智慧水務(wù)系統(tǒng)在城鄉(xiāng)供水一體化工程中的應(yīng)用案例

摘  要：“十三五”期間，河北省水源置換和農(nóng)飲水建設(shè)工作穩(wěn)步推進，黑龍港流域，歷來是海河平原旱澇災(zāi)害頻繁的地區(qū)，也是黃淮海平原鹽漬危害嚴重的地區(qū)之一，同時黑龍港流域另有地下水含氟超標(biāo)的問題。在解決供水問題方面，國家“十三五”飲水安全鞏固提升政策，“十四五”農(nóng)村供水安全保障體系建設(shè)政策，利用南水北調(diào)引江水進行水源置換以及利用信息化手段提升供水全流程管護機制，為老百姓的飲水安全作出突出貢獻。本文將探討“智慧水務(wù)系統(tǒng)”在河北省邯鄲市魏縣城鄉(xiāng)供水一體化工程中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：水利扶貧；水源置換；城鄉(xiāng)供水一體化；智慧水務(wù)系統(tǒng)；無人值守

引  言： “十三五”期間，河北省水源置換和農(nóng)飲水建設(shè)工作穩(wěn)步推進，自2014年12月南水北調(diào)中線一期工程正式通水以來，河北省加快配套工程建設(shè)和江水切換工作，積極推進江水利用，來自丹江口水庫的長江水自南水北調(diào)中線總干渠一路向北奔涌而來，浸潤了廣袤的燕趙大地，惠及千家萬戶。與此同時，河北省農(nóng)飲水信息化發(fā)展方式快速轉(zhuǎn)變，在城鄉(xiāng)規(guī)劃、水廠管理、管網(wǎng)檢測、水質(zhì)安全等方面的信息化建設(shè)和應(yīng)用水平大幅提升，信息資源開發(fā)、共享和服務(wù)水平顯著提高，各級水務(wù)水利部門和建設(shè)企業(yè)網(wǎng)上辦事能力達到較高水平，支撐信息化發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)和信息安全保障體系進一步完善。在行業(yè)應(yīng)用方面以城鄉(xiāng)一體化為統(tǒng)領(lǐng)，堅持問題導(dǎo)向、改革導(dǎo)向和法治導(dǎo)向，統(tǒng)籌推進創(chuàng)新城鄉(xiāng)一體化供水工程、提高農(nóng)飲水質(zhì)量、保證農(nóng)村飲水水質(zhì)安全等工作，促進城鄉(xiāng)人居環(huán)境持續(xù)改善，為全省經(jīng)濟社會發(fā)展做出顯著貢獻。

1、工程人文、水文與地理環(huán)境簡介

魏縣地處冀魯豫三省交界,總面積864平方公里，轄21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1個街道辦事處，總?cè)丝?06萬，是河北人口大縣，鴨梨之鄉(xiāng)、聯(lián)合國地名專家組認證的千年古縣、國家級園林縣城、國家級水利風(fēng)景區(qū)。2018年，魏縣成功創(chuàng)建省級可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)、省級潔凈城市，順利實現(xiàn)脫貧摘帽，創(chuàng)新的扶貧微工廠、精準(zhǔn)防貧機制等經(jīng)驗在全國推廣。
      歷史悠久，文化深厚。戰(zhàn)國時屬魏國，魏文侯曾建都于此，開創(chuàng)了百年霸業(yè)，“魏縣”一名沿襲至今。在綿延的歷史長河中，勤勞淳樸、開放進取的魏縣人民形成了獨具特色的魏文化、梨文化等地域文化，凝煉出“魏文化、水文章、強項目、美城鄉(xiāng)”的新時期魏縣精神。
       物產(chǎn)豐富，資源充足。常年糧食復(fù)種面積125萬畝，總產(chǎn)量62萬噸；鴨梨種植面積20萬畝，總產(chǎn)量35萬噸，是河北省區(qū)域公用品牌，擁有國家地標(biāo)證明商標(biāo)。全縣林業(yè)面積35萬畝，森林覆蓋率27.06%。勞動力資源豐富，常年外出務(wù)工近30萬人，年勞務(wù)經(jīng)濟收入近60億元，是國家勞務(wù)輸出試點縣、農(nóng)村勞動力開發(fā)就業(yè)試點縣，“實打?qū)崱眲趧?wù)品牌享譽全國。全縣擁有省、市級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)39家、聯(lián)合體6家，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營率為71%，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部評定的全國農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展先導(dǎo)區(qū)創(chuàng)建縣。

