智慧水務在賓陽縣城鄉供水一體化工程中的應用探索

謝 雨

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

隨著經濟社會發展，城鄉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。城鄉供水一體化作為統籌城鄉發展的重要環節，是國家鄉村振興戰略的重要舉措，是當前我國供水規劃的大勢所趨，也是整合資源、實現水資源優化配置的必然途徑[1]。如何實現城鄉供水一體化工程中水資源監測、調度、管理和利用智能化、自動化和系統優化的管理仍然是當前水務管理部門面臨的主要挑戰。近年，廣西壯族自治區水利廳積極探索信息互聯供水保障新模式，指導百色市田陽區、柳州市鹿寨縣深化農村供水管理服務改革，率先建設了智慧水利大數據管理平臺，但全區智慧水務建設仍較為分散和滯后。本文以賓陽縣城鄉供水一體化工程作為研究對象，重點探討智慧水務系統在城鄉供水中的應用。

1 工程概況

賓陽縣主要由中心城區和16個鄉鎮組成，城鄉供水一體化工程包括黎塘鎮、洋橋鎮及和吉鎮集中連片規?；┧こ碳靶聵蜴?、賓州鎮、鄒圩鎮及新圩鎮集中連片規?；┧こ虄蓚€部分。工程建設內容包括：取水工程、水廠工程（黎塘鎮高鐵產業園水廠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）、調節構筑物工程、輸配水管網及其附屬工程四部分，具體包括清水河提水泵站、水廠廠區建筑物、取水口至各水廠輸水管線，水廠至各鎮配水管線以及各村管網延伸工程等。

2 賓陽縣城鄉供水一體化面臨的主要問題

（1）水源、水廠水質監測不足。農村供水量小，水源保護措施單一，水質監測不到位不及時，無法實現水質實時監測、在線預警，保證水的安全可靠。

（2）各區域水廠水資源調度難度大。各子項工程相距較遠，管線較長、供水分散，導致供水系統復雜，難以協調調度管理。

（3）工程運營管理復雜。單個子項工程的自動化系統難以滿足統一管理、協同調度、信息共享、把握全局的智慧化管理要求，供水突發事件應對能力薄弱問題凸顯。

3 智慧水務在賓陽縣城鄉供水一體化中的應用

3.1 系統分區

結合賓陽縣城鄉供水一體化工程分布特點，采用1+5 控制結構。即在六嶺水廠設置1 個集控中心，實現工程管理范圍內的水質、管網壓力、流量等監測信息的統一存儲、管理和共享，及無線控制的閥門、泵站遠程調度；在黎塘鎮高鐵產業園水廠、歐陽水廠、清平水廠、大江水廠、清水河提水泵站設置分控中心，上聯集控中心，并通過光纖匯聚下轄現地站的監控信息、視頻監視信息等。

3.2 系統組成

賓陽縣城鄉供水一體化工程以信息化資源整合和共享為手段，以物聯網、大數據、地理信息系統等信息技術為支撐，充分融入科技手段的創新，推動數據采集和傳輸、解析和存儲、分析和挖掘[2]，從而實現源頭水至水龍頭每個運營節點業務操作的信息化，在此基礎上，走向協同化運營管理、智慧化業務流轉、高效化資源利用、便捷化客戶服務，最終實現降低運營成本，全面提升賓陽縣水務管理效率，實現更全面的感知、更主動的服務、更整合的資源、更科學的決策、更自動的控制和更及時的應對[3]，滿足人民高品質、綠色安全的用水需求。

在賓陽縣城鄉供水一體化工程中，智慧水務主要應用于以下幾個方面。

3.2.1 綜合運營

建立統一的應用訪問入口，實現基于安全策略的統一用戶管理、統一身份認證、統一授權管理、統一單點登錄。以一張圖的形式，展示了包括原水監控、水廠監控、管網監控、泵站監管、營收管理等子系統的關鍵指標，為城鄉供水決策管理提供科學精準的數據支撐。系統可在地圖上顯示各站點的位置，支持各站點的快速導航，同時可查看各站點的詳細信息（見圖1）。

圖1 綜合運營總覽圖

3.2.2 原水監控

取水口位于清水河廖平農場河段，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，環保部門已安裝有水質在線監測設備實時監測水質變化。本工程擬從環保部門通過數據交換獲取水源地水質監測數據，應用數字化技術，實現水質監測數據實時采集、傳輸和分析的數字化、現代化、智慧化，分類、規整繁雜的水質監測信息，便于全面掌握水源地水質現狀和動態變化趨勢，為水源地保護的決策提供數據支撐[4]。

3.2.3 泵站監管

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設計。通過對城鄉供水過程中的取水泵站、加壓泵站等進行實時監測，獲取泵站機組運行情況、提水/輸水流量、泵站電氣參數等信息，實現泵站提水條件、運行環境、運行工況等全方位動態掌握，便于及時發現異常并預警報警，降低異常事件造成的損失。支持泵站設備的手動控制、自動控制、遠程控制，實現泵站自動控制和無人值守，有效降低運營成本[4]。

3.2.4 水廠監控

黎塘鎮高鐵產業園水廠、歐陽水廠、六嶺水廠為新建水廠，已有完整的自控系統設計；大江水廠、清平水廠為改擴建水廠，納入智慧水務管理平臺。在水廠自動化監控系統的基礎上，通過智慧水務綜合管理平臺統一接入和管理水廠各類設備來獲取水廠生產運行數據，實現制水全過程實時監管，保障水廠生產運行安全，優化生產調度，降低生產能耗。水廠監控子系統主要功能模塊見圖2。

圖2 水廠監控子系統主要功能模塊

3.2.5 管網監控

在輸配水管網主要干支管處布設流量、壓力監測點40處，在輸配水管網主要干支管處布設閥門開度監測點7處，在大流量用戶、配水管網末梢布設水量監測點134處，在線監測管網關鍵節點的壓力、流量、溫度信息。管網監控子系統以管網數據和水廠監測數據為基礎，以管網水量預測模型為核心，對城鄉供水過程中的關鍵節點信息進行實時監測及分層管理，據此判斷供水運營體系是否正常，強化管網供水漏損控制，降低管網事故風險。

3.2.6 營收管理

結合水務企業業務需要，基于業擴報裝、表務管理、統一抄表、營業收費、手機抄表、微信服務號等，面向用水戶，實現對取水用戶的報裝、抄表收費管理，為用水戶提供歷史用水信息查詢、水費繳納、設施維修申請、服務熱線等供水服務。營收管理功能模塊見圖3。

4 結語

借助物聯網、大數據、地理信息系統等數字化手段，結合先進的水質、壓力、流量、電氣參數等監測設備，通過數據分析和預警模型，監測和分析水資源的供需關系、水質情況以及水漏損等問題，實現對水資源的全程監控和精細化管理，從而達到水務智能管理的目標，是當前和今后水務企業優化管理的一個重要方向。本文以賓陽縣城鄉供水一體化工程為例，重點探討智慧水務在城鄉供水中的應用，分析了智慧水務面臨的主要問題，提出了智慧水務系統分區，進一步研究分析了智慧水務建設的主要方法，旨在為廣西智慧水務建設和行業發展提供參考。