1、智慧排水管理實踐經(jīng)驗與問題探討,第十一屆中國智慧城市建設(shè)技術(shù)研討會暨設(shè)備博覽會,內(nèi)容提要,現(xiàn)狀及智慧排水框架 智慧排水核心內(nèi)容 智慧排水特點及實施建議,背景,快速城鎮(zhèn)化的現(xiàn)實,設(shè)施管理粗放的現(xiàn)狀,極端氣候條件的干擾,城市內(nèi)澇 積水/溢流 影響正常生活 危及財產(chǎn)生命 破壞生態(tài)環(huán)境,國內(nèi)排水管網(wǎng)管理情況總結(jié),家底”不清，資料利用效率低，部分城市已經(jīng)開展了排水管網(wǎng)GIS管理系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用，但是規(guī)范不統(tǒng)一； 與排水規(guī)劃管理業(yè)務(wù)缺乏深層次結(jié)合，僅滿足了短期地圖瀏覽及數(shù)據(jù)查詢等功能，未能實現(xiàn)排水系統(tǒng)資產(chǎn)的全過程管理。 管網(wǎng)模型及在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用仍處在初級階段，缺少長期定量化的動態(tài)數(shù)據(jù)，僅在部分城市進(jìn)行

2、了探索性應(yīng)用。 缺乏實現(xiàn)管網(wǎng)、污水廠、泵站及調(diào)蓄池等設(shè)施信息統(tǒng)一管理、相互關(guān)聯(lián)、動態(tài)調(diào)度的信息共享平臺，排水系統(tǒng)智能化運(yùn)行程度有待提高。 決策以主觀判斷為主，基于全過程的系統(tǒng)分析模式尚未建立，不能有效分析土地開發(fā)對雨水系統(tǒng)的影響。,國家及行業(yè)相關(guān)文件,國辦發(fā)201323號：國務(wù)院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知 國發(fā)201336號:國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見 國辦發(fā)201427號：國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見 中華人民共和國國務(wù)院令 第641號:城市排水與污水處理條例 第三章排 水第十七條縣級以上地方人民政府應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤暌?guī)律和暴雨內(nèi)澇風(fēng)險情況，結(jié)

3、合氣象、水文資料，建立排水設(shè)施地理信息系統(tǒng)，加強(qiáng)雨水排放管理，提高城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治水平。 室外排水設(shè)計規(guī)范GB50014-2006（2014年版）技術(shù)要求 補(bǔ)充規(guī)定推理公式法計算雨水設(shè)計流量的適用范圍和采用數(shù)學(xué)模型法的要求。,國外技術(shù)發(fā)展,資產(chǎn)管理：進(jìn)行長期有效、精細(xì)化與周期性資產(chǎn)管理（Asset Management），利用GIS、數(shù)據(jù)庫、Web等技術(shù)科學(xué)管理排水系統(tǒng)的海量資產(chǎn)數(shù)據(jù)，制定和實施合理的巡查養(yǎng)護(hù)計劃（Preventive Maintenance）保證排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及有效性，科學(xué)管理成本控制。 監(jiān)測廣泛應(yīng)用：如悉尼超過400臺的流量計，在1990年已是世界上最大的流量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。 模

4、型評估：發(fā)達(dá)國家在區(qū)域土地開發(fā)、排水系統(tǒng)建設(shè)項目立項，均要首先通過排水管網(wǎng)模型評估的建設(shè)項目管理程序，在西方國家30年的發(fā)展歷程中已得到了充分的肯定。,排水系統(tǒng)管理發(fā)展趨勢,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的以人工經(jīng)驗為主的粗放式管理方式已經(jīng)無法適應(yīng)復(fù)雜的城市排水系統(tǒng)； 使用信息化技術(shù)提高排水系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)管理及服務(wù)水平是實現(xiàn)智慧排水的必要工作，是實現(xiàn)智慧城市的重要內(nèi)容之一，也是智慧城市排水系統(tǒng)科學(xué)管理趨勢。,排水?dāng)?shù)字化管理三個發(fā)展階段,1. 紙圖與簡單計算機(jī)管理模式 紙圖、簡單信息化（Excel、CAD） 工人記憶、活地圖 2. 基于GIS的管理模式 體現(xiàn)地理特征、實現(xiàn)基本的地