魏縣處于黑龍港流域，黑龍港流域大體處于子牙河流域與漳衛(wèi)河流域之間，包括衡水、邢臺、邯鄲、滄州、保定、石家莊等六市的50縣（市、區(qū)），面積3.4萬平方公里，光、熱資源豐富，是國家重要的農(nóng)業(yè)種植區(qū)。由于地勢低洼，泄水不暢，加之受季風(fēng)氣候和低洼沖積、海積平原地學(xué)條件的影響，歷來是海河平原旱澇災(zāi)害頻繁的地區(qū)，也是黃淮海平原鹽漬危害嚴重的地區(qū)之一。黑龍港流域另有地下水含氟超標(biāo)的問題。在解決供水問題方面，魏縣積極響應(yīng)國家“十三五”飲水安全鞏固提升政策，利用南水北調(diào)引江水，為老百姓的飲水安全作出突出貢獻。

2、引江水水源置換、城鄉(xiāng)供水一體化工程簡介

魏縣南水北調(diào)水廠設(shè)計日供水能力6萬立方米，一期于2013年開工建設(shè)，日供水能力3萬立方米，2015年12月完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、配套供水管網(wǎng)鋪設(shè)以及機電設(shè)備安裝調(diào)試工作。2016年6月主城區(qū)及周邊村切換為南水北調(diào)水源，保障了城區(qū)居民及周邊自然村供水安全、群眾用水需求。

魏縣處于南水北調(diào)中線工程受水區(qū)范圍，年分配用水量2100萬立方米，為進一步提高江水利用力度，發(fā)揮南水北調(diào)工程效益，魏縣結(jié)合農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程“十三五”規(guī)劃，積極申報了地下水超采綜合治理農(nóng)村生活用水置換項目。

2017年實施縣域漳河以北地下水超采綜合治理農(nóng)村生活用水置換項目，完成增建南水北調(diào)水廠二期日處理3萬噸一體化凈水設(shè)備及廠房，日供水能力達到6萬立方米，向縣城漳河以北的北皋、前大磨、西南溫、野胡拐、沙口集、棘針寨等6處農(nóng)村集中供水工程供應(yīng)南水北調(diào)引江水，實現(xiàn)了水源置換。

2019年實施漳河以南水源置換初期工程，建設(shè)穿漳加壓泵站，向雙井供水站供應(yīng)引江水，鞏固提升了農(nóng)村飲水安全，提升飲水質(zhì)量。

2020年實施漳河以南農(nóng)村生活水源置換工程，向車往、南雙廟、大辛莊、大馬村等12處供水站供應(yīng)江水，年減少地下水開采量708萬m3，實現(xiàn)縣域江水全覆蓋。

截至目前，南水北調(diào)經(jīng)過四年多運行管理，水質(zhì)優(yōu)良，社會反映良好，供水總面積達到864平方公里，供水人口為106萬。同時，采用先進“智慧化供水平臺”規(guī)范城鄉(xiāng)一體化管理機制，進一步全面規(guī)范我縣城鄉(xiāng)供水一體化管理，保障群眾飲水健康，為實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略奠定良好基礎(chǔ)。

3、智慧水務(wù)系統(tǒng)“城鄉(xiāng)供水一體化”格局下應(yīng)用簡介

“智慧化供水平臺”，是沿著工業(yè)和信息化發(fā)展的歷史軌跡，從自動化、信息化、到現(xiàn)在基于大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用的智慧化水利綜合監(jiān)管平臺。利用底層信息化軟硬件搭建感知網(wǎng)絡(luò)，透過集中控制指揮中心調(diào)度大屏，進行全流程供水科學(xué)管控和水源調(diào)度。系統(tǒng)包含全流程供水格局下的智慧管控功能模塊，所有功能集成展示在屏幕上，實現(xiàn)直觀調(diào)度、快速排查、與安全保障。整個大屏的中間位置，展示魏縣城鄉(xiāng)供水的沙盤圖（GIS系統(tǒng)）。智慧供水功能涵蓋水廠運營管控、管網(wǎng)綜合聯(lián)動調(diào)度、DMA分區(qū)漏損管控、營業(yè)收費系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)等，真正實現(xiàn)了從源頭到龍頭的全方位管理機制建立。

