基于5G 技术的城乡一体化水安全信息建设平台的思考

刘 芬

（湖南水利水电职业技术学院，湖南 长沙 410131）

5G 技术标准化工作在2016 年启动，发展至今，5G技术以其高速率、大容量、低延时等优势迅速渗入各行业中。5G 网络已经成为发展趋势，全球各个国家都在积极推动5G 网络的建设和商用部署，而我国已经开始发放商用牌照，表明已经正式迈入5G 网络时代。如何利用先进的信息技术实现和保证城乡一体化水安全尤为重要。先进的信息技术可以为城乡一体化水安全提供虚拟网络，实现实时监控，及时收集数据进行分析、反馈来实现实时管控。

1 “5G+城乡一体化水域安全网”为实现水资源管理提供新方向

湖南省地处湿润多雨地区，有纵横交错的河流湖泊，是相对丰水的地区，但按照人均计算，湖南省每年人均水资源量才2 450 m3左右，不足世界人均水平的1/3，在缺水线的上限[1]。而且水资源在时间上、区域上分布不均匀，与人口、耕地和工农业布局不匹配，使得水资源供需矛盾日益尖锐。

为解决水利问题，我国每年投入数以亿计的资金用于水利基本建设项目，推进节水设施改造等，对用水设施实行远程用水检测、分析、统计和报警管理，然而不能从根本上解决水安全的问题。启用5G 技术将会在水监测、水供需匹配、空间均衡等问题上，注入新的动能，真正实现城乡一体，用水同源、同网、同质、同价、同服务。

2 城乡一体化水安全面临的主要问题

1）饮用水水质问题

水是一种可再生的资源，然而，随着经济高速发展和人口的迅猛增加，湖南的水资源时空分布不均匀，水资源供需矛盾不断上升，水污染情况也不断加剧。城区供水主要是水厂供水，城区水厂水质容易受到暴风雨等天气条件的影响，一旦遇到恶劣天气，水质将变差，遇上霜冻天气，还可能无水可用。

2）用水配水管网络问题

城区自来水供水配置较早，早期水管质量参差不齐，且有管道老化的问题。而乡镇供水配置虽较晚，但居民分散，供水线路长，线路设置不合理等情况，可能随着其他行业发展导致供水中断等问题。

3）水循环及管理不善问题

城乡一体化后，管理及服务难以跟上，主要表现在：乡村人口分散，线路长，管网容易漏损且检修不及时；有非法用户私自接水难以发现；村镇用户用自来水积极性不够，供水量小，费用不足以支撑运行，导致工程管理困难；另外城乡水务归口不一致，限制了水资源的统一管理和规划。

4）防洪抗灾能力弱的问题

因全省水资源管理信息化有短板，虽湖南省正在推荐水资源管理信息平台和湖南水利云的合作，但水网大数据采集不够，不能为防洪抗灾提供有力的数据支撑和实时预警。

3 引入5G 后的城乡一体化水安全新思路

5G 技术引入，有效提高水域、饮水、管道、天气、土壤监测等数据的采集能力，确保了数据的真实、准确及有效性。加上语音控制、实时监控、远程控制、可视化管理等技术，可覆盖全省甚至全国的水资源系统，统一了水资源的管理、运行，达到了最优化。

3.1 解决饮水安全问题

1）基于5G 技术的大数据分析可以打破行政区划限制，通过水资源最优化配置、选择优质可靠的饮用水水源，整合利用现有供水设施，可统筹考虑饮水安全问题、从而促进工程长期良性运行。且可实时监测水质和土壤情况，提供疑似污染预警，从保证农村饮水长久安全的角度出发,通过技术经济比较,尽可能规划适度规模的城乡一体化的供水工程[2]。

2）根据对水量和水质的监控，对城乡一体化水安全数据现状进行分析与评价。根据现状、用水需求、建设和管理条件、发展需要等确定近远期目标，对规划的适度规模集中供水工程制定分期实施计划。

3.2 解决配置管道管理问题

城市自来水管道工程是一项技术密集型的大型工程，需要科学的技术标准和技术规范。通过5G 技术的大数据分析及物联网技术的发展，对管道其地点坐标进行落实与标注。并可预设或加设数据采集点，通过数据采集并分析，获取配置管理问题，是否需要替换，是否存在破损漏水等问题，并且可以通过远程控制进行端点式供水控制，以便于局部水管的维修和替换。并且可为城乡一体化建设提供数据支撑，加快水厂和管网建设。

3.3 水循环及水优化

1）我国农村污染面积广，产量大，增长迅速，生活污水收集困难，随着生活水平的提高，农村污水的无序排放加剧，通过5G 技术，加强对污水土壤的分析，可视化管理，用数据说话，引导居民规范排放污水，并积极参与节水行动，将有利于水循环及优化水资源。

2）通过5G 技术对水资源的统筹分析，优化配置，降低建设成本，减少居民用水支出，并配备非法接入取水用户的预警模式。同时对农业灌溉用水体量进行有效统计和分析，建设合适的水利工程支持回水二次利用。

3）可以通过对回水和中水的分析，自动提示选择净化工艺，以保证农村灌溉用水安全。

3.4 大数据预警，提高防洪抗灾能力

通过5G 网络信息技术，分析水域及水资源特点，及河湖排布的地理特征，可更好地为决策层提供数据报表。在2011 年,我国推出了河湖水系连通治水新方略,即要构建格局合理、生态健康,引排得当、循环通畅,蓄泄兼筹、丰枯调剂,多源互补、调控自如的河湖水系连通格局[3]。完全可以通过5G 互联网技术，控制水资源循环流通，调控河湖水系，及实时监控和可视化管理技术，提高防洪抗灾能力。

4 5G+城乡一体化水安全发展建议

1）要明确水安全互联网特定需求的5G 关键技术，打造好产业公共服务平台，培育形成5G 与水安全互联网的融合，形成互促齐进的创新势态。

2）加强统筹水网建设，加快试点示范和应用。加快实施水务安全与信息化部主体产业融合，形成典型应用场景，培育“5G+水务安全网”解决方案。通过互联网创新与互联网试点等渠道，支持基本的电信企业,通信设备企业,结合自身优势，基于其主要业务,扩大物联网网络建设和改造服务，培养和促进5G 技术协同创新的产品和商业模式，形成有特点的行业应用解决方案。

3）加强组织协同推进，加大各类政策支持力度。

5 结 语

5G 网络的发展和建设，将形成新的动态模式，记录水安全发展进程，及时发现水安全进程中的问题，适时解决问题，并跟踪指导水安全管理的方式方法的改变。5G+水安全将支持水务经济数字化和智能化转型，改良传统的产业形态，推动新型水安全信息技术的发展。