关于上海工业用水“智能节水”的设想

何一旻

（上海仪电楼宇科技有限公司　200063）

关于上海工业用水“智能节水”的设想

何一旻

（上海仪电楼宇科技有限公司200063）

上海市工业用水占总用水比例较高，严峻的管网漏损问题进一步加剧了上海市缺水现状。我国“智慧水务”主要着重智能排水、防汛预警、水质监测等方面的建设，鲜有涉及“智能节水”方面。丹麦的DDD系统值得上海从中吸取有益经验，结合本土现状，开展上海市工业区的智能配水改造工作，有效实现按需配水，降低供销差，真正做到“智能节水”。

上海市；工业用水；管网漏损；智能节水

1　“智慧水务”建设需重视“智能节水”

我国人均淡水为世界人均水平的1/4，全国已有300多个城市缺水，每年因缺水而造成的经济损失达100多亿元[1]。上海在建设国际化大都市的过程中，面临着快速膨胀的用水需求。目前，上海市工业用水占用水总量的六成以上，且工业用水的需求仍具有不断增长的趋势，导致上海市缺水现状愈演愈烈[2]。该现象的发生不仅是因为水资源分布不均等客观原因，水资源利用率低下也是重要的“人为”原因之一，即“技术型缺水”。“技术型缺水”的主要原因之一是供水漏损，因此，改善漏损现象刻不容缓。传统改善漏损的方法主要通过大规模管网维修、改进和升级来实现，用时长、耗费高、影响大、效果差，终将被基于物联网的“智慧水务”所替代[3]。

国内许多城市已开展了大规模的“智慧水务”建设工程，但大部分工程着重聚焦于智能排水、防汛预警、水质监测等方面，鲜有涉及通过物联网手段来实现“智能节水”方面[4]。其中，上海投资近亿元打造“数字排水”，利用“智慧水务”、云计算、信息传媒等技术在应急指挥、灾害预警、水务监管、环境保护等领域提升决策能力的同时更好的为居民服务[5]。其他城市如北京、天津、宁波等也都陆续开展了“智慧水务”的建设，但这些城市大多通过建设海量的信息监测点位，专注于水质监测、污水处理、防汛预警等，而少有城市提出工业用水智能节水方案，并针对供水管网漏损问题开展相应的建设工作。

2　国外“智能节水”的成功经验

国外发达地区在“智能节水”方面具有几十年的研发和建设经验，并涌现出许多成功案例，值得我国从中吸取有益经验，改善国内供水漏损严重的问题。比如，丹麦采用的一种新型的可减少供水漏损的DDD系统（智能需求驱动配水水泵系统），这是一种基于物联网理念的可根据实际用水量自动调节水管压力的新型供水系统。DDD系统通过具备压力传感器的先进水泵系统，有效解决了自来水输送过程中的漏水问题，将丹麦的平均漏损率降低至7％[6]。

DDD系统通过智能管控管网压力，用更少的水压满足所有地区的不同用水需求。该系统改变了供水泵输出恒定高压的传统，而是基于不同用户的实时需求改变供水水压。该系统将DDD感知单元安装在供水管网的重要节点，通过这些元件上的远程压力传感器记录每一段终端集合在不同时刻的输出水压量，并反馈给供水泵站，泵站通过实际需要的压力数据创建供水和配水模型，进行按需配水。据计算，应用该系统后与之前相比，供销差至少可以降低15％，电能可以节约20％，并大大减少了管道维修费用，增加了管网设备使用寿命，扩大了原有管网的供水范围和服务容量，有效减少了水管爆裂事件。

3　因地制宜，实现工业节水

由于上海市人口密度大，用地类型交错复杂，难以进行全面的大规模的按需配水建设，在借鉴丹麦DDD系统时，建议先行开展上海市工业区的智能配水改造工作。上海市工业用水量占总量比重大，且相较于其他用地，工业区用地较为集中，较易实现“智能节水”。

