张辰：城镇水务数字化智能化技术研究与实践

时间：2025-10-10 09:14

来源：中国水网

作者：汪茵整理

污水处理厂也有不少值得研究的智慧建设和运行案例，例如无人值守、安全保障、节能降耗、精细管理与智能评估等。

张辰再次强调，无论是供水、污水还是厂网系统，实现以上突破需要通过一系列应用实践应用场景的落地推动智能化发展。

他语重心长的表示，由于目前高校缺少人工智能专业，也缺少懂得水务行业的人工智能领域的专家，只有靠水务行业自身的提升与发展，去拥抱人工智能，才能进一步提高行业水准。

03 智能化技术应用工程实例

实例1：新加坡数字水务

张辰介绍，从国际水务行业来看，目前有一些先进的经验值得借鉴。例如国际水协2020年出版了相关著作，分享了新加坡数字水务的一些经验。

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实例

2：供水管网模型

当前，供水管网存在爆管问题、管网漏损、管网病害与智能缺失等问题。在管网漏损方面，面临漏损率居高，控漏形势严峻，更新改造难度大，漏损导致水质事故、地面塌陷等次生灾害时有发生等困难；在管网病害方面，生物膜的铁锈菌、沉积物与结痂等造成的危害比较大；智能缺失方面，存在感知手段落后、智能化程度低、风险管控难、体系构建/业务应用难等问题。

针对这些问题可以采取管道更换、管道修复、管道清洗与智慧管网等措施解决问题。张辰强调，智慧管网不仅只是单纯投入项，还应该节能降耗，产生收益。

以西安市供水管网分区、规划项目为例。西安市供水规模为176万m³/d，上海市政院为西安市重新调整了全市的供水管网分区和规划，分成13个计量分区，实现30个动态分区，进一步实现精细化管理。

在西安项目中，也实现了产出。张辰解释，通过阀门控制实现供水系统的压力分区，依靠压力控制，水厂出水压力由60m下降到50m，节能约16.6%。同时压力下降也降低了爆管率，让漏损率也下降了1.3%。

实例3：上海金泽原水智能调度系统

张辰表示，上海金泽原水智能调度系统也是一个典型的案例。

据悉，黄浦江上游供水规模为351万m³/d，黄浦江上游原水系统共包含受水单位12家，原水增压泵站3座，水池13个，调节阀10个，主要管、管道单线长度共计71.4公里。上海市政总院设计的上海金泽原水智能调度系统覆盖资料收集、数据处理、模型建立与模型校对等范围。

该系统取得了不错的成效，首先，全年智能调度时间占比95%，智能方案采纳率已超过99%，人工调度指令数量下降99%。其次，该系统使黄浦江上游原水调度全年降低能耗10%以上。第三，节约水资源1000万吨，并有效降低漏损率至0.5%。

实例4：排水管道缺陷检测智能技术

当前在排水管道方面，有一项缺陷检测的智能技术，由一家广州的公司设计研发。该技术通过一系列的智能检测，分析、预判问题所在，并将相关情况展示在移动端。

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实例5：排水工程数智模型

吴淞示范区面积为9.5km²，示范区内污水管网总长45.0km，有1座吴淞污水处理厂，宝林、永清和松浦3座污水泵站。

上海市政院根据上海市相关要求，在吴淞示范区建立了感知模型、感知系统和模拟系统。

上海市政院为建设污水系统感知体系，首先采用量子芯片技术，在吴淞示范区内共安装29台流量液位仪表、17台水质仪表和7台液位仪表。

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示范区“一厂三站十片”污水系统格局

其次，建设污水系统感知体系还要给污水模型构建感知布点，张辰表示，布点并非易事，需要专业且有效，而非像撒胡椒面一般面面俱到。

感知体系建设好后，还要选择数据质量较好的点位，用于支撑模型参数的率定和点位验证。率定点位的流量、水位峰值和流量总量误差需满足上海模型地标B级及以上精度标准。

这套体系建成后，在多个应用场景有广泛的用途。例如可分析管网运行现状，可对污水厂扩容方案与雨水泵站截流能力提升方案进行评估。

实例6：台州市椒江区排水模型

椒江区面积280平方公里，建成区面积为111.03平方公里，现有常住人口82.6万人。椒江区现状排水体制以分流制为主，老旧城区少数地块为合流制，合流区域面积约5.6km²，排水系统排查雨污混接点1500余个，存在旱天冒溢情况。

台州市椒江区污水系统由椒江一分为二，包括椒南、椒北两个区块，各有一座污水处理厂，服务面积约280km²污水管网约347km，污水泵站31座。椒江区雨水系统以自排为主，强排为辅，雨水管道总长度约504km，沿河240多处雨水排出口，河道沿线设有99处闸门井。

上海市政院发现，排水系统底数不清晰，运行管理手段不智能，应急处置流程不协同等问题。

上海市政院提出了以下解决方案：依托数字孪生、5G、AR、MR等先进技术，聚焦850余公里排水管网、35座雨污水泵站、2座污水处理厂、1座再生水厂、5000余家排水户等业务需求，打造具有“数字孪生、三维建模”、“实时感知、闭环管理”、“模型分析、智能预警”、“科学调度、精准施策”、“混合现实、智慧运维 ”五大应用场景的智慧排水数字孪生应用体系，构筑全域全时全空的未来之城，实现数据有效贯通、排水有序管理。

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编辑：赵凡