智慧水务如何助力城市防洪排涝-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-09-08 | 10 次浏览 | 分享到:
全球极端降雨频繁,传统城市防洪排涝手段不足,智慧水务为城市防洪排涝提供全方位解决方案:构建水务物联网,通过海量传感器实时采集河道、管网、低洼地带等节点数据,形成水情 “全息地图”;基于大数据与水文模型,提前 3-6 小时精准预测内涝区域与时间,分级推送预警信息;借助数字孪生技术构建虚拟模型,统一调度泵站、水闸、调蓄池等设施,提升排水效率;整合多部门数据搭建应急指挥平台,可视化呈现水情,缩短应急响应时间,同时为城市防洪排涝长期规划提供数据支撑,筑牢城市防洪安全屏障。

在全球气候变化的大背景下,极端降雨事件愈发频繁,城市防洪排涝面临前所未有的挑战。从 2021 年郑州的特大暴雨,到近年来多地频繁出现的城市内涝,每一次洪涝灾害都给城市基础设施、居民生活和经济发展带来巨大损失。据统计,仅 2024 年,我国因城市内涝造成的直接经济损失就高达数百亿元。在这样的形势下,传统的防洪排涝手段逐渐力不从心,而智慧水务凭借先进的信息技术,为城市防洪排涝提供了全方位、智能化的解决方案,成为提升城市韧性、保障城市安全的关键力量。


精准感知:构建城市水情的 “全息地图”

智慧水务的基石在于全面而精准的感知体系。通过在城市的河道、排水管网、低洼地带、泵站、水闸等关键节点部署大量传感器,如液位计、流量计、雨量计、水质传感器等,构建起一张庞大的 “水务物联网”。这些传感器如同城市的 “触角”,实时采集水位、流量、雨量、水质等海量数据,并借助 5G、NB-IoT 等通信技术,将数据快速传输至云端或边缘计算平台,为防洪排涝决策提供第一手资料。


以某南方沿海城市为例,其在全市范围内安装了超过 5000 个排水管网液位传感器和 2000 个河道水位监测点。在一场强降雨过程中,传感器实时监测到部分排水管网液位快速上升,部分河道水位逼近警戒值。这些数据通过 5G 网络,在 1 秒内传输至城市智慧水务平台,为后续的应急决策争取了宝贵时间。与传统人工巡检和间断性监测相比,智慧水务的感知体系实现了从 “点监测” 到 “面覆盖”、从 “间断采集” 到 “实时传输” 的跨越,大幅提升了城市水情监测的时效性与准确性,让城市管理者对水情态势了如指掌。


智能预警:为城市防洪排涝装上 “预警雷达”

基于全面感知的数据,智慧水务利用大数据分析、机器学习、水文模型等技术,构建内涝风险预测与预警模型。通过对历史降雨数据、河道水位变化、排水管网运行状况以及城市地形地貌等多源数据的深度挖掘与分析,模型能够精准预测不同降雨强度下城市内涝可能发生的区域、时间及积水深度,并提前发出预警。


例如,某城市智慧水务平台的内涝预警模型,通过机器学习算法对过去 10 年的降雨和内涝数据进行训练,结合实时气象预报信息,能够提前 3-6 小时对可能出现内涝的区域发出精准预警。预警级别根据内涝风险程度分为蓝、黄、橙、红四级,通过短信、APP 推送、电子显示屏等多种渠道,及时将预警信息传达给政府部门、社区居民、交通管理等相关方,确保各方提前做好应对准备。与传统基于经验的预警方式相比,智慧水务的智能预警系统将预警准确率从 60% 提升至 90% 以上,预警时间提前了 2-4 小时,有效降低了内涝灾害造成的损失。


科学调度:实现防洪排涝设施的 “协同作战”

城市防洪排涝涉及众多设施,如泵站、水闸、排水管网、调蓄池等,传统管理模式下,这些设施往往各自为政,难以实现协同高效运行。智慧水务借助数字孪生、人工智能等技术,构建城市防洪排涝的数字模型,对各类设施进行统一调度与优化控制。


数字孪生技术为城市防洪排涝系统构建了一个虚拟镜像,通过实时数据驱动,模拟真实系统的运行状态。在强降雨期间,管理者可在数字孪生模型中提前模拟不同调度方案下城市水情的变化,如调整泵站的开启数量与功率、水闸的开合时间与开度等,对比分析后选择最优方案,并将指令实时下达至各设施执行。以某城市的排水泵站群为例,引入智慧调度系统后,通过对各泵站的协同优化控制,排水效率提升了 30%,有效缓解了城市内涝压力。同时,智慧水务系统还能根据实时水情变化,动态调整调度策略,实现防洪排涝设施的自适应运行,确保城市在不同雨情下都能保持良好的排水状态。


应急指挥:打造高效统一的 “作战中枢”

面对突发洪涝灾害,高效的应急指挥至关重要。智慧水务通过整合水务、气象、交通、应急管理等多部门数据,搭建统一的应急指挥平台,实现信息共享与协同联动。平台利用 GIS(地理信息系统)技术,将各类数据在电子地图上直观呈现,为决策者提供全面、可视化的城市水情态势。


在应急响应过程中,指挥人员可通过平台实时掌握内涝现场情况,如积水区域范围、积水深度、受影响人口等,同时调配抢险队伍、物资和设备,实现精准救援。例如,当某区域出现严重内涝时,应急指挥平台自动根据内涝位置和严重程度,规划最佳救援路线,调度附近的抢险队伍和排水设备前往现场。同时,与交通部门联动,对受影响区域实施交通管制与疏导,避免次生灾害发生。通过智慧水务的应急指挥系统,城市洪涝灾害的应急响应时间从原来的 1 小时以上缩短至 30 分钟以内,大大提高了应急救援效率。


长期规划:为城市防洪排涝注入 “智慧基因”

智慧水务不仅在应对当前洪涝灾害中发挥重要作用,还能为城市防洪排涝的长期规划提供科学依据。通过对长期积累的水情数据进行分析,挖掘城市洪涝灾害的演变规律和潜在风险点,为城市规划、排水管网建设与改造、防洪工程布局等提供数据支持。


例如,某城市通过智慧水务系统分析发现,随着城市的扩张,部分新建区域由于排水管网建设标准低、管径过小,在暴雨时极易出现内涝。基于这一分析结果,城市规划部门在后续的城市建设中,提高了新建区域排水管网的设计标准,并对现有老旧管网进行逐步改造升级。同时,根据水情分析结果,合理规划建设雨水调蓄池、下沉式绿地等海绵城市设施,增强城市的雨水调蓄能力。智慧水务系统还能对防洪排涝工程的建设效果进行评估,为城市防洪排涝体系的持续优化提供反馈,确保城市防洪排涝能力与城市发展相适应。


在城市面临日益严峻的洪涝灾害威胁下,智慧水务已成为提升城市防洪排涝能力的核心手段。通过精准感知、智能预警、科学调度、高效应急指挥以及为长期规划提供支持,智慧水务为城市防洪排涝构筑起一道坚固的智能护盾。未来,随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展与创新,智慧水务将在城市防洪排涝领域发挥更大作用,助力城市实现安全、可持续发展,让城市在风雨中更加从容。