市政给排水系统中的智慧水务技术应用与效益分析

摘要：随着城市化进程的加快，传统市政给排水系统在水资源调配、运行维护与污染防控方面逐渐暴露出效率低、响应慢等问题。智慧水务技术通过物联网、云计算、大数据等手段的集成应用，实现了对给排水系统的实时感知、智能调度与精细管理。本文围绕智慧水务的关键技术路径与系统构建方式，深入分析其在市政给排水领域中的具体应用形式与经济、环境、社会效益，以期推动智慧水务在城市基础设施领域的深度融合与广泛推广。

关键词：智慧水务；市政系统；信息感知

一、市政给排水系统智慧转型的关键技术基础

（一）水务信息感知体系的构建方式与传感布局

智慧水务系统的感知层构建依托于大规模传感器网络的分布部署与多类型数据采集装置的协同运行。在供水系统中需布设水质传感器、水压监测器与流量检测装置，用以获取管网运行状态与水质变化信息。排水系统中则重点布设液位传感器、雨水监控站与溢流点监测模块，实现对污水管道满溢、雨水入侵与流速变化的实时感知。传感器部署需根据地理分布、水力特性与管线重要性进行分级规划，以点、线、面三维协同感知形式实现系统数据全覆盖。数据通过边缘节点汇总后，经由无线通信网络上传至中央平台，形成信息流的动态闭环。

（二）数据平台与模型算法在智慧调控中的应用方式

智慧水务的核心功能在于实时调控与预测调度，而数据平台与模型算法是实现这一目标的关键。数据平台整合前端感知数据，构建多源异构数据库，并借助数据清洗、归一化处理与动态可视化模块提升数据管理效率。在模型算法方面，需依据实际管网结构与水文参数构建供排水动态仿真模型，通过参数识别与模型校准，实现对系统行为的精准预测。调控模块基于水力模型与多目标优化算法，对管网压力调节、泵站启停与调蓄池排放进行智能控制。系统应具备对突发工况自动识别与预案调度能力，在出现管网异常、水质超标或降雨突发时快速响应，实现动态运行优化。

（三）智慧终端与移动运维的协同服务机制

智慧水务系统为提高运维效率与现场响应能力，构建了基于移动终端的运维协同机制。运维人员通过智能终端接收调度指令、查看实时监测数据与历史运行轨迹，实现对供排水设备的远程巡检与异常处置。系统集成二维码识别、故障拍照上传与作业记录模块，支持对泵站、阀门与管线设备的快速识别与定位。移动终端与中央平台实现双向同步，保障指令传达的及时性与操作信息的完整回传。通过设置作业权限、区域划分与任务管理机制，提升多团队协同作业能力，减少人工干预误差，构建智能化、网格化的水务维护体系。

二、智慧水务技术在市政给排水系统中的效益分析

（一）供水系统运行效率提升与漏损率控制成效

传统供水系统在运行管理中普遍存在水压波动大、能耗高与管网漏损率偏高的问题，智慧水务通过全流程动态监控与智能调压手段实现了明显改善。通过对重点区域水压、水质、流量数据的实时获取，系统能够精准识别供水区域压力异常与漏损点分布，快速定位问题区段并生成检修任务。调压系统依据用水需求变化进行动态调节，既保障终端用水稳定，又降低能源消耗。智能泵站控制通过变频调速与分时启停优化运行策略，提升设备运行效率。系统运行数据回溯与模型学习机制不断优化控制策略，在保证供水安全的基础上实现漏损率逐年下降与运行成本持续降低，推动供水系统向精细化、节能化方向转型。

（二）排水防涝体系中智慧响应机制的效率表现

城市内涝问题是排水系统面临的重要挑战，尤其在极端气候频发背景下，传统排水设计难以适应突发性强降雨。智慧水务在排水系统中引入雨量监测、管道液位感知与积水图像识别等多维感知模块，构建了完善的雨污水运行监测体系。系统通过历史雨水数据与实时天气预报构建降雨演进模型，预测未来降雨过程对排水系统的影响。排水调度系统根据预测结果调节蓄水池、水闸与泵站的运行策略，实现区域排水均衡与积水风险点分流排放。在应急状态下，平台可自动启动应急联动机制，将积水信息同步至交通、城管等部门，实现多部门协同响应，提高城市整体防涝效率与市民出行安全保障水平。

（三）水质在线监控与污染预警能力的强化体现

水质安全是市政供排水系统的重要目标，智慧水务技术在水质监控方面表现出高频、高精与高效的优势。系统部署的在线水质检测模块可实时获取浊度、pH值、氨氮、余氯等关键指标，数据传入平台后经由算法模型判别水质变化趋势与异常征兆。平台内设的水质评估模块依据不同指标权重进行综合评分，对重点区域与敏感管段实施动态评级管理。在发现指标异常时，系统立即启动污染预警流程，推送信息至运维人员与管理部门，并推荐对应处理方案。在污染源排查中，系统结合溯源分析与排水模型比对异常点位，缩短污染事件响应时间，提升污染控制与源头治理能力，为城市环境安全构筑技术屏障。

（四）综合效益提升与管理决策支持能力的拓展路径

智慧水务不仅提升了系统运行的技术水平，也在管理效能、资源配置与经济效益方面展现出显著优势。通过构建以数据驱动为基础的管理平台，系统能够对水务资产运行状态、维护周期与资源消耗情况进行可视化呈现，提升管理透明度与决策效率。在资源利用方面，系统通过精准调度与供需匹配机制，实现水资源的动态优化分配，减少无效供水与排水溢流，增强资源节约能力。经济效益方面，系统通过节能降耗、减少漏损与优化人员配置，显著降低运营成本。在决策支持层，系统集成运行分析报告、趋势预测图与成本收益对比分析，为水务管理部门提供多维度评估依据，助力管理向数字化、智能化与科学化全面升级。智慧水务还推动了多部门协同与信息共享机制的建立，提升了城市治理的整体效能，促进了水务服务从传统管理向综合服务型管理的深度转型。

三、结束语

智慧水务技术的引入为市政给排水系统带来了运行效率、资源利用率与应急响应能力的显著提升。通过信息感知、数据融合与智能调控的协同运作，系统不仅实现了对水资源的动态掌控，也构建起了覆盖全流程的风险防控与运行优化机制。在环境保护、公共服务和管理水平等方面的效益日益凸显，智慧水务正逐步成为现代市政基础设施建设与运维的重要支撑力量，其广泛应用将推动城市水务系统向集约、高效、安全的方向不断迈进。

参考文献

[1]刘建平.智慧水务系统架构及其在市政供排水中的实践探索[J].城市建设理论研究，2023，43（02）：85-88.

[2]陈志远.基于物联网的市政给排水智慧运维系统研究[J].给水排水，2023，43（03）：56-61.