寧夏“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”建管服模式和 關鍵技術應用研究與實踐

文_楊雪蘭 寧夏回族自治區(qū)彭陽縣水務局

我國的水資源總量豐富，但人均水資源占有量卻極少。特別是在一些經(jīng)濟落后，基礎建設缺乏的農(nóng)村地區(qū)。農(nóng)村地區(qū)可用水資源的短缺，不僅導致了農(nóng)作物的減產(chǎn)與絕收，人畜水源的缺乏，更對人的身體健康，日常生活產(chǎn)生了嚴重影響。而隨著農(nóng)村飲水工程的不斷開展實施，在2018年底共有1100多萬處供水項目被完成，覆蓋人口高達9.4億，農(nóng)村自來水普及率達81%，這為農(nóng)村人口的供水提供了強有力的保障。但我國農(nóng)村人口眾多，分布廣泛，生產(chǎn)力低下，經(jīng)濟落后，水資源條件復雜，供水基礎建設落后和供水設備標準低下是我國用水短缺的農(nóng)村地區(qū)普遍存在的問題，造就了農(nóng)村地區(qū)用水安全難得到保障的事實，加劇了城鄉(xiāng)發(fā)展得矛盾，與統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、全面建設小康社會、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的國家規(guī)劃之間存在很大差距。按照新時期治水方針要求，在互聯(lián)網(wǎng)+經(jīng)濟的啟發(fā)和物聯(lián)網(wǎng)技術的鼓舞下，寧夏回族自治區(qū)彭陽縣將互聯(lián)網(wǎng)技術應用到供水的實踐中，借助“智慧寧夏”水利云、“寬帶寧夏”等公共資源，探索“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”新模式，解決農(nóng)村飲水工程系列難題，并達到了“有效通水、合理配水、安全供水、方便用水”的突出效果。

1 案例概況

位于寧夏回族自治區(qū)六盤山東麓的彭陽縣是典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，域內山巒重疊，溝壑縱橫，水資源條件及其復雜。同時，它也是寧夏地表水資源最貧乏的縣之一,可用水資源主要來源于年均降雨量僅為全國平均值69.2%的雨水。截止2015年底，已建成46處農(nóng)村集中供水工程，總體分為紅、茹河片區(qū)和北部安家川片區(qū)兩大部分，基本解決16.3萬人的飲水問題。根據(jù)對各片區(qū)集中供水工程現(xiàn)狀評價，全縣農(nóng)村飲水不安全人口總數(shù)達到11.76萬人，供水不安全因素主要為水質超標和水量供給不足。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程關鍵技術研究

2.1 現(xiàn)狀分析

據(jù)統(tǒng)計，在已建飲水工程中涉及的泵站、蓄水池、供水管網(wǎng)等構筑物中，僅部分安裝了水位計、水質監(jiān)測設備等自動化監(jiān)測設施，官網(wǎng)流量監(jiān)測及入戶計量設備均為傳統(tǒng)機械水表。同時，與農(nóng)村供水相關的信息化建設幾乎一片空白。

2.2 關鍵技術研究

在現(xiàn)有供水基礎管網(wǎng)上，建設從水源地到用水戶的全過程自動化監(jiān)控體系，并利用自治區(qū)水利云、水慧通平臺等已有公共資源，采用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）等先進技術，形成“互聯(lián)網(wǎng)+人飲”信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)從水源地、輸水管網(wǎng)、各級水池到用戶用水全程的監(jiān)測、控制、計量、需水供水、運行管理、檢修養(yǎng)護、繳費的信息化、移動化、智能化。

農(nóng)村人飲水聯(lián)網(wǎng)服務體系建設，在物理水網(wǎng)層面，提升覆蓋度，實現(xiàn)全部農(nóng)村人飲體系全覆蓋；提升供水工程的自動化程度，加強農(nóng)村人飲服務體系的完備性。在信息水網(wǎng)層面，普及智能水表，提升監(jiān)測網(wǎng)絡覆蓋度，建立城鄉(xiāng)供水業(yè)務管理平臺，實現(xiàn)水務管理的便捷化，提升城鄉(xiāng)供水管理的數(shù)字化。在市場水網(wǎng)層面，城鄉(xiāng)供水建設運營積極融入社會資本，提高水利投融資市場化程度，充分發(fā)揮市場優(yōu)化資源配置的作用。

