城市區(qū)域水環(huán)境智慧水務(wù)體系探索

河北大學(xué) 河北 保定 071000

伴隨國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市化進(jìn)程的不斷加劇,打破了原有的城市給排水平衡,加之重工業(yè)污水隨意排放更加劇了脆弱的水環(huán)境,給人類的生產(chǎn)、生活帶來了很大的威脅。為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展,實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用,各級政府都出來多項(xiàng)政策,專門整治水環(huán)境問題。本文在分析當(dāng)前城市水環(huán)境存在的問題基礎(chǔ)上,將大數(shù)據(jù)、AI等先進(jìn)的信息技術(shù)與城市水務(wù)體系相結(jié)合,提出城市智慧水務(wù)體系的思路,并構(gòu)建了建設(shè)目標(biāo)與方案,為城市未來水務(wù)體系的構(gòu)建提供的有效參考價(jià)值。

1 城市水環(huán)境存在的問題

當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù)城市水環(huán)境存在水污染嚴(yán)重、智慧監(jiān)測與防汛、水務(wù)體系不協(xié)調(diào)等很多共性問題。

在水污染方面的首要問題是人類生活污水未經(jīng)處理任意排放,致使污水里的病菌、病毒等微生物泛濫；再者工業(yè)污水未處理或未達(dá)標(biāo)排入河流,危及魚蝦和多種水生物的正常生長與繁殖,破壞了河流原有的食物鏈；另外一些石油類及劇毒污染物的不合理排放也會(huì)不斷聚集到食物鏈頂端,對人類生命安全產(chǎn)生了巨大的威脅。

智慧監(jiān)測與防汛上主要體現(xiàn)為(1)城市多數(shù)河流的防洪蓄水能力不夠；(2)缺乏河道水環(huán)境網(wǎng)絡(luò)且容量小、暗涵多；(3)部分區(qū)塊內(nèi)澇問題尚未完全解決也缺乏統(tǒng)一調(diào)配體系。

水務(wù)體系不協(xié)調(diào)大的問題主要有：(1)缺乏更為完善的基礎(chǔ)設(shè)施,未建立立體的多維度水務(wù)管理與監(jiān)測體系；(2)水務(wù)體系智慧程度有待加強(qiáng),未實(shí)現(xiàn)水務(wù)與新一代信息技術(shù)的深度融合；(3)水務(wù)體系數(shù)據(jù)不能完全融合共享,數(shù)據(jù)“孤島”問題依然存在。

2 智慧水務(wù)體系概述

為解決當(dāng)前城市水環(huán)境存在的問題,本文探索具備數(shù)據(jù)共享,科學(xué)管理,協(xié)同調(diào)配的智慧水務(wù)體系。該體系是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、AI、VR、大數(shù)據(jù)等新一代先進(jìn)技術(shù)手段,將城市管理、市民生活與城市水文、水質(zhì)、給排水體系、監(jiān)測與防汛等進(jìn)行深度融合,進(jìn)而形成一種新型的“人-水”協(xié)同體系,創(chuàng)造出更為新型的城市生活“新常態(tài)”。

智慧水務(wù)體系的構(gòu)建不僅可為市民提供安全健康的水環(huán)境,有效監(jiān)管廢水、污水的合理排放,更可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)城市水環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測與統(tǒng)一調(diào)配,為整個(gè)管理體系的運(yùn)營決策提供數(shù)字化的精準(zhǔn)指導(dǎo),逐步形成精準(zhǔn)科學(xué)的城市水務(wù)運(yùn)營模式。

3 智慧水務(wù)體系構(gòu)建

3.1 智慧水務(wù)體系構(gòu)建目標(biāo) 智慧水務(wù)體系的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)綜合考慮多數(shù)城市共性及自身特性,融匯城市水文、水務(wù)、水環(huán)境等數(shù)據(jù),建立起集多維度于一體的水源聯(lián)動(dòng)調(diào)配網(wǎng)絡(luò),為智慧城市的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。因此,構(gòu)建多維度實(shí)時(shí)監(jiān)管、統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度、科學(xué)決策與多樣化服務(wù)的智慧水務(wù)體系是未來城市水環(huán)境的建設(shè)目標(biāo)。