3.1全流程功能模塊展示

3.1.1水廠

漳河橫穿魏縣，將魏縣行政區(qū)域劃分為南北兩區(qū)，漳河以北是魏縣主城區(qū)所在區(qū)域，是南水北調(diào)水廠所在的位置，另外還有一座經(jīng)濟開發(fā)區(qū)配套水廠，設(shè)計日供水能力1萬噸，保障城鄉(xiāng)安全優(yōu)質(zhì)的水源供給。

水廠數(shù)據(jù)采集及工藝自控系統(tǒng)，可以將南水北調(diào)水廠兩個凈水車間、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)配套水廠處理工藝及運行流程可視化。

可以實時的看到水廠內(nèi)部各工藝環(huán)節(jié)的運行數(shù)據(jù)，如水廠原水的瞬時流量、累計流量；各個工藝模塊的流量、水位，以及各種工藝模塊的設(shè)備運行狀態(tài)，方便管理人員使用和管理。

3.1.2泵站

泵站管理系統(tǒng)，將南水北調(diào)水廠的送水泵房、城西中途加壓泵站、漳北中途加壓泵站、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)配套水廠送水泵房等設(shè)備運行數(shù)據(jù)分別展示，在這里可以監(jiān)測不同支路供水量、壓力、累計流量，總耗電量等數(shù)值。

泵站管理系統(tǒng)通過信息化手段對各廠站進行管理，將供水設(shè)備的數(shù)據(jù)，如壓力、流量等實時傳輸?shù)娇刂浦行模诰€遠程查看廠站的供水運行情況，避免廠站異物入侵導(dǎo)致的水體污染及設(shè)備損壞，避免設(shè)備故障未及時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的停水用戶投訴事件的發(fā)生。

圖2.魏縣雙罐式一體化無負壓加壓泵站·內(nèi)部視角（無人值守）

圖3.魏縣雙罐式一體化無負壓加壓泵站·外部視角（無人值守）

3.1.3能耗管理

除了對設(shè)備進行監(jiān)控管理，系統(tǒng)還可對設(shè)備的能耗進行了整體的監(jiān)控和分析，也就是能耗管理系統(tǒng)，在這里可以對于農(nóng)村分水站、泵站的供水量，用電量，進行日、月、年的橫向統(tǒng)計與比較。

3.1.4調(diào)度監(jiān)控

調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，可對農(nóng)村32個集中供水站的壓力，流量，液位，泵組啟停狀態(tài)進行實時監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常信息，及時發(fā)出提醒，然后遠程調(diào)度（發(fā)工單）對問題進行解決。

3.1.5歷史曲線

針對分水站調(diào)度系統(tǒng)每個站點壓力、流量的24小時數(shù)據(jù)監(jiān)測曲線，分析每天的運營狀態(tài)。

在輸配水流程中，管線距離較長，存在著壓力不利點用戶，也存在新老管網(wǎng)交替進行輸水，管網(wǎng)水流存在波動，容易導(dǎo)致爆管的發(fā)生。為了保證管網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，又能保障不利點足壓足量供水，實現(xiàn)降壓輸配，為管理決策提供支撐，需要通過對管網(wǎng)進行監(jiān)測，從而達到降低物理漏失，對管網(wǎng)運行壓力狀態(tài)進行監(jiān)管的目的。

3.1.6水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)監(jiān)測模塊，是供水管理很核心的一個內(nèi)容，我們在供水站，中途加壓泵站等多個點設(shè)置了水質(zhì)實時在線監(jiān)測設(shè)備，設(shè)備可以對水質(zhì)中的：余氯、PH值、溫度、溶解氧、電導(dǎo)率、水溫等信息進行實時監(jiān)測，通過對實時水質(zhì)數(shù)據(jù)，合格率，報警次數(shù)等數(shù)據(jù)的監(jiān)測，切實做好城鄉(xiāng)供水一體化水質(zhì)安全保障。

