1、信息化技术在城市排水运维信息化技术在城市排水运维中中的的 应用案例探讨应用案例探讨目录目录CONTENTS1.排水运维存在的问题排水运维存在的问题2.信息化技术的发展信息化技术的发展3.信息化技术赋能高效运信息化技术赋能高效运维维01 排水运维中存在的问题排水运维中存在的问题排水管网系统排水管网系统河湖水系统河湖水系统城市内涝城市内涝水体污染水体污染源厂网河如何一体化运维？源厂网河如何一体化运维？污水处理系统污水处理系统除了不断完善工程建设，运维工作如何提升？除了不断完善工程建设，运维工作如何提升？01 排水运维中存在的问题排水运维中存在的问题除了不断完善工程建设，运维工作如何提升？除了不断完
2、善工程建设，运维工作如何提升？排水管渠系统排水管渠系统污水处理系统污水处理系统江河湖泊系统江河湖泊系统水安全水安全水环境水环境“源厂源厂网网河一体河一体化化、被动、被动变变主动、主动、提提升排水升排水管管理水平理水平”排水源头系统排水源头系统动态信息缺失动态信息缺失依赖人工经验依赖人工经验 决策决策被动应急被动应急“家底家底”不清不清。采集全面采集全面 动态监控动态监控 实时传输实时传输 数据大脑数据大脑 分析决策分析决策 风险管理风险管理 指挥调度指挥调度 绩效提升绩效提升2个对象个对象4个系统个系统N个问题个问题8个目标个目标面对这些问面对这些问题题 和目标，和目标，信息化技术如信息化技术
3、如 何给运维赋能何给运维赋能？01 排水运维中存在的问题排水运维中存在的问题除了不断完善工程建设，运维工作如何提升？除了不断完善工程建设，运维工作如何提升？面对政策要求，面对政策要求，信息化技术如何给运维赋能？信息化技术如何给运维赋能？强调洪涝预警强调洪涝预警+联排联调联排联调+智慧平台建设智慧平台建设强调管网信息强调管网信息 化化+GIS系统系统+源厂网河一体源厂网河一体 化化目录目录CONTENTS1.排水运维存在的问题排水运维存在的问题2.信息化技术的发展信息化技术的发展3.信息化技术赋能高效运信息化技术赋能高效运维维02 信息化技术的发展信息化技术的发展数据采集技术（视频、图像、流量、
4、水位、流速）数据采集技术（视频、图像、流量、水位、流速）02 信息化技术的发展信息化技术的发展数据传输技术数据传输技术技术峰值速率体验速率频谱效率空间容量移动性能网络能效连接密度时延5G20Gbps100Mbps310Mb/s/m500km/h100100万终端/平方公里1ms4G1Gbps10Mbps10.1Mb/s/m350km/h110万终端/平方公里10ms倍数20倍10倍3倍100倍1.43倍100倍10倍1/105G的三大应用场景“增增强强移动宽带移动宽带、海量机器类通信海量机器类通信、超高可靠低时延超高可靠低时延”中，后两个场景都指向产业互联 网。5G于2020年规模商用，5G将
5、给物联网注入新的发展动能。5G与4G性能指标对比02 信息化技术的发展信息化技术的发展5G NR排水能力 地面高程 实时信息 天气预报未来1小时水浸预测123前端感知层前端感知层平台管理层平台管理层智慧排水数据中心智慧排水数据中心前线抢险人员前线抢险人员指挥调度指挥调度信息发布信息发布响应执行层响应执行层指挥中心大屏指挥中心大屏短信通知市民短信通知市民出行导航软件出行导航软件降雨量降雨量管网、河道管网、河道 流量流量河道水位、河道水位、管网液位管网液位水浸视频水浸视频借助借助5G+传感物联网传感物联网+预预警警预报预报+模模型计算型计算 赋能排水运维。赋能排水运维。5G NR02 信息化技术的
6、发展信息化技术的发展借助借助5G+传感物联网传感物联网+预预警警预报预报+模模型计算型计算 赋能排水运维。赋能排水运维。序号功能功能描述1设施管理将水务摸查数据按照标准化格式录入动态管控平台，利用GIS信息化管理功能实现水务设施的一张图查看、一朵云存储、一张网管控的目标。2状态评估针对水务设施的病害问题，基于计算机技术、GIS技术、数学逻辑等信息化技术，排水系统动态管控平台可实现自动判断识别并动态展示病害问题 准确位置、视频照片等信息，为水务系统规划设计、建设管理提供决策支 持，保障现状排水系统安全、健康、高效运行。3终端监测实时查看、大数据分析。4模型计算结合在线监测数据分析，利用水力水质模
7、型仿真模拟技术，动态模拟水务系统现状运行情况，定量分析各种运行问题。5漏损分析通过压力监测回传数据，经模型计算分析，快速判断超压区域，进行爆管分析，消除自来水管网运行安全隐患。6泵闸调度基于快速实时模型计算结果，优化泵站、闸门开停方案，实时发送运行指令给泵站闸门接收端，实现泵闸的远程控制，提升水务系统运行的智能化 和科学化。7预警预报根据历史数据分析及模型计算成果，合理设置在线监测系统预警阈值，当水质水量超过设定条件时，触发预警预报机制，启动应急方案。8公众参与公众参与智慧水务管理。设立公众参与渠道（微信公众号、微博公众平台等），并与管控平台进行对接，定期推送水务小知识，形成公众参与和监 督机
