智慧水务系统在沙溪古镇核心区供水中的应用及发展趋势浅析

智慧水务系统在沙溪古镇核心区供水中的应用及发展趋势浅析

杨竹盛

剑川县水利工程管理技术服务中心 云南 剑川 671300

摘要：近年来国家出台多项政策及文件大力推进“智慧城市”建设。在市政工程中，智慧水厂和智慧管网是城市供水系统的核心组成部分，也是智慧水务建设的核心环节。在此背景下，提高城镇地下管线管理水平，建设现代化水厂，保证更高的供水可靠性及安全性是势在必行的。

关键词：沙溪古镇  智慧水务  应用  发展

沙溪镇位于大理白族自治州剑川县西南部，地处金沙江、澜沧江、怒江三江并流世界自然遗产区老君山东南端，位于大理风景名胜区与香格里拉、丽江之间；地处北纬36°11′—26°19′，东经99°45′—99°58′之间；澜沧江水系黑潓江由北至南纵贯全坝，总面积288平方千米，坝区面积26万平方千米；全镇辖14个行政村，49个自然村，76个村民小组。是一个以白族为主，汉、彝、傈僳族共居的少数民族聚居镇。全镇现有居民7679户，人口24171人，居住有汉、白、彝、傈僳、纳西等民族，少数民族占总人口的96%，其中白族占总人口的84%。

沙溪镇原已实施完成农村饮用水安全巩固提升项目，对14个村委会的供水系统进行了完善建设，现供水状况正常，但供水仅停留在农村安全饮水层面，与国家级特色小镇的供水目标不相适应，已不能满足沙溪国家级特色小镇总体规划和发展需要。

一、智慧水务管理系统

基于智慧水务平台，利用信息技术、物联网感知技术、大数据、云计算和人工智能等先进技术，融合“超 滤膜”过滤水处理系统，对沙溪古镇核心区的供水系统实施升级改造，实现从“源头”到“水龙头”的全过程监控和管理。确保每滴水都是“安全”和“新鲜”的！

1、智慧水务基础平台

1.1统一框架“云”平台

统一框架“云”平台，作为一个基础框架，平台可以接入各类数据，包括地图、业务数据等；在云平台的基础之上，利用汇集而来，搭建各业务应用，并且云平台提供数据分析，支持业务系统智慧化决策。

1.2统一通讯“云”服务

整合异构物联设备数据、提供统一标准格式原始数据、数据接口以及大量协议库，解决降低整体实施成本。聚合各个物联数据到统一平台、提供标准数据订阅接口各业务或挖掘系统分发订阅,整合数据解决数据孤岛、应用孤岛问题。

不论是物联网设备的接入还是对应用程序的服务均采用Apache、IIS类似的多服务隔离架构提高资源利用率、并发能力，也应防止部分数据采集插件、用服务插件本身开发或超过吞吐能力极限导致整体平台宕机的可能性。

2、水源地监控系统

水源地监控系统对水源地设施进行集中监管和调度，增强对水源地设备的生产运行状况的掌握能力，可以解决目前城市水源地设施管理中出现的各种问题，避免由于水源地设备管理失控的状况，带来的对整个管网运行不稳定的影响及用户水质安全隐患，为供水管理水平和能力的提升打下基础。

2.1水质监控：

水源地水位、出水压力、出水流量。 水泵运行压力、电流、状态、耗电量。

2.2流量监控：

一键生成出水流量、耗电量等数据报表。智能分析水位、压力、流量等过程曲线。

2.3安防监控：

支持红外监控，人员进入报警。支持安防拍照，自动/远程抓拍图像。

2.4阀门调度：

远程手动控制水泵启/停。现场逻辑自动控制水泵启/停。

3、管网数据监控系统

支持GIS地理信息系统，监测供水管网数据信息，数据实时上报、定时上报可选。以动态标签的形式将水压信息进行展示，同时还可以列表形式进行展示，用户点击列表中任意一条记录, 即可快速跳转到该监测点，快速查看水量水压数据，并可查询具体压力监测设备历史曲线。

3.1管网流量

管网流量监测系统可实时监测客户用水情况，及时发现表具故障，掌握用水规律，为科学调度提供依据。可使用DMA分区管理，实行DMA分区管理可以是供水企业各部门的职责权利明晰化，并通过计量和测量 的数据，实时远程传输，做好对数据的采集与管理以及对小区的漏损状况进行分析评估，最终可以较为直观的反映该区的漏损情况，为管网管理提供科学依据。

