海绵城市理念下的智慧水务建设研究分析

海绵城市理念下的智慧水务建设研究分析

路可可

筑橙科技（深圳）有限公司 广东省深圳市518000

【摘要】本文主要从海绵城市理念下的智慧水务建设研究进行阐述说明。海绵城市是可持续发展的重要产物，并且对于当前社会的发展以及人类文明的进步有着直接影响。海绵城市理念下，智慧水务建设十分关键，一方面会关系到海绵城市的正常运行，另一方面还会涉及灾情预防、应急预防等相关内容，可以说在当前社会发展中有着极高地位。所以说，智慧水务对于海绵城市发展有着积极作用，在具体的运行中，海绵城市可以依照相关的设备与平台，进一步实现水利工作与城市管理，从而关注海绵城市的运作情况与参数变化，精准展开数据的分析，起到对应的辅助效果。

【关键词】海绵城市理念；智慧水务；建设研究

引言：我国不仅是一个人口大国，同样也是一个农业大国，整体用水量极高，有限的水资源并不能适应需求。海绵城市理念的提出，为当前的水资源发展创建了全新的路径。在此理念下，应将城市看作一块海绵，并且结合大自然环境的变化，实现水资源的储存，进而通过渗水与净水的处理，转化成为人们所可以运用的水资源，有效缓解城市所存在的水资源紧张情况。智慧水务是一整套给排水系统，需要结合水资源的运用情况，科学下达相关的服务命令，从而保证整体的建设与海绵城市建设对应，这是当前海绵城市建设发展的关键，是十分重要的内容。因此，须针对智慧水务展开科学研究，不断践行海绵城市理念。

1、智慧水务的概念及特点

1.1智慧水务概念

智慧水务（Smart Water）是指将先进的信息技术、物联网技术、大数据技术、人工智能技术等应用于水资源管理、供水、用水和排水处理等环节，从而实现水资源的优化配置、高效利用、环境友好和可持续发展的水务管理模式。智慧水务的引入对于提高水资源管理水平、保障水环境质量和社会经济发展具有重要意义[1]。智慧水务概念涉及的主要技术包括：通过传感器、无线通信等技术实现水务设施的远程监控和自动化管理；对海量的水务数据进行分析和挖掘，为水务管理和决策提供依据；运用机器学习、深度学习等技术，实现对水务设施的智能运维和优化控制；通过地图显示和空间分析，实现对水务设施的空间布局和分布的直观管理；利用云计算资源进行数据存储、计算和分析，提高智慧水务系统的性能和稳定性。智慧水务在实际应用中涉及到的领域包括：通过对降水、河流、湖泊等水资源进行监测和管理，实现水资源的合理分配和利用；通过智能供水系统实现水厂的远程监控、供水压力和流量的优化调度，提高供水效率和质量；通过智能水表、漏水监测等技术，实现用水量的精确计量和用户用水行为的分析和优化；通过对污水排放、水质监测、污水处理等环节的智能化管理，实现排水系统的高效运行和环境保护；通过监测水质、水量、水质变化等指标，实现水环境的科学管理和改善。

1.2智慧水务特点

智慧水务是指通过应用现代信息技术，对水资源、水环境、水生态进行全面、实时、精确的监测、预警和管理，实现水资源的高效利用、水资源污染的防治和水环境改善的一种现代化、科技化、可持续的水务管理模式[2]。智慧水务具有以下几个显著特点：智慧水务综合应用互联网、云计算、物联网、大数据、人工智能等现代信息技术，将水资源管理与信息技术深度融合，实现水资源管理信息化；通过对大量数据进行实时采集、传输、存储和分析，实现对水资源的智能监测、预警、优化调度和水质污染防治，提高水资源利用效率和生态环境保护水平；智慧水务能够对水资源进行全面、实时、精确的监测和管理，实现水资源、水环境、水生态的精细化管理，提高水务管理水平；智慧水务可以协调各部门、各环节的工作，实现水利、环保、气象等多部门的数据共享和协同工作，提高水资源管理的协同性；智慧水务通过现代化的技术手段，实现了水资源的可持续利用和生态保护，有利于可持续发展和人与自然的和谐共生；智慧水务不仅能够提供实时的水资源、水环境、水生态信息，还能够为用户提供综合性的水务服务，如供水、排水、防洪、节水等方面的信息服务，满足不同用户的需求。综上所述，智慧水务是一种现代化的、科技化的、可持续的水务管理模式，具有信息化、智能化、精细化、协同化和可持续性等特点，对提高水资源利用效率、改善生态环境具有重要作用。