5、圖顯示和查詢功能 3. 基于監(jiān)測和模擬的綜合管理模式 綜合集成GIS和專業(yè)模型的優(yōu)勢 建立精細(xì)化業(yè)務(wù)管理流程 采集在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)模擬分析評估 對管網(wǎng)規(guī)劃及運(yùn)行調(diào)度提供科學(xué)決策平臺,技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展趨勢,智慧排水管網(wǎng)管理模式,智慧排水典型技術(shù)框架,智慧排水管理的核心內(nèi)容,設(shè)施管理 基于GIS的設(shè)施數(shù)據(jù)的管理與動態(tài)維護(hù) 在線監(jiān)測 運(yùn)行工控的在線監(jiān)測和預(yù)警 模型評估 建模評估的本地化、專業(yè)化 綜合決策 基于模型、監(jiān)測，支撐業(yè)務(wù)的綜合管理及決策,軟件體系 集“資產(chǎn)管理-巡查養(yǎng)護(hù)-事故應(yīng)急-模擬分析”于一體的、可伸縮、可擴(kuò)展的特色排水管網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)管理與分析平臺 硬件支撐 為運(yùn)營模式構(gòu)建提供可靠的、適宜

6、的、必要的硬件支撐 組織管理 優(yōu)化排水管理的組織結(jié)構(gòu)、人員構(gòu)成、管理制度，提高排水管理效率,內(nèi)容提要,現(xiàn)狀及智慧排水框架 智慧排水核心內(nèi)容 智慧排水特點及實施建議,普查摸清現(xiàn)狀 盡快對當(dāng)?shù)氐牡乇韽搅?、排水設(shè)施、受納水體等情況進(jìn)行全面普查（運(yùn)行工況信息） 建立管網(wǎng)等排水設(shè)施地理信息系統(tǒng)（空間地理信息） 城市排水防澇設(shè)施普查信息平臺 為建立城市排水防澇數(shù)字化管控平臺創(chuàng)造條件 全面評估城市排水防澇能力和風(fēng)險（數(shù)據(jù)基礎(chǔ)）,城市排水防澇設(shè)施普查數(shù)據(jù)采集與管理技術(shù)導(dǎo)則（建城201388號）,城市排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)采集與維護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB/T51187-2016）,1. 總則 2. 術(shù)語 3. 基本規(guī)定 4.

7、 數(shù)據(jù)采集 5. 數(shù)據(jù)錄入 6. 數(shù)據(jù)校核 7. 數(shù)據(jù)維護(hù)與應(yīng)用 附錄A 城市排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)表 附錄B 城市排水防澇設(shè)施與要素的分類編碼及數(shù)據(jù)表說明 附錄C 數(shù)據(jù)采集參考技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及方法 附錄D 排水防澇設(shè)施常見拓?fù)鋯栴}類型及判別解決方法,設(shè)施數(shù)據(jù)普查流程,城市排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)采集與維護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB/T51187-2016）,現(xiàn)場測繪的要點,現(xiàn)場測繪方案的科學(xué)合理性 統(tǒng)籌兼顧排水管理的數(shù)據(jù)要求 測繪單位與管理部門的緊密配合 測繪成果的質(zhì)量。 現(xiàn)場測繪數(shù)據(jù)精度的保障。 多種方式的數(shù)據(jù)校核。 測繪成果信息化應(yīng)用與反饋更新,數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計,結(jié)構(gòu)可擴(kuò)充性 拓?fù)淇删S護(hù)性 數(shù)據(jù)完整性 空間與屬性可關(guān)聯(lián)性

8、 空間數(shù)據(jù)多源性 數(shù)據(jù)編輯并發(fā)性 數(shù)據(jù)安全性,綜合數(shù)據(jù)庫設(shè)計,管網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化入庫,數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入或編輯維護(hù)完成后，應(yīng)對數(shù)據(jù)的完整性、異常值、拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行核查。,數(shù)據(jù)校核與現(xiàn)場核實,管道反向,管徑缺失,井底標(biāo)高缺失,管底標(biāo)高缺失,管道重疊,連接關(guān)系錯誤,零散點,缺少連接管道,測繪數(shù)據(jù),核實數(shù)據(jù),YS70001，該檢查井位于京江路，因施工臨時混接,WS4696，該排放口位于桃西路道路上，流向不明，實為連通到下游為河道,孤立管道,雨污混接,WS84602，位于九華山路，污水管流向為由南向北，且污水與雨水混接管不存在,數(shù)據(jù)校核與現(xiàn)場核實,管道反向,軟件管理平臺,C/S（桌面版）,B/S（網(wǎng)頁版）,功能：