3.1.7調(diào)度平臺

“魏縣智慧化供水”調(diào)度平臺，不僅可以展現(xiàn)南水北調(diào)水廠、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)配套水廠，還包括城區(qū)及農(nóng)村管線的分布，各分水站站點的位置等，點擊“標(biāo)簽”可以展示每個站點的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生報警時，該站點會變成紅色并顯示異常信息。管網(wǎng)布置圖和管網(wǎng)數(shù)據(jù)對于水務(wù)企業(yè)來說是一項重要的資產(chǎn)，而管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（也就是我們常說的GIS系統(tǒng)），是基于計算機軟、硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集成地理空間框架數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)、地理編碼數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)對管網(wǎng)各種設(shè)施、城市基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)管理的一種綜合集成化的信息系統(tǒng)。

在我們整體的平臺中，利用GIS系統(tǒng)主要為了達到三個目的：

1) 可視化管網(wǎng)：建立供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)從水廠到用戶的供水管網(wǎng)相關(guān)資料的統(tǒng)一信息化管理，如管網(wǎng)、水表、閥門資料以及相關(guān)的施工、維修、養(yǎng)護資料等。

2) 智能化決策：當(dāng)發(fā)生供水事故時，系統(tǒng)可準(zhǔn)確快速定位到事故地點，并提供比原經(jīng)驗關(guān)閥更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性的關(guān)閥方案，輔助及時排除故障，縮短停水時間，減少水資源的浪費，提高水資源利用率。

3) 規(guī)范化人員：實時監(jiān)控巡線人員功能；每天定時生成巡線員巡線日志，不用手工填寫；緊急事件多部門同時傳送，一般事件指定傳送；對上報的各種事故自動進行記錄，分類存儲；分區(qū)巡檢責(zé)任到人分區(qū)治理降低漏損。

3.1.8 DMA（分區(qū)計量）管理

城區(qū)及農(nóng)村DMA分區(qū)管理系統(tǒng)，城區(qū)及農(nóng)村為一級計量區(qū)域，通過分片區(qū)下沉人員管理同時結(jié)合底層分水站及村口大表的水量數(shù)據(jù)計算，及時發(fā)現(xiàn)因爆管或管道破裂等導(dǎo)致的漏損問題。

3.1.9表務(wù)管理

國家對于水資源的監(jiān)控管理需要參照水表的計量數(shù)據(jù)，對于用戶水費收取的依據(jù)也是水表的計量數(shù)據(jù)。通過對表務(wù)數(shù)據(jù)建立信息化管理方法，保障水表硬件穩(wěn)定高效工作，水表數(shù)據(jù)及時且準(zhǔn)確記錄及統(tǒng)計分析，也為水費收取提供有效的依據(jù)。

表務(wù)管理系統(tǒng)，目前管理著農(nóng)村及城市涉及5個不同廠家，2種不同種類的遠傳水表，系統(tǒng)通過技術(shù)手段對所有的遠傳表數(shù)據(jù)進行整合，直觀地展現(xiàn)水表數(shù)量，關(guān)閥成功率，不同口徑水表占比等數(shù)據(jù)。

3.1.10營收抄表

營收抄表管理系統(tǒng)，運營核心，重要的系統(tǒng)，管理著所轄區(qū)域內(nèi)的遠傳表及機械表的抄表數(shù)據(jù)，如上所示可對月營收情況進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和對比，將每個月的售水?dāng)?shù)據(jù)通過曲線圖做詳細分析，右側(cè)對新增用戶，收繳情況，支付方式等可進行定制化顯示，更直觀和清晰地展示我們的營收情況。

3.1.11熱線客服

供水行業(yè)屬于民生服務(wù)類這以關(guān)鍵服務(wù)行業(yè)，與民眾的日常生活息息相關(guān)，因此用戶需要渠道反饋自身關(guān)心或者所遇到的問題，水務(wù)/水利企業(yè)則需要渠道傾聽用戶聲音，了解用戶訴求，對用戶所關(guān)心或者所反饋的問題進行及時處理回復(fù)，并不斷提高服務(wù)品質(zhì)，因此搭建一個統(tǒng)一完善的企業(yè)與用戶間溝通的橋梁必不可缺，本系統(tǒng)即為搭建及完善水務(wù)/水利企業(yè)與用戶間溝通橋梁，提高水務(wù)/水利企業(yè)綜合服務(wù)品質(zhì)，提升企業(yè)綜合形象而量身設(shè)計。

