(shè)計。通過對城鄉(xiāng)供水過程中的取水泵站、加壓泵站等進行實時監(jiān)測，獲取泵站機組運行情況、提水/輸水流量、泵站電氣參數(shù)等信息，實現(xiàn)泵站提水條件、運行環(huán)境、運行工況等全方位動態(tài)掌握，便于及時發(fā)現(xiàn)異常并預(yù)警報警，降低異常事件造成的損失。支持泵站設(shè)備的手動控制、自動控制、遠程控制，實現(xiàn)泵站自動控制和無人值守，有效降低運營成本[4]。

3.2.4 水廠監(jiān)控

黎塘鎮(zhèn)高鐵產(chǎn)業(yè)園水廠、歐陽水廠、六嶺水廠為新建水廠，已有完整的自控系統(tǒng)設(shè)計；大江水廠、清平水廠為改擴建水廠，納入智慧水務(wù)管理平臺。在水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過智慧水務(wù)綜合管理平臺統(tǒng)一接入和管理水廠各類設(shè)備來獲取水廠生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)制水全過程實時監(jiān)管，保障水廠生產(chǎn)運行安全，優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度，降低生產(chǎn)能耗。水廠監(jiān)控子系統(tǒng)主要功能模塊見圖2。

圖2 水廠監(jiān)控子系統(tǒng)主要功能模塊

3.2.5 管網(wǎng)監(jiān)控

在輸配水管網(wǎng)主要干支管處布設(shè)流量、壓力監(jiān)測點40處，在輸配水管網(wǎng)主要干支管處布設(shè)閥門開度監(jiān)測點7處，在大流量用戶、配水管網(wǎng)末梢布設(shè)水量監(jiān)測點134處，在線監(jiān)測管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點的壓力、流量、溫度信息。管網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)以管網(wǎng)數(shù)據(jù)和水廠監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以管網(wǎng)水量預(yù)測模型為核心，對城鄉(xiāng)供水過程中的關(guān)鍵節(jié)點信息進行實時監(jiān)測及分層管理，據(jù)此判斷供水運營體系是否正常，強化管網(wǎng)供水漏損控制，降低管網(wǎng)事故風(fēng)險。

3.2.6 營收管理

結(jié)合水務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)需要，基于業(yè)擴報裝、表務(wù)管理、統(tǒng)一抄表、營業(yè)收費、手機抄表、微信服務(wù)號等，面向用水戶，實現(xiàn)對取水用戶的報裝、抄表收費管理，為用水戶提供歷史用水信息查詢、水費繳納、設(shè)施維修申請、服務(wù)熱線等供水服務(wù)。營收管理功能模塊見圖3。

4 結(jié)語

借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)等數(shù)字化手段，結(jié)合先進的水質(zhì)、壓力、流量、電氣參數(shù)等監(jiān)測設(shè)備，通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)警模型，監(jiān)測和分析水資源的供需關(guān)系、水質(zhì)情況以及水漏損等問題，實現(xiàn)對水資源的全程監(jiān)控和精細(xì)化管理，從而達到水務(wù)智能管理的目標(biāo)，是當(dāng)前和今后水務(wù)企業(yè)優(yōu)化管理的一個重要方向。本文以賓陽縣城鄉(xiāng)供水一體化工程為例，重點探討智慧水務(wù)在城鄉(xiāng)供水中的應(yīng)用，分析了智慧水務(wù)面臨的主要問題，提出了智慧水務(wù)系統(tǒng)分區(qū)，進一步研究分析了智慧水務(wù)建設(shè)的主要方法，旨在為廣西智慧水務(wù)建設(shè)和行業(yè)發(fā)展提供參考。