数智化智慧水务在市政供排水工程中的管理与应用
摘要
关键词
智慧水务;市政工程;供排水工程;项目应用
正文
0引言
随着可持续发展理念的深入人心,居民对生活环境及自然环境的关注逐年提高,我国各部门也相继提出了国家环境治理及乡村振兴政策,在多因素的加持下,城市及农村市政供排水及污水处理工程进入高速发展期,项目建设规模明显增加,治理水平不断提高[1-2]。智慧水务通过集成传感器、物联网、大数据分析等智能化技术手段,实现了对供排水系统的实时监控,有效得解决了农村污水处理点多面广、管理难度大的问题,为市政供排水工程及污水处理工程的建设提供了新的技术方案[3]。
0.1北京市水资源供需矛盾现状
供需缺口显著:北京市人均水资源量不足150立方米(2023年数据),仅为全国平均水平的1/12,年均水资源缺口超10亿立方米。主要依赖外调水(如南水北调工程)和地下水,但地下水超采问题仍未完全解决。
水源分布不均:密云水库承担约60%的首都供水任务,但受气候变化影响,库容波动加剧,生态补水需求增加。
密云水库的战略地位:首都核心水源作为华北最大水库,总库容43.75亿立方米,是北京城市供水、农业灌溉和生态补水的核心保障。生态屏障功能调节京津冀地区气候,维护潮白河流域生态平衡,被纳入北京市生态红线保护范围。
传统水务管理的痛点:数据孤岛问题水务、环保、农业等部门数据未共享,导致水资源调度决策滞后。监测手段落后依赖人工巡检和传统传感器,实时性不足,难以应对突发污染或泄漏事件。
应急响应滞后洪涝、干旱等灾害预警依赖经验判断,缺乏智能分析支持。公众参与度低水资源节约宣传不足,居民节水意识薄弱。
0.2研究意义
保障首都供水安全通过智慧化手段优化水资源配置,缓解供需矛盾。推动水务数字化转型为传统水务管理提供技术升级路径,提升管理效率。示范效应密云水库案例可为全国大型水库智慧化改造提供可复制模式。
1案例分析
1.1项目概况
密云区农村污水治理第一片区PPP项目及密云区美丽乡村穆家峪镇西穆家峪村等132个村供水及污水前端收集系统建设工程(第一片区)两项工程均位于北京市密云区,行政区域涉及溪翁庄镇、高岭镇、不老屯镇、石城镇、冯家峪镇共5个镇。其中,农村污水治理项目拟新建污水支管网98.4km,供水管线约170.47km。新建污水处理站31座(合计新增污水处理能力2000m³/d),改扩建镇级污水处理厂1座(2000m³/d),中水回用池31座。32座污水处理站点分布在密云水库一级保护区周围,处于密云水库水源保护的核心区域。
1.2智慧水务平台建设必要性
农村市政供排水及处理处理智慧水务平台建设有利于提升水务管理效率与精细化水平:传统的水务管理方式主要依赖人工操作和经验判断,这种方式不仅效率低下,而且容易出现失误。
农村市政供排水及处理处理智慧水务平台建设有利于保障供水安全与水质稳定:供水安全是城市运行的生命线,水质的稳定和安全更是关系到千家万户的健康。智慧水务平台能够对水源地、水厂、管网等各个环节的水质进行实时监测,一旦发现水质异常,系统可以立即发出警报,并通过数据分析快速查找原因,及时采取措施进行处理,确保供水水质始终符合标准。
农村市政供排水及处理处理智慧水务平台建设助力实现水资源的优化配置与可持续利用:随着城市化进程的加快和人口的增长,水资源短缺问题日益突出。
总之,农村市政供排水及处理处理工程智慧水务平台的建设对于提升水务管理效率、保障供水安全、实现水资源可持续利用具有极其重要的意义。随着技术的不断进步和应用的不断深入,为农村市政供排水的可持续发展提供坚实的保障。
2智慧水务建设评价
2.1智慧水务建设评价体系的构建
农村市政供排水系统中智慧水务的建设需要考虑多种因素的影响,如技术应用的成熟度、经济的可行性以及社会的接受程度。根据农村市政供排水及污水处理工程建设的紧迫性,农村智慧水务的建设涉及到物联网、大数据、云计算和人工智能等信息技术的集成应用,在技术层面上,虽然当前智慧水务建设中已得到了一定程度的应用,但在农村区域仍面临着技术兼容性、网络覆盖等问题。社会接受程度方面,农村智慧污水的建设需要农村居民和国家政策的支持,对智慧水务技术的研发、推广和应用提供政策及资金支持[4-5]。
2.2智慧水务建设评价指标的分析
本文采用层次分析法对农村智慧水务建设指标进行评价,层次分析法是一种主观的赋权方法,通过对比同一层次内的指标获得各个指标的相对重要性,从而获得各个指标的权重系数,进而实现分析过程的定性与定量间的转化,确定智慧水务建设过程中的关键因素。
3智慧水务在市政供排水工程中的管理措施
3.1模型驱动优化调度
密云水库周边农村地区居住较为分散,对供水效率的要求较高,通过构建供水管网水力模型和污水处理工艺模型,结合预测算法和人工智能分析,实现对管道中可能出现的问题进行预判,对调度操作进行事前模拟,为区域科学调度提供参考,保证生产顺利开展[6]。
3.2污水处理效率
根据密云水库周边农村的区位条件、经济发展水平、污水产生量等因素,选择适合的治理模式和技术。对于常住人口较少、居住分散的村庄,可以采取资源化利用的治理模式,就近就地实现农村生活污水资源化利用;而对于距离城镇较近且具备条件的村庄,可以采取纳入城镇污水管网/厂的治理模式。
4结论
本文以密云区农村污水治理项目及配套供水项目为例,探讨了智慧水务在市政供排水工程中的管理与应用的必要性。通过对智慧水务建设必要性的分析,从技术、经济和社会三个维度建立了农村智慧水务建设评价体系,采用层次分析法确定各指标的权重系数,并进行了指标的分析。结果表明,优化供水调度、提高污水处理效率和应用数字孪生技术是智慧水务建设的关键性指标,并基于评价结果提出相应的管理措施。
参考文献:
[1]解舒婷,郭欢.智慧水务在城市水污染控制中的应用[J].智慧中国,2024(7):92-93.
[2]张娟,陈司晗,张静.网络时代水务企业的智慧水务建设现状及未来建设方向[J].河北企业,2024(7):73-75.
[3]张璐晶,张伟,谭澄,等.基于新型智能控制系统的污水智慧管理:创新与实践[J].环境工程学报,2024,18(6):1732-1737.
[4]骆艺.智慧水务下的城市供排水信息系统的改进与优化[J].中国战略新兴产业,2024(5):44-46.
[5]简德武,章林伟,张辛平,等.《城镇智慧水务技术指南》解读[J].中国给水排水,2024,40(2):1-9.
[6]卢笑寒.BIM技术在智慧水务建造中的应用研究[J].工程技术研究,2024,9(01):217-219.
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