在工业区供水管网重要节点处安置压力传感器，传感器实时收集水压数据并传送到智能配水控制平台。另外，在工业区供水泵站更换变频水泵，该水泵联接到智能配水控制平台，经由控制平台控制。该平台可以实时显示传感器所在管线的水管压力现状，当压力变化幅度异常时自动发出警报，并提示可能出现的问题以及相关调整建议。相关工作人员接收到警报后，可根据平台提示进行某个或多个水泵的手动变频工作，或根据预案设置水泵的自动变频策略，也可以进一步进行管道漏损相应预警或整修工作。因此，通过对上海市工业区的智能配水改造工作，可在少投入、低影响的前提下，有效实现按需配水，降低供销差、节约电力资源、延长管网寿命并预警水管漏损、爆裂等情况，真正做到“智能节水”。

4　关于“智能节水”建设的设想

在信息化工业革命的浪潮中，相较于国外发达地区，“智能节水”在我国发展的进程仍较为缓慢。利用物联网技术手段实现水资源的信息化管理是节水管理的必然趋势。为了更有效地推动“智能节水”建设，节水节能，惠及民生，提出以下建议：

4.1建立健全“智能节水”建设的法律法规体系

（1）将“智能节水”理念融入规范性文件，确定在推进“智能节水”建设过程中以供水水压合理管控、漏损有效预警为主要目标，规定新建、改建、扩建工程均应进行“智能节水”技术的设计和建设，并增加节水管控的控制性目标的相关规定。

（2）在相关法律法规等规范性文件中增加关于“智能节水”建设的鼓励或惩罚性规定。在“智能节水”技术推广初期，建议制定“智能节水”建设激励机制，比如将应用“智能节水”技术区域的面积按照相应比例换算为绿化面积，间接提升该区域的容积率；也可根据该区域对节水管控的效果对业主给予相应补贴，鼓励开发商的“智能节水”推广行为。

4.2建议出台“智能节水”建设技术导则与评价体系

根据该地区节水的管控目标，结合该地区自然地理条件、不同场地的特点和需求等，构建该地区“智能节水”建设技术导则，提出适用于不同场地的可推广、易复制的“智能节水”技术模式；提出基于场地现状分析的“智能节水”的科学规划方法、“智能节水”设施及其组合模式系统的选用；提出不同“智能节水”系统的设计、施工以及维护方法等。同时，建立该地区“智能节水”建设评价体系，严格按照该地区“智能节水”建设相关法律法规以及技术导则的详细内容进行评分，并与相应的激励、惩罚机制挂钩。

4.3先行先试、强化公众意识

4.3.1先行先试，建设试点工程

应选择典型工业区开展具有示范效应的“智能节水”试点工程，在建设过程中不断总结提炼适宜的“智能节水”相关物联网技术，以期更好地推进“智能节水”建设。

4.3.2强化公众的“智能节水”建设意识

群众对于“智能节水”等理念缺乏认知度和重视度。因此，应结合“智能节水”示范工程，创建“智能节水”示范教育基地，加强“智能节水”理念的渗透。科研单位和非政府组织可以通过发表文章、项目展示等方式，加大宣传力度。政府也可通过颁布“智能节水”建设最佳试点等奖励方式，鼓励业主重视节水建设；配合试点推广活动，编印相关的宣传手册、环保购物袋等宣传品，免费向公众发放；通过电视台、网站和报纸等媒体，及时宣传“智能节水”建设工作动态和成果。

[1]夏军，刘春蓁，任国玉.气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战[J].地球科学进展，2011，01：1～12.

[2]宋强，吴轶江.上海工业用水利用现状与未来需求预测[J].今日科苑，2009，15：113.

[3]王继华，彭振斌，关镶锋.供水管网检漏技术现状及发展趋势[J].桂林工学院学报，2004，04：456～460.

[4]杨明祥，蒋云钟，田雨，等.智慧水务建设需求探析[J].清华大学学报（自然科学版），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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