9、數(shù)據(jù)編輯維護(hù) 使用人員：數(shù)據(jù)維護(hù)人員,功能：數(shù)據(jù)查看 使用人員：所有使用數(shù)據(jù)人員,有效的數(shù)據(jù)動態(tài)更新維護(hù)機(jī)制,設(shè)計、規(guī)劃、建設(shè)階段,運(yùn)營階段,不同監(jiān)測與監(jiān)測方法對比,在線監(jiān)測設(shè)備選型技術(shù)要求,排水管道監(jiān)測要求： 處于腐蝕性環(huán)境（硫化氫、氨和硫酸） 間歇性爆炸性環(huán)境（甲烷和碳?xì)浠衔铮?暴露于油或油脂、有機(jī)廢物、工業(yè)廢物中 管道充滿度在0-1之間變化 周期性的淹沒于水中 監(jiān)測點流量與水質(zhì)等過程值大幅度變化 管道底部的固體沉積物質(zhì)對傳感器影響 需要進(jìn)行電池供電 通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊 設(shè)備選型關(guān)鍵： 防潮、防水、安裝維護(hù)方便、防爆,在線監(jiān)測方案制定與實施,實用性原則、分散與集中相結(jié)合代表性原則 、可

10、行性原則只有選擇合適的監(jiān)測點，并科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌惭b監(jiān)測設(shè)備，才能獲得有實用價值的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。,監(jiān)測設(shè)備維護(hù)重要性,理想實施方式軟硬一體 為監(jiān)測預(yù)警提供一站式解決方案,現(xiàn)場設(shè)備+云服務(wù)器+多終端訪問+實時報警,國內(nèi)首款 移動互聯(lián)網(wǎng)排水監(jiān)測設(shè)備,軟硬一體 即裝即用 智能在線 云端管理,SmartWater,液位低于預(yù)警線： 15分鐘通訊一次 晚7：00-早7：00休眠 液位高于預(yù)警線： 5分鐘通訊一次 液位高于報警值： 1分鐘通訊一次 設(shè)備直發(fā)短信報警,智能在線： 在需要的時候，準(zhǔn)時在線,報警線,預(yù)警線,云端管理： 數(shù)據(jù)、報警、配置一個不漏狀態(tài)、曲線、統(tǒng)計信息隨身攜帶設(shè)備狀態(tài)、在線數(shù)據(jù)、對比分析,云

11、端管理： 數(shù)據(jù)、報警、配置一個不漏狀態(tài)、曲線、統(tǒng)計信息隨身攜帶設(shè)備狀態(tài)、在線數(shù)據(jù)、對比分析,基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的排水規(guī)律分析識別,長期規(guī)律監(jiān)測和分析 多點位、高頻次的液位、流量與水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，用于排水管網(wǎng)長期運(yùn)行規(guī)律及典型積水事件的分析； 短期風(fēng)險預(yù)警及報警 提前預(yù)判排水管道溢流風(fēng)險，進(jìn)行內(nèi)澇或溢流事件預(yù)警和報警信息的及時推送和發(fā)布。,旱期不帶壓、降雨影響較大（在雨期，液位、流量均有所增加，導(dǎo)致管段帶壓）,基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的排水規(guī)律識別,時間序列分析,0.7m,2.7m,雨天漫溢風(fēng)險,基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的排水規(guī)律識別,2.56m,異常事件分析污水管道上下游水力分析,基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的排水規(guī)律分析識別,黃山東路,黃

12、山夜市,基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的海綿城市考核評估,指標(biāo)：水生態(tài)年徑流總量控制率 所需數(shù)據(jù)：排水分區(qū)出口、關(guān)鍵管網(wǎng)節(jié)點、地塊雨水排口液位、流量監(jiān)測數(shù)據(jù) 計算指標(biāo)：實際控制雨量（mm） 年徑流總量控制率、場次降雨達(dá)標(biāo)率 評估方法： 按照指南中的方法，計算城市年徑流總量控制率與日降雨量之間的關(guān)系，明確城市控制年徑流總量控制率所對應(yīng)的日降雨量，作為控制降雨量 在雨季，通過雨量計觀測降雨數(shù)據(jù)，對于低于控制降雨量的降雨，出口不應(yīng)監(jiān)測到液位或者流量變化。,現(xiàn)有模型軟件,EPA SWMM,國外,國內(nèi),模擬軟件應(yīng)考慮以國際通用的底層模型（數(shù)據(jù)透明，方便共享）為主，基于地理信息系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)評估分析過程對規(guī)劃編制的作用,D