2、海绵城市理念智慧水务建设价值

海绵城市和智慧水务是两个相互关联的城市建设与水务管理理念，它们共同为实现城市可持续发展、提高水资源利用效率、减轻城市内涝风险、改善水环境质量等方面提供支持和保障[3]。海绵城市理念与智慧水务建设之间存在以下价值：第一，提高水资源利用效率。海绵城市注重雨水的收集、渗透和利用，智慧水务能够实现水资源的精确调度，提高水资源利用效率，降低水资源浪费；第二，减轻城市内涝风险。海绵城市通过构建雨水收集、渗透、滞留、净化等功能设施，降低城市内涝风险。智慧水务通过对内涝预警、排水调度等功能的实现，进一步降低城市内涝风险；第三，改善水环境质量。海绵城市通过雨水收集、渗透、滞留、净化等设施，减少雨水径流对水环境的污染。智慧水务通过对水质监测、水污染预警、水环境治理等方面的管理，进一步提高水环境质量；第四，保护水生态。海绵城市注重雨水的自然循环过程，有助于维护水生态平衡[4]。智慧水务通过对水资源、水环境、水生态的综合管理，保障水生态系统的健康和可持续发展；第五，节约能源和资源。海绵城市和智慧水务的建设可以有效减少城市对地下水的过度开采和地表水的过度消耗，降低能源和资源的消耗；第六，提升城市品质。海绵城市和智慧水务的建设有助于改善城市环境，提高城市品质，提升居民生活质量。总之，海绵城市理念与智慧水务建设相辅相成，共同推动城市可持续发展、水资源利用效率提高、水环境质量改善、水生态保护、能源和资源节约以及城市品质提升等方面的价值。

3、海绵城市理念下的智慧水务建设

海绵城市的建设需要依照雨季相对频繁地区，并且这类地区降雨量极多，降雨次数十分频繁，因为空气潮湿，很容易对城市的实际发展带来不利影响。而因为降水量极大，严重情况还会发生山洪，由此让国民的生命与财产受到严重的威胁。海绵城市主要就是以水资源控制为基础，从而以科学的手段，针对地区生态情况、安全情况、资源控制进行监督，从而合理制定更为科学的雨水控制系统，达成良性循环。由此不仅可以提升海绵城市的运行效果，并且还会对国民的生活质量达成积极影响。

3.1建设排水管网与海绵设施地理信息系统

建设排水管网与海绵设施地理信息系统是一种现代化的、数字化的水务管理手段，它可以有效地整合、分析和可视化排水管网与海绵设施的各类信息，为水务部门提供决策支持和业务管理[5]。大部分情况下，城市当中所有信息参数都是动态与静态的，动态信息为流量情况以及城市地下水流动状态。河流流动状态与水质的情况，这都是会得到数据变化的信息，而被称之为是动态信息，静态信息为城市所铺设的相关管道，河道建设的泵站，以及海绵细胞的各种分布情况，同时这些内容并不具备变化特性，会结合整体城市的发展科学整改与安装，所以说需要对其中的信息展开有效处理。收集城市排水管网、海绵设施的现状数据，如管道的材质、尺寸、埋深、接入点、检查井等，以及海绵设施的类型、位置、规模、功能等信息。对收集到的数据进行清洗、整理、转换和标准化处理，使其符合地理信息系统的格式要求。将处理后的数据导入地理信息系统数据库，为后续分析和应用提供基础数据支持。基于地理信息系统技术，开发排水管网与海绵设施的GIS应用系统。主要包括数据查询、空间分析、可视化展示等功能模块，以满足不同业务场景的需求。为保障排水管网与海绵设施地理信息系统的有效运行，需要制定相应的管理制度、操作规程和数据更新维护规范。在此背景下，通过对北斗卫星系统的运用与融合，达成三位可视化模型，保证科学构建与运用，由此不仅可以通过信息技术来进行视频图形调整，还可以达成整体视频系统信息科学推送，实现海绵城市在技术方面所获得的综合保障[6]。此外，在数据统计与查询的期间，还能够在三维地理信息系统获得更为丰富的信息内容。建设排水管网与海绵设施地理信息系统可以为水务部门提供直观、准确、实时的信息支持，有助于提高排水管网与海绵设施的管理水平，保障城市排水安全和水环境质量。

3.2计算机模型预测与仿真功能

在海绵城市背景下，智慧水务计算机模型预测与仿真功能可以通过对水文、水环境、水资源和排水管网等各个环节的模拟和分析，为海绵城市规划、建设和运营提供有力支持。实际参数在计算的期间，应对智慧水务技术合理运用，其中会包含基础数据与系统模型数据的集成处理，从而通过仿真模型的建设，综合对所在的区域展开周期性分析，充分认识到最近一段时间是否会存在降雨，而降雨程度怎样、降雨量是否触及相关应用等级，一方面可以保证后续工作顺利开展，另一方面可以相关人员还可以科学进行调度，从而做好对应的预案管理，确保质量与效率得到综合保障。通过对城市降雨、地表径流、地下水等水文要素的模拟，预测城市洪峰、洪量、降雨径流关系等指标，为城市排水和防洪规划提供依据[7]。通过模拟城市水体中污染物的迁移、转化和去除过程，预测城市水质变化趋势，为水质保护和水环境治理提供参考。对城市供水、用水、排水等水量的模拟，预测城市水资源供需平衡状况，为水资源调度和水价政策制定提供支持。模拟城市排水管网的流量、水质和水位变化，预测城市排水设施的运行状况和效率，为排水管网规划和改造提供指导。海绵设施的雨水收集、渗透、滞留和净化等过程，预测海绵设施的运行效果和水环境改善程度，为海绵城市规划和建设提供依据。此外，对应的仿真模拟工作可以对城市积水、地下水变化、河道水位变化内容进行全面统计与分析，综合针对城市安全系统实施评估。智慧水务计算机模型预测与仿真功能可以大大提高海绵城市规划和建设的科学性、可行性和效益性，有助于实现城市的可持续发展和生态环境的保护。

