宁东工业基地智慧供水项目标准化管理案例研究*

李芍毅 胡森昶 唐文哲 王忠静 吴泽昆 孟祥鑫 彭颖政

(清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室，北京 100084)

0 引言

宁夏位于我国西北内陆地区，地处黄河中上游，欠发达的经济条件和干旱的大陆性气候导致部分农村地区、山区供水面临严峻问题[1]。2016年，宁夏出台了关于建设“互联网+水利”工程的通知，提出要务实推进城乡供水一体化战略，利用互联网手段加大水利行业智慧化建设；2020年，在全国范围内率先展开了“互联网+城乡供水”示范区建设，以科技引领，统筹全区供水管网，目标实现城乡共享同源、同质、同价的供水服务[2-3]。

标准化是规范项目实施、提升工程质量、推广工程应用的重要手段[4]。标准管理制度通过规范供水水质、水压、水量等信息数据采集，建立集供水智能控制、风险预警、远程监测、抢险预案于一体的供水体系[5]。智慧供水系统在水资源调度管理中利用水位传感器、流量传感器、PH值传感器、管网压力传感器等监测水资源使用，促进实现供水智慧决策[6]。鉴于宁夏在“互联网+城乡供水”工程建设试点中的成功经验，本文选取宁夏工业供水中具有代表性的宁东工业基地智慧供水项目案例，分析供水标准化管理的创新实践，为“互联网+城乡供水”工程推广应用提供参考。

1 工程概况

宁东工业基地是宁夏重要的能源化工基地，在煤制油、煤制烯烃、精细化工等产业领域发展迅速，拥有完整的煤化工产业集群，年度工业总产值超千亿元，被评为国家新型工业化产业示范基地。宁东水务公司担负着该工业基地的供水重任，负责运行、维护供水基础设施[7]。宁东工业基地智慧供水项目在建设、管理、运维方面创造了多项省级乃至全国水利工程建设记录，其中，水库宽级配砾石土整体筑坝方案、全线综合自动化运行管理获省级科技进步奖，供水工程获评中国水利工程优质(大禹)奖。该项目以保障基地工业、生态及生活用水为重点，具备15.77m3/s黄河取水及输水能力，拥有40万m3/d净配水厂和配套管网工程，具备90万m3/d供水能力，供水范围包括了园区180余家工业企业，30余家生态用户及基地城乡居民生活用水2万余户，支撑生态绿化近10万亩(约666万m2)。

随着工业园区各企业生产经营需要、地区经济水平的提升及供水基础设施日益增加，宁东地区对供水智慧运营的需求不断提升。在调研中发现，传统供水模式存在业务处理速度慢、分区漏损计量覆盖不广、突发故障应急响应不及时、用户体验较差等问题。宁东水务公司借助互联网技术与传统水务业务融合，提升供水效率，提高社会公共服务能力，满足基地工业、生态和生活用水需要。主要基于互联网技术、数据采集系统、水质监测系统、远程控制系统、信息通讯系统等，实时监控供水管网及供水设备的运行状态，采集供水信息，通过建设宁东工业基地智慧水务管理系统(图1)，实现对海量水务信息的分析挖掘及深度处理，同时建立有效的数据共享与管理机制，为该地区水务信息化管理、供水决策、水务调度提供决策建议，促进供水系统“从源头到龙头”精细化管理，达到实时感知、资源共享、智慧运营的目的。

图1 宁东工业基地智慧水务管理系统总体架构

由图1可以看出，智慧水务管理系统主要包括智慧水务一张图、大数据驾驶舱、生产调度管理、营销服务管理、公众服务管理、污水处理管理、水资源管理、微信公众号管理及移动端智慧水务APP。系统从流量、水质、压力、视频等方面对供水体系全方位感知，建设水源、水厂、泵站、管网的自动化控制系统作为工业控制层，结合数字机房和数据中心等设施建设，开发生产、巡查、监测、调度、营销服务等信息系统，最后提取各业务系统的数据，利用BI智能聚合，建设智慧“水脑”。系统智慧层主要包括基于智能感知技术的用户服务体系建设、DMA漏损控制体系建立与应用、水务大数据清理与分析、生产安全隐患排查与决策系统、“水脑”数字孪生应用。智慧化运营大幅提升了宁东工业基地供水管理能力和公共服务能力，促进了水务数据资源整合管理，提升了运维服务质量，推动了水资源精细化管理。