8、制，实现排水管理全民参与。基于管控平台实现监测数据接收、决策支持、对内对外的数据派发等综合智慧水务管控平台智慧水务管控平台5G|智慧排水管控平台功能智慧排水管控平台功能目录目录CONTENTS1.排水运维存在的问题排水运维存在的问题2.信息化技术的发展信息化技术的发展3.信息化技术赋能高效运信息化技术赋能高效运维维03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维成都市城市排水运维面成都市城市排水运维面临临的实的实际际困难：困难：海量排水数据管理问题（7000km）传统的人工，纸质化管理，家底不清实际运行状况完全依赖人工查看管道水位、流量、流速等缺乏监测系统污水管道带压运行严重雨污分流，但污水
9、管道满管带压，甚至旱天冒溢出地面管道病害问题无法可视化错混接、大管接小管、结构性、功能性缺陷，无法准确定 位内涝被动低效响应哪里内涝去哪里，被动响应，效率低下。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维针对排水运维的痛点和针对排水运维的痛点和难难点，点，实实施了施了以以下内下内容容：排水数据普查、入库摸清排水家底，按照标准化入库，实现排水设施的信息化管理在线监测系统建设建设管道水位、流量、流速监测系统模型系统建设建立雨污水管网系统仿真模型，模拟分析雨污水运行状态管控平台建设日常运维管理、内涝预警预报03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维1、排水数据普查、入库 摸清排水家底，
10、按照标准化 入库，实现排水设施的信息 化管理近7000km管网管道错乱大管接小管管道露出地面雨污水混接03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维1、排水数据普查、入库 摸清排水家底，按照标准化 入库，实现排水设施的信息 化管理近7000km管网污水雨水污水污水2700km，雨水雨水4000km03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维2、在线监测系统建设 建设管道水位、流量、流 速监测系统优化监测选点03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维2、在线监测系统建设 建设管道水位、流量、流 速监测系统实施监测掌握关键点位运 行状况03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高
11、效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态污水系统分区四、四、九厂九厂片片区：区：第第四污四污水水处理厂处理厂（沙（沙河厂河厂）系统系统+第九第九污污水处理水处理 厂（厂（新生新生厂厂）系统）系统六厂六厂片区片区：第第 六污六污水处水处理理厂厂（龙（龙潭厂潭厂）系系 统统七厂片区：七厂片区：第七污第七污水处理厂水处理厂（天回天回厂厂）系统）系统五、八、高新西区厂片区：五、八、高新西区厂片区：第五第五污水污水处处理厂理厂（武侯武侯厂厂）系）系统统+第八第八污水污水处处理厂理厂（江安江安河河厂）厂）系系统统+高新高新西西区区污污水处水处理理厂系统厂系统三厂片区：三
12、厂片区：第三污第三污水处理厂水处理厂（三瓦三瓦窑窑厂）厂）系系统统03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态雨水系统分区03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态参数设置排水管道水头损失分沿程水损及局部水损，管段沿程水头损失系数（KS）分为管道顶部 损失系数和底部损失系数，均按照管道类型分 别进行初始化设置。具体设置参照室外排水 设计规范（2016年版）4.2.3节的规定取值，模型校核时再做适当调整。局部水头损失系数根据管渠连接处水 流流向
13、改变角度值推断局部水头损失类型 和系数，同时也受到管渠的破损程度影响 而分为四级，FIXED（破损严重，可以采 用固定或自定义的水损类型描述）、HIGH（管口与检查井错位达一半，水损 值较大）、NONE（无水损，断面较大的 箱涵或河道取此值）、NORMAL（管渠 建设情况良好或小断面箱涵采用此值）。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态参数设置参参数数初始设置初始设置地表产汇流模型设置排水管道水头损失分沿程水损及局部水损，管段沿程水头损失系数（KS）分为管道顶 部损失系数和底部损失系数，均按照管道类型分别进行初始
14、化设置。具体设置参照室外 排水设计规范（2016年版）4.2.3节的规定取值，模型校核时做适当调整。地表产流 类型Fixed模型及参数Horton模型及参数（初 始入渗率稳态入渗率持续时间h）屋面0.95道路0.9铺装762.52绿地902.52水面0序号参数参数调整范围1房屋（固定径流系数）0.850.952道路（固定径流系数）0.850.953最大（初始）入渗率f0（mm/h）120604最小渗透率fe（mm/h）525入渗递减率1/t（h）316地表漫流系数N0.0120.25模型产汇流参数调整范围表模型产汇流初始参数03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立
