關于上海工業用水“智能節水”的設想

何一旻

（上海儀電樓宇科技有限公司　200063）

關于上海工業用水“智能節水”的設想

何一旻

（上海儀電樓宇科技有限公司200063）

上海市工業用水占總用水比例較高，嚴峻的管網漏損問題進一步加劇了上海市缺水現狀。我國“智慧水務”主要著重智能排水、防汛預警、水質監測等方面的建設，鮮有涉及“智能節水”方面。丹麥的DDD系統值得上海從中吸取有益經驗，結合本土現狀，開展上海市工業區的智能配水改造工作，有效實現按需配水，降低供銷差，真正做到“智能節水”。

上海市；工業用水；管網漏損；智能節水

1　“智慧水務”建設需重視“智能節水”

我國人均淡水為世界人均水平的1/4，全國已有300多個城市缺水，每年因缺水而造成的經濟損失達100多億元[1]。上海在建設國際化大都市的過程中，面臨著快速膨脹的用水需求。目前，上海市工業用水占用水總量的六成以上，且工業用水的需求仍具有不斷增長的趨勢，導致上海市缺水現狀愈演愈烈[2]。該現象的發生不僅是因為水資源分布不均等客觀原因，水資源利用率低下也是重要的“人為”原因之一，即“技術型缺水”。“技術型缺水”的主要原因之一是供水漏損，因此，改善漏損現象刻不容緩。傳統改善漏損的方法主要通過大規模管網維修、改進和升級來實現，用時長、耗費高、影響大、效果差，終將被基于物聯網的“智慧水務”所替代[3]。

國內許多城市已開展了大規模的“智慧水務”建設工程，但大部分工程著重聚焦于智能排水、防汛預警、水質監測等方面，鮮有涉及通過物聯網手段來實現“智能節水”方面[4]。其中，上海投資近億元打造“數字排水”，利用“智慧水務”、云計算、信息傳媒等技術在應急指揮、災害預警、水務監管、環境保護等領域提升決策能力的同時更好的為居民服務[5]。其他城市如北京、天津、寧波等也都陸續開展了“智慧水務”的建設，但這些城市大多通過建設海量的信息監測點位，專注于水質監測、污水處理、防汛預警等，而少有城市提出工業用水智能節水方案，并針對供水管網漏損問題開展相應的建設工作。

2　國外“智能節水”的成功經驗

國外發達地區在“智能節水”方面具有幾十年的研發和建設經驗，并涌現出許多成功案例，值得我國從中吸取有益經驗，改善國內供水漏損嚴重的問題。比如，丹麥采用的一種新型的可減少供水漏損的DDD系統（智能需求驅動配水水泵系統），這是一種基于物聯網理念的可根據實際用水量自動調節水管壓力的新型供水系統。DDD系統通過具備壓力傳感器的先進水泵系統，有效解決了自來水輸送過程中的漏水問題，將丹麥的平均漏損率降低至7％[6]。

DDD系統通過智能管控管網壓力，用更少的水壓滿足所有地區的不同用水需求。該系統改變了供水泵輸出恒定高壓的傳統，而是基于不同用戶的實時需求改變供水水壓。該系統將DDD感知單元安裝在供水管網的重要節點，通過這些元件上的遠程壓力傳感器記錄每一段終端集合在不同時刻的輸出水壓量，并反饋給供水泵站，泵站通過實際需要的壓力數據創建供水和配水模型，進行按需配水。據計算，應用該系統后與之前相比，供銷差至少可以降低15％，電能可以節約20％，并大大減少了管道維修費用，增加了管網設備使用壽命，擴大了原有管網的供水范圍和服務容量，有效減少了水管爆裂事件。

3　因地制宜，實現工業節水

由于上海市人口密度大，用地類型交錯復雜，難以進行全面的大規模的按需配水建設，在借鑒丹麥DDD系統時，建議先行開展上海市工業區的智能配水改造工作。上海市工業用水量占總量比重大，且相較于其他用地，工業區用地較為集中，較易實現“智能節水”。