2 宁东工业基地智慧供水项目标准化管理实践

相较传统供水工程项目，宁东工业基地智慧供水工程建设质量好、供水覆盖面广、智慧化程度高。宁东水务公司作为运营宁东工业基地智慧供水工程的龙头企业，在标准建设、标准应用、标准管理方面拥有许多经验，同时由于该项目地处西北干旱地区，需要克服取水、制水、储水、送水等诸多管理与技术难题，因此，宁东水务公司的标准化管理实践具有参考借鉴价值。

2.1 标准建设与标准知识管理

为了实现供水业务管理信息共享的目标，宁东水务公司结合公司内部长期水务运行实际，建立了统一的标准和共同遵守的规范。例如：宁东水务公司在总结前期供水工作经验的基础上，梳理了《生产运营管理规程》《检修规程》《调度规程》《安全调度规程》《污水处理厂生产运行规程》《安全操作规程》等规范，对水源泵站、一期二期净配水厂、绿化泵站、水库、加压泵站、二次加压供水系统、闸门启闭等要素安全操作予以规范，形成公司内部的企业标准，对公司标准化生产具有较好的促进作用。宁东工业基地智慧水务项目企业标准如图2所示。

图2 宁东工业基地智慧水务项目企业标准

其中，生产运行管理规程从输水系统、制水系统、供水系统、电气设备、水泵、阀门、特种设备、管线及附属设备、直流系统、自动化系统等方面予以规范，细化运营规程中的具体要求，例如，在巡视检查方面，对视频巡检周期、现地巡检频次、巡检内容、特殊情况巡查等细化明确，巡检人员根据标准规定开展巡检，逐一核对巡检内容，防止缺项漏项，达到快速排查诊断的目的。

检修规程主要包括电气设备检修与机电设备检修。电气设备检修主要明确了变压器、高压配电设备、励磁设备、直流系统、电力线路、预防性试验等小修、大修流程及注意事项；机电设备检修主要包括水泵、电机、阀门、闸门、工艺设备、管道等水利机电设备的检修工艺步骤及质量标准，并规范了检修派遣流程、检修报告及反馈明细。对检修环节的标准化管理，能够有效推进检修工作的顺利进行，为供水运营服务提供良好保障。

调度规程包括调度管理规程、调度运行规程与调度应急管理规定。其中，调度管理规程主要细化调度管理任务、调度管理规定及调度管理范围，明确调度管理主要是组织、指挥、协调供电系统、供水系统、工艺系统和监控系统的稳定运行；调度运行规程主要明确水厂、水源泵站、绿化泵站、加压泵站、配水管网、污水处理厂的运行条件、运行方式、运行规定、视频巡检要求、现地巡检要求等；调度应急处置规定主要明确处置的基本原则，细化对供电线路、变压器、水泵机组、管道、通信、水质等异常事故的处置规定。

安全调度规程主要明确了调度安全管理的范围与职责，细化了安全管理的具体内容，包括人员安全、供电系统安全、输配水管网安全、水质安全、设备设施安全、水库大坝安全、自动化系统安全等。安全调度规程对于指导公司安全管理与项目安全运维具有重要作用。

污水处理厂生产运行规程明确了污水处理厂安全操作、设施设备运行、巡回检查、设备维护、应急操作等环节要求。其中，设施设备运行部分细化了从沉砂池、生化池、回流池、沉淀池、滤池、清水池、污泥浓缩池到送水泵房、加药系统、加氯系统、除臭系统、配电系统的基本组成、一般规定及运行方式，对污水处理的全环节运行流程细化。