15、雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态模型校核调研系统现状及存在问题，并利用实测的动态数据对模型进行参数率定和验证（产流模型参 数、坡面漫流系数、管道粗糙系数等），达到现状模拟计算结果应与现场历史信息基本相符，模 型计算结果应与现场流量、水位监测数据的变化趋势基本相符，满足后续计算分析需要。选取2019.7.11、2019.7.22、2018.9.2、2018.7.11、2013.8.7、2013.7.10、2011.7.3、2008.9.24八场历史降雨内涝信息，用于模型的率定与验证。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，
16、模拟分析雨污水运 行状态模型校核2018.9.2降雨条件下模拟计算14处雨水系统管网关键点位水力要素模拟值与现场在线监测数据相匹配，水位、流量峰值偏差10以内，峰值时间偏差小于1h，达到合同中的要求。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态污水管网带压分析成都市主城区主要实行分流制，但部分排水管径偏小。目前，基于模型运算结果表明：中心城区管道带压占比在60以上，主干管道长度为522.9km，占总长度的比例为17.43，主要分布在二环和三环之间区域。污水管道带压原因主要为：管道管径偏小，存在瓶颈管段，管网建设标准与城
17、市发展水平不匹配，污水管网输水能 力不足；污水处理厂处理能力不足，部分污水不能及时处理，对管网形成顶托；管道存在淤积，管道、错接问题。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态污水淤塞风险分析图图 中心城区污水系中心城区污水系统统风风淤淤积积险险管管道道分分布布（红红色色部部分）分）污水管道系统内污水流速小于0.6m/s时，属于低速流动，污水中垃圾等杂质会沉降在管道内部，从而堵 塞管道过流断面，减小管道过流能力，影响污水管网正常运行。利用模型计算出成都中心城区污水系统低流 速淤塞风险，并制定专题图，可对这些管道进行重
18、点养护，提高外业养护效率和水平。图图 中心城区污水系中心城区污水系统统风风淤淤积积险险管管道道饼饼状状比比例例图图03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维3、模型系统建设建立雨污水管网系统仿真 模型，模拟分析雨污水运 行状态内涝成因分析采用历史内涝信息，利用模型对各内涝区域的历史情景 模拟计算，得到内涝水深、内涝淹没面积及内涝历时，分析 内涝产生原因。（1）三环路三环路成成彭高彭高架架底层底层根据成都市内涝点资料及模型计算结果显示：三环路成彭高架底层 内侧进城方向积水严重，这主要是由于内涝点地势较低（低于附近最高 点2m），当降雨强度过大时，极其容易在地势低洼处积水，导致内涝。成华区
19、双荆路中新药业内涝主要是有两方面原因：1、地势较低，容易积水；2、管道下游存在大管接小管（1000mm接入400mm再接入1000mm），小管过水能力不足，严重制约上游雨水的排放，导致上游低洼处积水。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维4、管控平台建设日常运维管理、内涝预警预报 系统架构03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维4、管控平台建设日常运维管理、内涝预警预报通过监测+模拟，实现污水系统带压、流速、淤积风险实时显 示03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维4、管控平台建设日常运维管理、内涝预警预报通过气象短临降雨预报接入（未来2小时降雨预报，接入平 台
20、）+实时监测（片区9个雨量计，220处液位计系统校验）+模拟推演（模型快速计算），实现城市内涝预警预报。03 信息化技术赋能高效运维信息化技术赋能高效运维成都市排水管网数字化管理系统投入使用后，对成都市排水管网日常运维起到了很好的支撑作用，极大提高了排水运 维效率。（找准问题、内外联动、信息化赋能）最后谈几点想法：最后谈几点想法：1、排水运维的排水运维的问题导向和目标导向统筹考虑（解决什么问题？定位？），问题导向和目标导向统筹考虑（解决什么问题？定位？），决定了对信息化技术的需求决定了对信息化技术的需求2、专业人做专业的事专业人做专业的事（排水专业是核心，信息化是辅助手段，形（排水专业是核心，信息化是辅助手段，形成成1+N跨专业融合）跨专业融合）3、“动态动态”是信息化技术的核心（监测、传输、模拟、预警、运是信息化技术的核心（监测、传输、模拟、预警、运维维5个维度）个维度）4、数据数据是基础，形是基础，形成成动态更新动态更新机制机制，共建、共享、标准开放共建、共享、标准开放