在工業區供水管網重要節點處安置壓力傳感器，傳感器實時收集水壓數據并傳送到智能配水控制平臺。另外，在工業區供水泵站更換變頻水泵，該水泵聯接到智能配水控制平臺，經由控制平臺控制。該平臺可以實時顯示傳感器所在管線的水管壓力現狀，當壓力變化幅度異常時自動發出警報，并提示可能出現的問題以及相關調整建議。相關工作人員接收到警報后，可根據平臺提示進行某個或多個水泵的手動變頻工作，或根據預案設置水泵的自動變頻策略，也可以進一步進行管道漏損相應預警或整修工作。因此，通過對上海市工業區的智能配水改造工作，可在少投入、低影響的前提下，有效實現按需配水，降低供銷差、節約電力資源、延長管網壽命并預警水管漏損、爆裂等情況，真正做到“智能節水”。

4　關于“智能節水”建設的設想

在信息化工業革命的浪潮中，相較于國外發達地區，“智能節水”在我國發展的進程仍較為緩慢。利用物聯網技術手段實現水資源的信息化管理是節水管理的必然趨勢。為了更有效地推動“智能節水”建設，節水節能，惠及民生，提出以下建議：

4.1建立健全“智能節水”建設的法律法規體系

（1）將“智能節水”理念融入規范性文件，確定在推進“智能節水”建設過程中以供水水壓合理管控、漏損有效預警為主要目標，規定新建、改建、擴建工程均應進行“智能節水”技術的設計和建設，并增加節水管控的控制性目標的相關規定。

（2）在相關法律法規等規范性文件中增加關于“智能節水”建設的鼓勵或懲罰性規定。在“智能節水”技術推廣初期，建議制定“智能節水”建設激勵機制，比如將應用“智能節水”技術區域的面積按照相應比例換算為綠化面積，間接提升該區域的容積率；也可根據該區域對節水管控的效果對業主給予相應補貼，鼓勵開發商的“智能節水”推廣行為。

4.2建議出臺“智能節水”建設技術導則與評價體系

根據該地區節水的管控目標，結合該地區自然地理條件、不同場地的特點和需求等，構建該地區“智能節水”建設技術導則，提出適用于不同場地的可推廣、易復制的“智能節水”技術模式；提出基于場地現狀分析的“智能節水”的科學規劃方法、“智能節水”設施及其組合模式系統的選用；提出不同“智能節水”系統的設計、施工以及維護方法等。同時，建立該地區“智能節水”建設評價體系，嚴格按照該地區“智能節水”建設相關法律法規以及技術導則的詳細內容進行評分，并與相應的激勵、懲罰機制掛鉤。

4.3先行先試、強化公眾意識

4.3.1先行先試，建設試點工程

應選擇典型工業區開展具有示范效應的“智能節水”試點工程，在建設過程中不斷總結提煉適宜的“智能節水”相關物聯網技術，以期更好地推進“智能節水”建設。

4.3.2強化公眾的“智能節水”建設意識

群眾對于“智能節水”等理念缺乏認知度和重視度。因此，應結合“智能節水”示范工程，創建“智能節水”示范教育基地，加強“智能節水”理念的滲透。科研單位和非政府組織可以通過發表文章、項目展示等方式，加大宣傳力度。政府也可通過頒布“智能節水”建設最佳試點等獎勵方式，鼓勵業主重視節水建設；配合試點推廣活動，編印相關的宣傳手冊、環保購物袋等宣傳品，免費向公眾發放；通過電視臺、網站和報紙等媒體，及時宣傳“智能節水”建設工作動態和成果。

[1]夏軍，劉春蓁，任國玉.氣候變化對我國水資源影響研究面臨的機遇與挑戰[J].地球科學進展，2011，01：1～12.

[2]宋強，吳軼江.上海工業用水利用現狀與未來需求預測[J].今日科苑，2009，15：113.

[3]王繼華，彭振斌，關鑲鋒.供水管網檢漏技術現狀及發展趨勢[J].桂林工學院學報，2004，04：456～460.

[4]楊明祥，蔣云鐘，田雨，等.智慧水務建設需求探析[J].清華大學學報（自然科學版），2014，01：133～136+144.

[5]http://news.xinhuanet.com/info/2014-07/31/c_133522828.htm，2014/07/31.

[6]http://us.grundfos.com/industries-solutions/industries/water-distribution.html，2014.

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