安全操作规程包括水源泵站安全操作规程、一期和二期水厂安全操作规程、绿化泵站安全操作规程、水库安全操作规程、新材料泵站安全操作规程、绿化加压泵站安全操作规程、二次供水泵房安全操作规程、液压启闭机闸门操作规程。同时，宁东水务公司结合企业标准制定过程，编印了供水、制水系统标准化操作卡。以水厂标准化操作为例，明确了送水泵房、滤站、沉淀池、加氯系统、加药系统、进水泵房、回收池、配水井、调节池的操作程序、操作项目及操作标准，为水厂员工快速掌握操作方法提供了有效参考。但从目前宁东水务公司企业标准情况看，仍缺乏服务类标准，在便民服务方面，公司对水务办事大厅标准化服务流程、网上营业厅标准化服务系统等方面存在一定的需求。

此外，在供水工程智慧水务信息系统建设过程中严格遵循和执行国家统一标准和规范。在满足水务管理的需求下，依据宁东工业基地基础地理信息系统(GIS)的应用要求，对供水管网的信息进行分类并编码，促进形成开放化的数据交互模式与交互体系，完善软件设计的标准。标准化数据交互体系的建立为后续系统扩充、融合与升级提升了极大的便利。宁东水务公司的水务数据通过内部信息网与宁东工业基地管委会管理业务系统有效对接，发挥了水务数据在服务经济社会发展中的重要作用。

2.2 标准应用情况

宁东工业基地智慧供水工程项目在运营服务过程中通过标准化建设、管理，推动标准应用能力提升，实现了较好的社会、经济与环境效益。

在社会效益方面，通过信息化平台的建设，实现宁东水务公司与宁东工业基地管理委员会内部各部门资源共享和互联互通，信息交互更加顺畅，实现水质、水文、气象、管网、用水等多源信息协同管理，各方通过系统平台方便地获取信息，各级领导、管理人员、技术骨干、工作人员能快捷、方便地掌握水务信息，及时跟踪和监测生产运行状态，便于决策分析，提高智慧供水工程项目的经济运行质量，提升整体服务质量。

在环境效益方面，智慧供水项目在运行过程中严格依据国家环保法规和生态绿化标准规程，利用大数据等技术手段，建设数字化水务平台，通过提升水资源利用效率促进生态环境改善，包括废水利用、中水使用、生态补偿，达到生态修复的目的。智慧供水项目的顺利运行有效保障了宁东工业基地生态环保项目的实施，有效提升了项目所在地的环境保护能力，取得了良好的环境效益。

在经济效益方面，智慧供水工程项目建设形成了一套统一的数字化水务综合集成平台，形成数字化水务供水一体化运作模式，对水厂、泵站及管网业务实行一体化管理，规范化的管理平台与业务流程在技术力量上形成互补，确保了流程性的业务组织高效运转，降低了公司运营成本，提高了经营效益。其中，DMA分区计量漏损控制是一项长期持续的重点工作，通过标准化管理模式，将宁东地区主管管网的漏损控制在2%以内，较国内平均漏损水平降低了10%。

该项目通过信息技术规范管理过程，落实标准要求。例如，利用智慧水务的项目管理平台，避免相同数据重复上报、多次处理等问题的发生，项目管理的各环节档案材料能够通过信息平台有效存储、及时调阅，有助于项目在实施过程中提高工作效率，加快进度，充分调动员工的积极性，促进提升项目管理绩效。项目管理平台有效地保障和提高了供水的服务质量，有助于应对供水紧急事件，降低项目风险，提升项目管理效益，降低整体运营成本，对于提高水务信息化、精细化、标准化管理水平，提升供水安全保障能力等方面具有重要意义。