13、igitalWater Simulation的特點,排水管網(wǎng)動態(tài)模擬分析技術(shù),典型的排水模型應(yīng)用技術(shù)路線,排水管網(wǎng)模型應(yīng)用模式,污水管網(wǎng)模型 污水管網(wǎng)現(xiàn)狀評估 改造方案設(shè)計和評估 污水管網(wǎng)負(fù)荷分析 污水管網(wǎng)清淤效果分析 戶線接入方案評估 規(guī)劃方案評估與優(yōu)化 合流制管網(wǎng)溢流分析,雨水管網(wǎng)模型 雨水管網(wǎng)溢流分析 規(guī)劃方案評估與優(yōu)化 雨洪利用工程評估與優(yōu)化 雨水泵站聯(lián)合調(diào)度 面源污染控制策略評估 低影響開發(fā)措施評估優(yōu)化,評估診斷與現(xiàn)狀分析,干管充滿度較大，負(fù)荷較高，部分管道處于過載狀態(tài) 可用于優(yōu)化調(diào)度的空間很小 發(fā)生溢流或破損的風(fēng)險較高,污水廠及泵站 能力評估,評估診斷與現(xiàn)狀分析,管網(wǎng)能力評估,排水

14、標(biāo)準(zhǔn)評估 管道排水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期基本均大于2年一遇，其中重現(xiàn)期在2年至3年之間的占總管網(wǎng)成都的47.6%，重現(xiàn)期3年至5年的占40.5%，大于5年一遇的占11.9%。,評估診斷與現(xiàn)狀分析,內(nèi)澇風(fēng)險評估,最大積水深度,大于15cm積水時間（交通影響時間）情況分析,河道水位對管網(wǎng)頂托分析,評估診斷與現(xiàn)狀分析,規(guī)劃改造效果評估,應(yīng)用模型輔助決策,泵站、調(diào)蓄池泵站策略優(yōu)化評估,應(yīng)用模型輔助決策,普吉路溢流堰前,菱角塘溢流堰前,云山路與二環(huán)西路交叉口,丹霞路新聞中心門口,應(yīng)用模型輔助決策,雨水徑流污染評估及綜合削減量計算,規(guī)劃區(qū)內(nèi)多雨季節(jié)各管控分區(qū)SS削減量空間分布圖,規(guī)劃區(qū)內(nèi)各管控分區(qū)少雨季節(jié)SS削減率空

15、間分布圖,總削減量為點源削減量與面源削減量之和。根據(jù)污染物產(chǎn)生總量計算得出綜合削減率（以SS為計）。經(jīng)計算得出區(qū)域內(nèi)少雨季節(jié)綜合削減量分別為SS為53178.56t/a，SS削減率89.59%，多雨季節(jié)為42809.89t/a，SS削減率為90.1%。,應(yīng)用模型輔助決策,海綿城市LID設(shè)施設(shè)計效果評估,對1年重現(xiàn)期的暴雨進(jìn)行模擬分析，對整體區(qū)域進(jìn)行水量平衡分析。經(jīng)下凹式綠地、透水磚等雨水管理措施后，可以滯蓄設(shè)計范圍內(nèi)42.6mm的降雨，符合設(shè)計目標(biāo)，流域出流量明顯減少，峰值顯著降低延后。,SS處理率達(dá)77%,42.6mm,應(yīng)用模型輔助管理,應(yīng)用模型輔助管理,DigitalWaterTM DS

16、智慧水務(wù)管理軟件體系,行業(yè)管理平臺,數(shù)字給水平臺,基礎(chǔ)支撐,數(shù)字排水平臺,在線監(jiān)測,供排水模型,硬件支撐平臺,記錄,監(jiān)管,記錄,監(jiān)管,設(shè)施信息管理 智能調(diào)度 設(shè)備管理 營業(yè)收費(fèi) ,生產(chǎn)運(yùn)營監(jiān)管 成本監(jiān)管 流程化審批 績效管理 ,設(shè)施信息管理 管網(wǎng)巡查養(yǎng)護(hù) 防汛應(yīng)急 排水戶管理 ,GIS數(shù)據(jù)庫,現(xiàn)場人員,業(yè)務(wù)管理人員,行業(yè)監(jiān)管人員,手機(jī)端,桌面端、網(wǎng)絡(luò)端,網(wǎng)絡(luò)端,任務(wù)接收 任務(wù)工單填報、上傳 拍照 GIS查看 GPS定位,管網(wǎng)地圖 任務(wù)過程監(jiān)管 統(tǒng)計分析,計劃審核 任務(wù)總體監(jiān)管 績效考核,實現(xiàn)行業(yè)信息的監(jiān)管與績效考核,實現(xiàn)業(yè)務(wù)管理的標(biāo)準(zhǔn)化與精細(xì)化 實現(xiàn)資產(chǎn)信息動態(tài)維護(hù)與復(fù)雜模擬分析,實現(xiàn)現(xiàn)場 信

