張辰：城鎮水務數字化智能化技術研究與實踐

時間： 2025-10-10 09:22

來源：中國水網

作者：汪茵整理

污水處理廠也有不少值得研究的智慧建設和運行案例，例如無人值守、安全保障、節能降耗、精細管理與智能評估等。

張辰再次強調，無論是供水、污水還是廠網系統，實現以上突破需要通過一系列應用實踐應用場景的落地推動智能化發展。

他語重心長的表示，由于目前高校缺少人工智能專業，也缺少懂得水務行業的人工智能領域的專家，只有靠水務行業自身的提升與發展，去擁抱人工智能，才能進一步提高行業水準。

03 智能化技術應用工程實例

實例1：新加坡數字水務

張辰介紹，從國際水務行業來看，目前有一些先進的經驗值得借鑒。例如國際水協2020年出版了相關著作，分享了新加坡數字水務的一些經驗。

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實例

2：供水管網模型

當前，供水管網存在爆管問題、管網漏損、管網病害與智能缺失等問題。在管網漏損方面，面臨漏損率居高，控漏形勢嚴峻，更新改造難度大，漏損導致水質事故、地面塌陷等次生災害時有發生等困難；在管網病害方面，生物膜的鐵銹菌、沉積物與結痂等造成的危害比較大；智能缺失方面，存在感知手段落后、智能化程度低、風險管控難、體系構建/業務應用難等問題。

針對這些問題可以采取管道更換、管道修復、管道清洗與智慧管網等措施解決問題。張辰強調，智慧管網不僅只是單純投入項，還應該節能降耗，產生收益。

以西安市供水管網分區、規劃項目為例。西安市供水規模為176萬m3/d，上海市政院為西安市重新調整了全市的供水管網分區和規劃，分成13個計量分區，實現30個動態分區，進一步實現精細化管理。

在西安項目中，也實現了產出。張辰解釋，通過閥門控制實現供水系統的壓力分區，依靠壓力控制，水廠出水壓力由60m下降到50m，節能約16.6%。同時壓力下降也降低了爆管率，讓漏損率也下降了1.3%。

實例3：上海金澤原水智能調度系統

張辰表示，上海金澤原水智能調度系統也是一個典型的案例。

據悉，黃浦江上游供水規模為351萬m3/d，黃浦江上游原水系統共包含受水單位12家，原水增壓泵站3座，水池13個，調節閥10個，主要管、管道單線長度共計71.4公里。上海市政總院設計的上海金澤原水智能調度系統覆蓋資料收集、數據處理、模型建立與模型校對等范圍。

該系統取得了不錯的成效，首先，全年智能調度時間占比95%，智能方案采納率已超過99%，人工調度指令數量下降99%。其次，該系統使黃浦江上游原水調度全年降低能耗10%以上。第三，節約水資源1000萬噸，并有效降低漏損率至0.5%。

實例4：排水管道缺陷檢測智能技術

當前在排水管道方面，有一項缺陷檢測的智能技術，由一家廣州的公司設計研發。該技術通過一系列的智能檢測，分析、預判問題所在，并將相關情況展示在移動端。

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實例5：排水工程數智模型

吳淞示范區面積為9.5km2，示范區內污水管網總長45.0km，有1座吳淞污水處理廠，寶林、永清和松浦3座污水泵站。

上海市政院根據上海市相關要求，在吳淞示范區建立了感知模型、感知系統和模擬系統。

上海市政院為建設污水系統感知體系，首先采用量子芯片技術，在吳淞示范區內共安裝29臺流量液位儀表、17臺水質儀表和7臺液位儀表。

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示范區“一廠三站十片”污水系統格局

其次，建設污水系統感知體系還要給污水模型構建感知布點，張辰表示，布點并非易事，需要專業且有效，而非像撒胡椒面一般面面俱到。

感知體系建設好后，還要選擇數據質量較好的點位，用于支撐模型參數的率定和點位驗證。率定點位的流量、水位峰值和流量總量誤差需滿足上海模型地標B級及以上精度標準。

這套體系建成后，在多個應用場景有廣泛的用途。例如可分析管網運行現狀，可對污水廠擴容方案與雨水泵站截流能力提升方案進行評估。

實例6：臺州市椒江區排水模型

椒江區面積280平方公里，建成區面積為111.03平方公里，現有常住人口82.6萬人。椒江區現狀排水體制以分流制為主，老舊城區少數地塊為合流制，合流區域面積約5.6km2，排水系統排查雨污混接點1500余個，存在旱天冒溢情況。

臺州市椒江區污水系統由椒江一分為二，包括椒南、椒北兩個區塊，各有一座污水處理廠，服務面積約280km2污水管網約347km，污水泵站31座。椒江區雨水系統以自排為主，強排為輔，雨水管道總長度約504km，沿河240多處雨水排出口，河道沿線設有99處閘門井。

上海市政院發現，排水系統底數不清晰，運行管理手段不智能，應急處置流程不協同等問題。

上海市政院提出了以下解決方案：依托數字孿生、5G、AR、MR等先進技術，聚焦850余公里排水管網、35座雨污水泵站、2座污水處理廠、1座再生水廠、5000余家排水戶等業務需求，打造具有“數字孿生、三維建?！?、“實時感知、閉環管理”、“模型分析、智能預警”、“科學調度、精準施策”、“混合現實、智慧運維 ”五大應用場景的智慧排水數字孿生應用體系，構筑全域全時全空的未來之城，實現數據有效貫通、排水有序管理。

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編輯：趙凡

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