按照供水服务标准化要求，宁东工业基地智慧供水工程水源泵站设取水计量设施7台，根据国控监测点要求实现在线监测。按照“无人值班、少人值守、集中控制、分级管理”的原则，结合信息化升级改造，整合输水、制水、供水三大系统，对基地工业、生态、人饮供水的水量、水质、水压信息进行全面监测。在人饮工程方面，主要借助国家老旧小区改造及脱贫攻坚政策，投资2000万元完成2万余户老旧小区、3000余户农村人饮供水设备设施改造，重点解决“供水中断时间长、压力不稳定、水质不达标、水价不统一”问题，保证了基地用户安全、可靠用水。

3 加强“互联网+城乡供水”工程标准化建设管理措施

宁东工业基地智慧供水项目标准化建设为工程长期稳定运行、解决供水管理和服务难题提供了有力保障。通过标准建设与标准应用，实现了水务公司供水管水效益提升、增强了水资源利用管理效率、降低了工程对生态环境污染，为智慧供水工程积累了宝贵经验。在推广“互联网+城乡供水”工程过程中，应充分借鉴宁东智慧供水项目成熟做法，从标准顶层设计、数据标准规范、标准知识管理、标准应用能力4个方面完善针对性措施。

(1)加强标准顶层设计。“互联网+城乡供水”工程标准建设应注重顶层设计，结合供水行业自身特点统筹制订标准化指导文件及相关实施方案，编制标准内容。在编制标准过程中，应按照标准体系构建原则及有关要求，按照功能序列合理分类。例如，在运维标准设计方面，参考宁东水务公司企业标准，从安全运行、检修、调度、管理、运营服务等方面细化标准，形成结构完整、体系完善、内容科学的标准文本，与现行的供水工程、信息化设备、网络安全等国家、行业标准相互协调。

(2)建立数据规范体系。在全面推广“互联网+城乡供水”工程项目前，应尽快健全完善统一的数据规范，着力破除信息孤岛，加快推进供水一张图建设，规范数据接口、数据类型等要求，建立数据编码体系，便于区域资源整合、系统关联耦合，避免不同单位、不同部门、不同企业之间的信息系统建设功能重复、数据格式多样、彼此难以兼容等问题，发挥“互联网+”数据资源优势，辅助科学决策调度。

(3)做好标准知识管理。一方面，应做好相关设计方案、施工档案资料、供应商评估、设备市场信息、采购合同、验收清单、运维记录、变更日志等格式文本的存储与管理。借鉴宁东水务公司模式建立档案数据与标准资料库，便于相关资料调阅与使用。另一方面，注重隐性知识显性化表达，在工程建设运维中及时将一线的施工经验、运营心得总结为文字材料，积累工程项目建设、管理经验，降低同类错误出现的频率。在工程经验总结的基础上逐步探索形成标准化制度规定，为后续工程推广提供有效支撑。

(4)提升标准应用能力。依托信息平台重点做好标准理解、标准执行、结合标准分析与解决问题等工作，促进“互联网+城乡供水”工程项目的顺利实施。在标准知识学习的基础上，注重把握供水工程标准、信息化标准、环保标准等要求，依据相关标准制订项目实施方案，组织项目实施、项目运维及项目验收、评价，规范项目管理过程，提升项目实施的标准化、规范化水平，进而提高项目的经济、环境与社会效益。

4 结语

选取宁东工业基地智慧供水工程进行案例分析，从运维层面揭示了该工程信息平台建设、智慧水务系统、供水一体化运作模式、智慧水务项目运维标准建设和标准知识管理与标准应用现状；负责工程运维的宁东水务公司形成了“互联网+城乡供水”工程运营、调度、检修和安全操作的企业系列标准，为项目管理提供了有效支撑，保障了项目充分发挥社会、经济与环境效益。

在“互联网+城乡供水”工程管理过程中，应通过加强标准顶层设计、建立数据规范体系、做好标准知识管理和提升标准应用能力的措施，推进工程标准化管理，促进项目绩效提升。未来，可在以上方面进一步深入研究，以提升“互联网+城乡供水”工程建设与管理水平。