3.2 智慧水務(wù)體系總體構(gòu)架 智慧水務(wù)體系應(yīng)以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向,以實(shí)踐檢驗(yàn)為核心,基于城市多年的水文、河流、氣象、水環(huán)境數(shù)據(jù),構(gòu)建多維度的城市水環(huán)境聯(lián)動(dòng)調(diào)配網(wǎng)絡(luò),提高水務(wù)體系的運(yùn)營決策與應(yīng)急預(yù)警能力。因此綜合當(dāng)前水務(wù)體系特性,整合不同維度的數(shù)據(jù)資源,在科學(xué)統(tǒng)籌、合理規(guī)劃的指導(dǎo)下,得到如圖1所示的集應(yīng)用、診斷、預(yù)測、調(diào)配與調(diào)控與一體的城市智慧水務(wù)體系總體框架結(jié)構(gòu)圖。

監(jiān)測系統(tǒng)是智慧水務(wù)體系的基礎(chǔ),為整個(gè)體系提供多維度的數(shù)據(jù),為水務(wù)體系的科學(xué)決策與調(diào)度提供可靠的數(shù)據(jù)保障；新一代先進(jìn)信息技術(shù)是整個(gè)體系的關(guān)鍵,可為存儲、分析、管理監(jiān)測系統(tǒng)采集的多維度數(shù)據(jù)并給出精準(zhǔn)的水環(huán)境預(yù)測模型；業(yè)務(wù)應(yīng)用是智慧水務(wù)體系的直接體現(xiàn),涉及民生、政府等多類職能部門；智慧水務(wù)體系安全高效運(yùn)行離不開技術(shù)保障,通過人才引進(jìn)與培養(yǎng)、資金與規(guī)范體系、信息安全等多方面預(yù)防安全隱患。

圖1 城市智慧水務(wù)體系總體架構(gòu)圖

3.3 智慧水務(wù)體系構(gòu)建內(nèi)容 智慧水務(wù)體系應(yīng)集成多個(gè)部門、體系的信息并實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通,才能逐步建立起深度融合的綠色智慧城市。根據(jù)體系總體架構(gòu),我需要完成從4個(gè)方面構(gòu)建完整的城市智慧水務(wù)體系。

構(gòu)建智慧感知體系。通過傳感、探測等智能技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)、水位等水環(huán)境,構(gòu)建涵蓋河流、湖泊、工廠、小區(qū)等多維度的智慧監(jiān)測體系,提供實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、全面的城市水環(huán)境信息。

構(gòu)建數(shù)據(jù)處理中心。城市水環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)中心識別、分析、處理后建立數(shù)據(jù)圖書館,將不同數(shù)據(jù)分類存儲與管理,可實(shí)現(xiàn)不同維度數(shù)據(jù)的調(diào)用、顯示、分析與預(yù)測。

建立水務(wù)服務(wù)平臺。以智慧感知與數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ),建立集民生、工廠、政府、監(jiān)管等為一體的綜合服務(wù)管理平臺,需要日常管理、給排水管理、危險(xiǎn)監(jiān)管、突發(fā)事件預(yù)警、應(yīng)急管理等多個(gè)維的不同構(gòu)建機(jī)制。

建立綜合監(jiān)管機(jī)制?；谛乱淮冗M(jìn)技術(shù)建立的平臺存在信息泄露、網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。因此為保證智慧水務(wù)體系的安全高效運(yùn)行必須借助專業(yè)的人才引進(jìn)與培養(yǎng)、完善的制度體系、充足的資金保障等手段組建強(qiáng)有力的智慧水務(wù)體系綜合監(jiān)管機(jī)制。

4 結(jié)束語

智慧水務(wù)體系是城市未來的發(fā)展趨勢,它通過多維度、多層次的信息交互可為城市水環(huán)境的協(xié)同調(diào)配與監(jiān)管預(yù)測提供科學(xué)決策模型。但城市智慧水務(wù)體系的建設(shè)應(yīng)充分考慮本市水環(huán)境特性與基礎(chǔ)建設(shè),從實(shí)際出發(fā),建立切實(shí)可行的服務(wù)平臺與運(yùn)營機(jī)制,穩(wěn)步推進(jìn)智慧城市的發(fā)展。