采集控制設備通過液位傳感器實時采集液位信息上報云平臺，根據(jù)設備自身控制邏輯或云平臺邏輯判斷是否開啟電動閥門給泵站、蓄水池進行供水，但當公共網(wǎng)絡不穩(wěn)定或者短時間斷網(wǎng)情況下，通過集成在控制設備里的智能化算法實現(xiàn)斷網(wǎng)自保護和根據(jù)模擬曲線供水等。入戶計量水表智能芯片能通過切換不同工作場景適時調整數(shù)據(jù)傳送頻率，保證了設備低功耗運行，同時通過云邊結合的方式，智能分析用戶用水行為。

業(yè)務應用系統(tǒng)采用分布式面向服務架構（SOA）技術架構、面向服務的組件模式，將應用程序的不同功能單元（稱為服務）之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，并支持各種消息模式。系統(tǒng)按照模塊拆分成多個子系統(tǒng)，使得各個模塊處于松耦合狀態(tài)，降低相互的干擾，同時具有便于系統(tǒng)擴展、直接調用現(xiàn)有服務、適應性強等特點。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程投融資體制及模式研究

從2000～2015年，彭陽縣陸續(xù)實施了46個農(nóng)村飲水工程，累計投資打3.4億元，其中國家投資的約占80%，自治區(qū)及縣政府配套的約占18%，用戶自籌資金占比僅2%。根據(jù)現(xiàn)行的國家政策依據(jù)，結合彭陽縣情，彭陽縣積極拓寬融資渠道，變革工程建設投融資體制，保障“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程建設資金。經(jīng)過地區(qū)調查研究與對比分析，彭陽縣以互聯(lián)網(wǎng)技術為創(chuàng)新驅動力，吸引社會資本投入，創(chuàng)新投融資體制，打造出具有彭陽特色的B+ABO（建造投融資公司+授權Authorize、建設Build、運營Operate）投融資模式，為工程建設提供資金保障。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程建設與運行管理體制及模式研究

4.1 現(xiàn)狀分析

2000～2015年期間，彭陽縣先后實施的農(nóng)村飲水工程全部采用傳統(tǒng)DBB（設計-招標-建造）模式，后期運行管理中多采用工程管理總站+鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利工作站（水管所）+村級管水員三級組織機構，并配備相應的管理，普遍存在建設與管理重度分離，有錢建無人管的問題。

4.2 應用研究與實踐

近年來水利行業(yè)建設模式快速發(fā)展，除傳統(tǒng)的DBB模式外，彭陽縣飲水工程大膽采用EPC+O（總承包+運營）模式，即設計、采購、施工、運維總承包模式，依靠總承包方項目管理，實現(xiàn)設計施工緊密結合，優(yōu)化建設管理資源配置，縮短建設周期，保證了工程的順利實施。同時，彭陽縣“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程采取了第三方城鄉(xiāng)供水管理機構的管理模式，自動化收費繳費，使得運營維護更加專業(yè)，不僅讓飲水的安全性大大提高，更達到了降低供水成本、降低水價的目標，使得供水保證率、水質達標率以及水費收繳率都大大提高，實現(xiàn)了城鄉(xiāng)飲水“同源、同網(wǎng)、同質、同價”的目標。

4.3 水價體制及模式研究

彭陽縣現(xiàn)狀水價制定原則為“有償供水、補償成本、合理收益、公平負擔”，以保本微利定價，但現(xiàn)行的執(zhí)行水價在寧夏南部山區(qū)屬于中等偏高水平，與農(nóng)村供水管理目標不匹配。通過分析彭陽人飲水工程實施前水價制定流程及水價測算方式，針對水價偏高等問題，開展水價形成建設成本、運維成本、用戶承受能力等影響因素綜合分析，明確運營管理單位參與到水價制定環(huán)節(jié)的重要性，確保全縣水價統(tǒng)一，為水價的合理性以及工程的可持續(xù)保駕護航。

5 結語

通過探索與實踐“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”關鍵工程技術、建設投融資體制、建設與運行管理體制以及水價機制研究，彭陽縣將互聯(lián)網(wǎng)信息技術、水利工程、建設工程項目管理、工程經(jīng)濟等多學科交匯融合和集成創(chuàng)新，克服了農(nóng)村供水工程點多、線長、面廣、地形復雜的客觀難題，形成了設施可靠、運行規(guī)范、監(jiān)管有力的創(chuàng)新型“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”典型案例。