17、息互動,DigitalWaterTM DS 智慧水務(wù)管理軟件體系,雨水養(yǎng)護(hù),污水養(yǎng)護(hù),業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化與角色定位,雨水巡查,污水巡查,多部門交互流程梳理、重造，固化、清晰化，與軟件功能對應(yīng)，解決多部門的業(yè)務(wù)交互,通過“用戶-角色-權(quán)限”的方式保證業(yè)務(wù)成果數(shù)據(jù)的安全和合理使用；,角色列表,角色、用戶、權(quán)限關(guān)系示意圖,業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化與角色定位,通過“用戶-角色-權(quán)限”的方式保證業(yè)務(wù)成果數(shù)據(jù)的安全和合理使用；,角色列表,角色、用戶、權(quán)限關(guān)系示意圖,業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化與角色定位,應(yīng)用模式：管網(wǎng)資產(chǎn)全生命周期管理,應(yīng)用模式：巡查養(yǎng)護(hù),應(yīng)用模式：防汛應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),梳理流程、明確角色,防汛應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),指

18、揮中心,模型 預(yù)測,物資 人員 位置,監(jiān)測 實時動態(tài),汛前預(yù)測,氣象 信息,防汛應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),上報,汛中應(yīng)急,防汛應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),汛后評估,防汛應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),汛后評估,防汛應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),汛后評估,可視化、全方位展示，目標(biāo)、建設(shè)、考核一張圖 海綿城市建設(shè)效果六大方面、十八項指標(biāo)的全方位評估 海綿建設(shè)效果（各項指標(biāo)）逐級追溯、實時更新,總體目標(biāo)介紹,海綿城市一體化管控平臺,可視化、全方位展示，目標(biāo)、建設(shè)、考核一張圖 海綿城市建設(shè)效果六大方面、十八項指標(biāo)的全方位評估 海綿建設(shè)效果（各項指標(biāo)）逐級追溯、實時更新,總體目標(biāo)介紹,排水分區(qū)目標(biāo)專題圖,海綿城市一體化管控平臺,可視化、全方位展示

19、，目標(biāo)、建設(shè)、考核一張圖 海綿城市建設(shè)效果六大方面、十八項指標(biāo)的全方位評估 海綿建設(shè)效果（各項指標(biāo)）逐級追溯、實時更新,總體目標(biāo)介紹,排水分區(qū)目標(biāo)專題圖,地塊目標(biāo)專題圖,海綿城市一體化管控平臺,內(nèi)容提要,現(xiàn)狀及智慧排水框架 智慧排水核心內(nèi)容 智慧排水特點及實施建議,智慧排水管理模式的特點,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、完備的軟件系統(tǒng)、必要的硬件支撐、標(biāo)準(zhǔn)的管理流程； 詳細(xì)而全面地記錄管網(wǎng)管理與維護(hù)的全過程信息； 耦合先進(jìn)的排水管網(wǎng)模型和多種數(shù)據(jù)分析方法，提供全面的專業(yè)分析手段，加強(qiáng)科學(xué)決策； 集成在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)診斷和評估復(fù)雜污水管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況； 能將數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時反饋和優(yōu)化業(yè)務(wù)工作，切實體現(xiàn)信息化的價值。,數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)存儲,數(shù)據(jù)分析,優(yōu)化業(yè)務(wù),第一階段：管網(wǎng)普查與資產(chǎn)管理 開展排水管網(wǎng)測繪、普查與資產(chǎn)整理入庫工作，制定并實施監(jiān)測方案，對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，進(jìn)行拓?fù)錂z查與修正，構(gòu)建能基本反映現(xiàn)狀排水GIS數(shù)據(jù)庫。 重點：不突出強(qiáng)調(diào)成果統(tǒng)計匯總