3.3管理功能与排水调度

海绵城市下智慧水务管理功能与排水调度可以实现城市水资源的高效利用、水环境的改善、水生态的保护以及城市内涝风险的降低，从而为城市可持续发展提供有力支持。在海绵城市运行当中，排水调度是重要的重要的举措。水务管理工作开展期间，实际上通过对应措施来针对系统科学管理，更为关键的是其中包含泵站系统与排水系统[8]。只有该海面细胞的存在，城市的安全才可以得到保障。但部分地区存在老旧排水装置与系统，虽然这类装置遵循了相关的标准，但整体的运行效果并不能适应社会需求，所以应从实际情况出发，科学针对排水系统展开处理，从而达成协调发展，缓解以往排水装置所存在的过重压力，促进城市的抗灾能力得到提升，促进城市的进一步发展。通过部署各种传感器和监测设备，实时监测城市降雨、水位、水质等信息，实时分析并预警可能出现的洪涝、内涝和污染风险，为排水调度提供及时、准确的数据支持。智能调整排水管网的运行参数，如闸门启闭、泵站启停等，实现管网的流量、水质和水位控制，提高排水效率。通过监测海绵设施的运行状态，智能调整设施的操作参数，如渗透、滞留和净化设施的运行模式等，实现设施的雨水收集、渗透和利用，提高海绵设施的运行效果。基于水文模型、排水管网模型等，评估城市内涝风险，制定针对性的应急响应预案，如设置临时排水通道、利用城市绿地消纳雨水等，提高城市的抗洪抗涝能力。水资源模型和水质模型，分析城市水资源供需状况和水质状况，制定水资源调配策略和水价政策，促进城市水资源的合理利用和保护。

3.4开展应急演练与应急预案

在海绵城市背景下，智慧水务应急演练与应急预案的开展对于应对城市内涝、水源短缺、水污染等突发事件具有重要意义。根据城市地理位置、气候条件、排水管网布局等因素，分析可能面临的内涝、水源短缺、水污染等突发事件，制定相应的应急预案[9]。预案应包括应急组织架构、应急响应流程、资源调配原则等内容。建立完善的水文、水质、排水管网等监测与预警系统，实时收集各类信息，为应急响应提供数据支持。可利用物联网技术、卫星遥感技术、无人机技术等提高监测预警的准确性和实时性。海绵城市建设的初衷就是应急预案，同时也是当前不可缺少的重要内容，如果发生洪涝灾害，那么国民的健康生活也会受到影响与冲击，为规避这一情况的发生，需要应急预案演习工作积极开展，这是十分重要的内容。制定应急演练计划，包括演练目的、内容、时间、地点、参与人员等。确保应急演练针对性强、实用性高，有助于提高应急响应能力和团队协作水平。按照演练计划，组织实际演练。可模拟各种突发事件场景，如暴雨内涝、水源短缺、水污染等，检验应急预案的有效性，以及各部门、团队的应急响应能力。在此期间，应加强对水务系统的管理与运用，在此期间不仅可以提升问题的处理效果，并且还可以以水情为基础，科学开展应急演练工作，以合理的手段与方式展开抗灾处理，促进城市安全系数提升，避免城市居民的身心健康受到危害，即便是遇到严重的灾情，同样也可以科学处理[10]。按照确定的演练场景和任务，组织相应的应急演练，包括模拟事件的发生、应急处置队伍的组建、应急处置资源的调配等，检验应急预案的有效性和可行性。根据演练评估结果，对相应的应急预案进行完善和改进，包括增加新的应急处置任务和资源、调整应急处置流程、优化应急指挥体系等，提高海绵城市应对突发事件的能力。海绵城市智慧水务应急演练与应急预案的开展需要综合考虑城市水文、气象、设备等各方面因素，制定科学、可行的应急预案，并进行充分的应急演练和评估，不断完善和优化应急预案，保障城市的安全和稳定。

结束语

总而言之，海绵城市在运用智慧技术期间，应针对当前的状况科学监控，从而做好相关数据的采集，合理运用数据内容，保证该地区居民的安全得到保障。现如今，海绵城市的建设依然处于建设发展的关键期，尤其是水务系统的运用上还存在问题，需要进行后续的摸索与研究，这样方可实现全面发展。

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