3.2管网水质

水质信息可视化：以动态标签，图表，列表等多种形式，直观、形象、动态地展示各监测点的水质指标实时信息。

4、智慧水厂

装备采用“膜技术+物联网”的技术思路，以超滤膜净水技术为核心解决农村供水水质问题，以物联网、大数据、人工智能为支撑解决运行管理问题，确保供水项目的水质安全性和长期有效性。

超滤是一种纯物理的净水方式，能有效地截留水体中的悬浮物、胶体、藻类、细菌、病毒等污染物，使出水浊度降低到0.1 NTU以下，保证出水的饮用水安全性；同时超滤具有绿色、高效、节能、工艺简便、过程易控制等优点，在出厂水浊度和微生物不达标的地区尤其适用。浸入式超滤膜设备净化后的出水浊度低于0.1NTU,能完全去除水体中的细菌、病毒、藻类等，保证了水体安全。利用膜组件与产水口的高差产水，能耗极低。

5、用户数据监控

该系统适用于自来水营业部或物业进行用户水表的查抄，随着高层楼宇的增加，以往用水抄收模式越来越不能满足目前的城市化建设进度。远程户表集抄和手持型抄收器正在逐步取代以往的抄收模式，手持抄收器抄收一栋楼的用水情况只需几秒即可，远程集抄则可定时或手动对多个区域用水情况集合抄收，具有更高的准确性、安全性、快捷性。

二、应用实例

2019年9月，剑川县水务局组织实施沙溪古镇核心区智慧水务项目，项目投资650万元，项目建设内容：智慧水务管理系统、智慧水厂及超滤膜净水设备建设、水源地监测设施、管网监测设施、智能水表改造、综合楼建设。于2020年7月通过大理州水务局验收并移交沙溪镇运行管理，2021年12月项目宣传片被推荐为中组部共产党员网“全国党员干部现代远程教育”民生水利--示范样板。

项目投入运行后，与传统供水方式比较具有以下优势：

1、更广泛的互联互通，实现信息之间的无缝连接，有利于企业掌握经营管理全貌，有利于百姓便捷接受信息。

智慧水务运行管理系统，设计覆盖水源地安全监控、水质监测，水厂全时段运行监控、水质监测、供水智能无人化管理，供水管网体系智能管理；项目实施后并入智慧沙溪管理系统，已全面达成设计目标。

2、更深入的智能控制，利用大数据分析技术加工生成新的信息资源，辅助供水企业各级经营管理人员对生产经营各环节进行更加精细、智能的控制。

3、更简单、便捷的管理模式

项目运行管理已实现智能化无人化管理，智能水表改造覆盖居民户已实现智能抄表，无需人工入户抄表。沙溪古镇核心区智慧水务微信APP已实现网络查询、网络缴费目标。

4、更全面的安全保障

项目实施完成后已实现水源地、供水水池24小时监控，供水安全得到有效保证。项目实施完成后智能化设备已实现水质无间断监测，保证供水水质安全。

5、更高质量的水质保证

水处理设备采用超滤膜过滤处理，处理为物理处理无化学药剂添加，清水池出水经采样化验在未使用任何化学药剂的情况下水质全部达标。

三、智慧水务推广存在的问题

1、项目投入成本偏高

传统人畜饮水供水只需完成供水管网和机械水表安装后就可投入运行，而智慧水务不仅要建设供水管网、智能水表，还需建设智慧管理系统、监测设施、数据传输设施等。项目建设成本与传统供水相比，建设成本过高。

2、无水利行业建设规范、标准

智慧水务在剑川属于首次建设，在项目前期审查中，剑川县水务局先后多次邀请云南省供水专家在昆明招开项目审查，但与会专家对智慧水务形成共识。智慧水务在云南处于起步阶段，尚未形成完整的规范、标准。

四、建议

1、加大政策支持力度

云南省位于我国西南，地处云贵高原，境内多为山地，项目建设成本远高于东部、平原地区，建议从国家层面政策、规定中加大云南智慧水务的扶持力度。

2、尽快制定智慧水务行业规范、技术标准

智慧水务涵盖了互联网、物联网、大数据、人工智能、市政工程、水利工程管理等。针对智慧水务项目而言，水利工程设计单位暂未具备全方面设计能力，建议尽快出台行业规范、技术标准，加快水利事业的发展。

五、结语

尽管智慧水务在剑川只处于起步阶段，但随着国家关于“智慧城市”、“智慧乡村”规划、建设、发展，将物联网、大数据、人工智能等新一代先进信息技术应用到水利工作中，已是一种必然趋势，智慧水务建设将是未来水利工作的重中之重。

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