熱線客服系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，用來輔助我司提高服務(wù)水平。將投訴類型，受理結(jié)果，話務(wù)數(shù)量，通過對日、月、年的統(tǒng)計，解決老百姓關(guān)心的問題，不斷提高水司的服務(wù)滿意度。同時還可以為我司各部門的績效統(tǒng)計提供參考。

3.1.12視頻監(jiān)控

視頻實時監(jiān)控系統(tǒng)，可以對我們管轄的分水站，泵房環(huán)境，設(shè)備運行狀態(tài)遠程查看，及時發(fā)現(xiàn)異常。

結(jié) 語：

黨中央國務(wù)院和各級政府高度重視農(nóng)村飲水安全工作，“十三五”期間，通過實施農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程，全面提高農(nóng)村飲水安全保障水平，獲得廣大村民的認可。

供水事業(yè)不斷發(fā)展，從讓老百姓“有水喝”“喝上水”，在發(fā)展到“喝好水”“飲水安全保障”，國家政策保障民生，地方政府積極響應(yīng)，根據(jù)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的總體要求，通過實施農(nóng)飲水信息化鞏固提升工程，采取新建和改造等措施，基本完成信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，健全對供水系統(tǒng)全流程的安全監(jiān)控、防范措施；建立起完善的水質(zhì)監(jiān)測及預(yù)警機制，保證居民用水安全；進一步提高加強數(shù)據(jù)應(yīng)用分析能力，為決策提供有力支撐；提升公眾服務(wù)水平，加大信息公開程度，為城鄉(xiāng)居民提供良好的飲水安全保障。

人員管理充分利用反饋數(shù)據(jù)，主管部門實現(xiàn)管理閉環(huán)，效率翻倍提高；設(shè)備故障率和系統(tǒng)性風(fēng)險下降近八成，多數(shù)情況依靠全生命周期管理，實現(xiàn)零部件以修代換降低維護成本；整體運營成本下降四成，售水鄉(xiāng)鎮(zhèn)盈虧平衡時間縮短一半。

全域供水格局數(shù)字化管理，實現(xiàn)32個分水站統(tǒng)一管控，無人值守，少人值班。主管部門能夠清晰的了解全域所有分水站的安防信息，以及用水量，水壓等實時上傳信息，同時全天實現(xiàn)水質(zhì)基礎(chǔ)信息實時監(jiān)測，保障中途輸水水質(zhì)，并實現(xiàn)分級快速報警建立創(chuàng)新響應(yīng)機制。城鄉(xiāng)供水一體化大格局下，可以在32個分水站之間實現(xiàn)整體供水狀況綜合調(diào)度，保障格分區(qū)供水穩(wěn)定性，有效緩解城鄉(xiāng)用水習(xí)慣不同導(dǎo)致的供需矛盾問題。

智慧化系統(tǒng)更是服務(wù)于百姓，收費和工單系統(tǒng)整體打通，大大提高了運營效率，也方便了老百姓的客服反饋和日常繳費，通過軟件系統(tǒng)可以實現(xiàn)設(shè)備及人員管理，提高了應(yīng)對突發(fā)事件的能力，更高效的保障老百姓的安全、穩(wěn)定用水。

在“十四五”期間，信息化應(yīng)用將進入一個新常態(tài)。在互聯(lián)網(wǎng)思維對各行業(yè)進行顛覆和爆破的大背景下，大數(shù)據(jù)、平臺經(jīng)濟、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，構(gòu)建了新的技術(shù)應(yīng)用體系，造就了新的產(chǎn)業(yè)格局形勢，誕生了新的商業(yè)模式，衍生了新的服務(wù)能力。同時也使政府信息化的發(fā)展進入新的發(fā)展階段。

回顧“十三五”期間階段成果，展望“十四五”農(nóng)村供水安全保障體系建設(shè)，魏縣仍然堅持一步一個腳印，將甘甜的自來水送至千家萬戶，促進城鄉(xiāng)一體化發(fā)展戰(zhàn)略，防止脫貧攻堅工作因水返貧，實現(xiàn)“梨香水城”鄉(xiāng)村振興。

參考文獻：

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