极端天气对城市排水管网构成系统性威胁，强降雨引发的超负荷运行、洪涝裹挟的杂物堵塞以及管网结构破坏等问题频发。智慧水务通过技术集成与流程优化，构建起覆盖监测预警、智能调度、应急处置的全链条防护体系。

一、全域感知网络实现风险实时监测

极端天气下管网风险呈现隐蔽性与动态变化特征，智慧水务依托多层级监测架构提升感知能力：

终端设备密集部署：在排水管网关键节点安装压力传感器、液位计及流速监测设备，构建网格化数据采集体系。例如德国柏林水务系统以500米为间隔布设压力监测点，数据采集频率达每分钟1次，精准捕捉管网压力波动。

空天地协同监测：无人机搭载热成像仪巡查地面排水口，管道检测机器人深入地下排查破损，结合卫星遥感与气象数据预测强降雨影响区域。新加坡通过无人机集群每小时扫描全岛排水系统，可提前锁定易涝点位。

边缘计算优化响应：在监测终端内置AI算法，实现异常数据自动识别与预警触发，减少数据传输延迟。当液位异常上升时，系统可在30秒内启动分级报警机制。

二、智能决策系统驱动动态调度

传统人工调度难以应对极端天气下的复杂工况，智慧水务依托数字孪生与算法模型实现精准管控：

数字孪生模拟预测：基于GIS技术构建管网三维模型，实时映射监测数据，模拟极端天气下的水流路径。荷兰鹿特丹的数字孪生平台可预测暴雨后1小时内各节点液位变化，误差控制在5%以内。

强化学习优化策略：通过强化学习算法训练管网调度方案，综合降雨量、管网负荷、河道水位等参数，自动调节泵站抽排功率与闸门开合角度。深圳前海片区 AI 调度系统在台风期间提升排水效率30%。

跨部门数据协同：打通水务、气象、交通等部门数据接口，建立“气象预警—管网响应—交通疏导”联动机制。东京在暴雨预警发布后，自动启动泵站最大功率运行，并同步推送积水路段信息至交管部门。

三、应急处置体系提升响应效率

极端天气中的快速处置能力直接影响管网受损程度，智慧水务通过流程自动化缩短响应周期：

故障智能诊断与预案触发：AI算法分析监测数据，自动识别管网破裂、异物堵塞等故障，并匹配预设处置方案。系统检测到管道压力骤降时，可立即定位漏点、关闭关联闸门，并通知抢修队伍。

现场作业数字化赋能：抢修人员通过AR终端接收故障点三维图纸与操作指南，结合现场视频回传实现远程技术支持。上海水务部门应用AR辅助抢修，将平均处置时间从120分钟压缩至40分钟。

公众参与风险共治：开发市民端APP接收积水点上报信息，同步发布管网运行状态。伦敦“FixMyStreet”平台年处理超10万条管网问题线索，形成政府主导与社会监督的协同治理模式。

四、技术演进方向与挑战

当前智慧水务仍面临数据孤岛、模型泛化能力不足等问题。未来需深化5G与边缘计算融合，提升数据传输稳定性；通过联邦学习整合跨区域数据优化算法；探索区块链技术保障数据可信共享。随着技术迭代，智慧水务将从被动响应转向主动防御，为城市排水系统构建更高效的安全屏障。

通过技术集成与流程再造，智慧水务系统显著提升了城市排水管网在极端天气下的抗风险能力，为城市基础设施的稳定运行提供关键支撑。