智慧水务在宾阳县城乡供水一体化工程中的应用探索

谢 雨

（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁 530023）

随着经济社会发展，城乡供水安全问题日益凸显，特别是贫困人口的饮用水安全问题。城乡供水一体化作为统筹城乡发展的重要环节，是国家乡村振兴战略的重要举措，是当前我国供水规划的大势所趋，也是整合资源、实现水资源优化配置的必然途径[1]。如何实现城乡供水一体化工程中水资源监测、调度、管理和利用智能化、自动化和系统优化的管理仍然是当前水务管理部门面临的主要挑战。近年，广西壮族自治区水利厅积极探索信息互联供水保障新模式，指导百色市田阳区、柳州市鹿寨县深化农村供水管理服务改革，率先建设了智慧水利大数据管理平台，但全区智慧水务建设仍较为分散和滞后。本文以宾阳县城乡供水一体化工程作为研究对象，重点探讨智慧水务系统在城乡供水中的应用。

1 工程概况

宾阳县主要由中心城区和16个乡镇组成，城乡供水一体化工程包括黎塘镇、洋桥镇及和吉镇集中连片规模化供水工程及新桥镇、宾州镇、邹圩镇及新圩镇集中连片规模化供水工程两个部分。工程建设内容包括：取水工程、水厂工程（黎塘镇高铁产业园水厂6.11万m3/d、欧阳水厂1.62万m3/d、六岭水厂10 万m3/d、大江水厂1.05 万m3/d、清平水厂1.70万m3/d）、调节构筑物工程、输配水管网及其附属工程四部分，具体包括清水河提水泵站、水厂厂区建筑物、取水口至各水厂输水管线，水厂至各镇配水管线以及各村管网延伸工程等。

2 宾阳县城乡供水一体化面临的主要问题

（1）水源、水厂水质监测不足。农村供水量小，水源保护措施单一，水质监测不到位不及时，无法实现水质实时监测、在线预警，保证水的安全可靠。

（2）各区域水厂水资源调度难度大。各子项工程相距较远，管线较长、供水分散，导致供水系统复杂，难以协调调度管理。

（3）工程运营管理复杂。单个子项工程的自动化系统难以满足统一管理、协同调度、信息共享、把握全局的智慧化管理要求，供水突发事件应对能力薄弱问题凸显。

3 智慧水务在宾阳县城乡供水一体化中的应用

3.1 系统分区

结合宾阳县城乡供水一体化工程分布特点，采用1+5 控制结构。即在六岭水厂设置1 个集控中心，实现工程管理范围内的水质、管网压力、流量等监测信息的统一存储、管理和共享，及无线控制的阀门、泵站远程调度；在黎塘镇高铁产业园水厂、欧阳水厂、清平水厂、大江水厂、清水河提水泵站设置分控中心，上联集控中心，并通过光纤汇聚下辖现地站的监控信息、视频监视信息等。

3.2 系统组成

宾阳县城乡供水一体化工程以信息化资源整合和共享为手段，以物联网、大数据、地理信息系统等信息技术为支撑，充分融入科技手段的创新，推动数据采集和传输、解析和存储、分析和挖掘[2]，从而实现源头水至水龙头每个运营节点业务操作的信息化，在此基础上，走向协同化运营管理、智慧化业务流转、高效化资源利用、便捷化客户服务，最终实现降低运营成本，全面提升宾阳县水务管理效率，实现更全面的感知、更主动的服务、更整合的资源、更科学的决策、更自动的控制和更及时的应对[3]，满足人民高品质、绿色安全的用水需求。

在宾阳县城乡供水一体化工程中，智慧水务主要应用于以下几个方面。

3.2.1 综合运营

建立统一的应用访问入口，实现基于安全策略的统一用户管理、统一身份认证、统一授权管理、统一单点登录。以一张图的形式，展示了包括原水监控、水厂监控、管网监控、泵站监管、营收管理等子系统的关键指标，为城乡供水决策管理提供科学精准的数据支撑。系统可在地图上显示各站点的位置，支持各站点的快速导航，同时可查看各站点的详细信息（见图1）。

图1 综合运营总览图

3.2.2 原水监控

取水口位于清水河廖平农场河段，为河道水库自流取水，该水库同时为其他多个水厂的取水源地，环保部门已安装有水质在线监测设备实时监测水质变化。本工程拟从环保部门通过数据交换获取水源地水质监测数据，应用数字化技术，实现水质监测数据实时采集、传输和分析的数字化、现代化、智慧化，分类、规整繁杂的水质监测信息，便于全面掌握水源地水质现状和动态变化趋势，为水源地保护的决策提供数据支撑[4]。

3.2.3 泵站监管

新建的清水河提水泵站和6座水厂加压泵站已有完整的自控系统设计。通过对城乡供水过程中的取水泵站、加压泵站等进行实时监测，获取泵站机组运行情况、提水/输水流量、泵站电气参数等信息，实现泵站提水条件、运行环境、运行工况等全方位动态掌握，便于及时发现异常并预警报警，降低异常事件造成的损失。支持泵站设备的手动控制、自动控制、远程控制，实现泵站自动控制和无人值守，有效降低运营成本[4]。

3.2.4 水厂监控

黎塘镇高铁产业园水厂、欧阳水厂、六岭水厂为新建水厂，已有完整的自控系统设计；大江水厂、清平水厂为改扩建水厂，纳入智慧水务管理平台。在水厂自动化监控系统的基础上，通过智慧水务综合管理平台统一接入和管理水厂各类设备来获取水厂生产运行数据，实现制水全过程实时监管，保障水厂生产运行安全，优化生产调度，降低生产能耗。水厂监控子系统主要功能模块见图2。

图2 水厂监控子系统主要功能模块

3.2.5 管网监控

在输配水管网主要干支管处布设流量、压力监测点40处，在输配水管网主要干支管处布设阀门开度监测点7处，在大流量用户、配水管网末梢布设水量监测点134处，在线监测管网关键节点的压力、流量、温度信息。管网监控子系统以管网数据和水厂监测数据为基础，以管网水量预测模型为核心，对城乡供水过程中的关键节点信息进行实时监测及分层管理，据此判断供水运营体系是否正常，强化管网供水漏损控制，降低管网事故风险。

3.2.6 营收管理

结合水务企业业务需要，基于业扩报装、表务管理、统一抄表、营业收费、手机抄表、微信服务号等，面向用水户，实现对取水用户的报装、抄表收费管理，为用水户提供历史用水信息查询、水费缴纳、设施维修申请、服务热线等供水服务。营收管理功能模块见图3。

4 结语

借助物联网、大数据、地理信息系统等数字化手段，结合先进的水质、压力、流量、电气参数等监测设备，通过数据分析和预警模型，监测和分析水资源的供需关系、水质情况以及水漏损等问题，实现对水资源的全程监控和精细化管理，从而达到水务智能管理的目标，是当前和今后水务企业优化管理的一个重要方向。本文以宾阳县城乡供水一体化工程为例，重点探讨智慧水务在城乡供水中的应用，分析了智慧水务面临的主要问题，提出了智慧水务系统分区，进一步研究分析了智慧水务建设的主要方法，旨在为广西智慧水务建设和行业发展提供参考。