城市生命线,是维系城市正常运转、保障居民生活安全的核心基础设施网络,而水务系统作为其中的关键一环,既承担着 “供水” 的民生责任,又肩负着 “排涝” 的安全使命。随着城市化进程加速与极端天气频发,传统水务管理模式面临管网老化、供水漏损、排涝滞后等诸多挑战。如今,大数据、物联网、人工智能、遥感监测等前沿科技的深度渗透,正从智慧供水的 “精准滴灌” 到防汛排涝的 “科学调度”,为城市生命线建设筑起坚实的技术屏障,推动水务管理从 “被动应对” 向 “主动防控” 跨越式升级。
一、智慧供水:科技织就 “全链条” 管控网,守护居民 “放心水”
供水作为城市生命线的 “源头工程”,直接关系居民生活质量与健康安全。传统供水模式依赖人工巡检、经验调度,易出现管网漏损难察觉、水质波动难预警、水压不稳难调控等问题。而科技的融入,正通过 “感知 - 传输 - 分析 - 决策” 的全链条赋能,让供水系统变得 “会思考、能自愈”。
在管网监测环节,物联网技术构建起 “地下神经网络”。如今,城市供水管网中已广泛布设压力传感器、流量监测仪、水质在线分析仪等智能设备,这些设备如同 “电子哨兵”,实时采集管网压力、流量、水质 pH 值、余氯含量等关键数据,通过 5G 或 NB-IoT 无线传输技术,将数据实时上传至智慧供水云平台。例如,某省会城市在主城区供水管网安装了 2000 余台智能监测终端,可精准定位管网漏损点,漏损检测精度从传统的 “公里级” 提升至 “米级”,2023 年通过智能监测发现并修复管网漏点 132 处,漏损率较上年下降 1.8 个百分点,每年减少自来水浪费超 500 万立方米,相当于 3 个中型水库的蓄水量。
在水质保障环节,科技实现 “从源头到龙头” 的全流程追溯。智慧供水系统将水源地、水厂、管网、用户端串联成闭环管理体系:水源地部署遥感监测卫星与水质浮标,实时监测原水浊度、污染物浓度,一旦发现异常立即触发预警;水厂引入自动化处理设备,通过 AI 算法优化混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺参数,确保出厂水水质稳定达标;用户端安装智能水表,不仅能实现远程抄表,还可实时反馈水质数据,若用户端水质出现波动,系统可快速定位问题环节,及时开展排查与修复。2024 年某沿海城市遭遇台风后,原水浊度骤升,智慧供水系统通过 AI 算法自动调整水厂加药量与过滤速度,同时远程关闭受影响区域的部分管网分支,仅用 2 小时就恢复了正常供水,避免了水质安全事件的发生。
在调度优化环节,大数据与 AI 算法让供水 “按需分配”。智慧供水云平台整合历史用水数据、实时管网数据、气象数据、人口流动数据等多维度信息,通过 AI 模型预测不同区域、不同时段的用水需求,动态调整水厂供水压力与管网流量。例如,针对居民小区早高峰用水需求,系统提前 1 小时提升周边管网压力;针对工业园区生产用水波动,实时优化工业片区供水管网流量分配。某一线城市通过智慧调度系统,将管网压力合格率从 89% 提升至 98%,居民用水水压不稳投诉量下降 70%,同时降低水厂能耗约 12%,实现了 “节水、节能、惠民” 的多重效益。
二、防汛排涝:科技打造 “立体化” 防控体系,筑牢城市 “安全堤”
近年来,极端降雨引发的城市内涝问题愈发突出,不仅影响交通出行与居民生活,更威胁城市基础设施安全。传统防汛排涝依赖人工巡查、固定泵站排水,存在预警滞后、调度被动、应急响应慢等短板。而科技的赋能,正通过 “空天地” 一体化监测、智能调度与应急联动,构建起 “预警 - 调度 - 处置” 的立体化防汛排涝体系,让城市应对暴雨洪涝的能力显著提升。
在监测预警环节,“空天地” 技术实现雨情水情 “全感知”。天空中,气象卫星与降雨雷达实时监测降雨云团移动路径、降雨强度与覆盖范围,可提前 6-12 小时发布暴雨预警;地面上,城市易涝点、河道、排水管网入口布设水位传感器、雨量计、视频监控设备,实时采集积水深度、河道水位、管网流量数据,一旦积水超阈值或河道水位接近警戒水位,立即向指挥中心与周边居民推送预警信息;地下,管道机器人(CCTV 检测机器人)定期对排水管网进行 “体检”,排查管网堵塞、破损情况,提前清理淤积物,保障管网排水通畅。2023 年夏季,某南方城市遭遇特大暴雨,通过 “空天地” 监测系统,提前 8 小时发布暴雨红色预警,精准预测出 12 个易涝点,为防汛部门提前布防沙袋、启动排水泵站争取了充足时间,最终这些易涝点积水时长较往年缩短 60%,未出现大面积交通瘫痪。
在智能调度环节,AI 算法让排涝资源 “高效用”。城市防汛排涝指挥平台整合排水泵站、调蓄池、河道闸门、应急排水车等各类排涝资源数据,通过 AI 模型模拟不同降雨情景下的积水演进过程,优化排涝资源调度方案。例如,当监测到某区域降雨即将增强时,系统提前启动周边排水泵站,降低管网水位,预留积水存储空间;当河道水位较高时,智能调控闸门开合度,平衡河道行洪与周边排水需求;当局部区域出现严重积水时,系统自动匹配最近的应急排水车,调度其前往现场抽排。某东部城市通过智能调度系统,将排水泵站运行效率提升 30%,调蓄池利用率提高 45%,在 2024 年一次暴雨过程中,主城区内涝点数量较上年减少 50%,平均积水消退时间从 4 小时缩短至 1.5 小时。
在应急处置环节,科技助力 “快速响应” 与 “精准救援”。当城市出现内涝时,无人机可快速勘察大面积积水区域,拍摄积水范围与深度,为救援力量部署提供直观依据;应急指挥车搭载移动指挥系统,可现场接收监测数据、发布调度指令,实现 “现场 - 指挥中心” 的实时联动;智能穿戴设备为一线防汛人员提供定位、通讯与生命体征监测功能,保障救援人员安全。此外,部分城市还开发了 “防汛排涝 APP”,居民可通过 APP 上报积水点位置与深度,这些信息经系统核实后,会实时更新至城市防汛地图,为其他居民出行提供参考,同时为防汛部门处置提供线索。2023 年某省会城市暴雨内涝期间,通过 “居民上报 + 智能监测” 的联动模式,防汛部门累计收到有效积水上报信息 230 条,快速处置 198 处积水点,居民出行安全感与满意度显著提升。
三、科技赋能城市生命线:从 “单点突破” 到 “系统协同”
无论是智慧供水还是防汛排涝,科技对城市生命线的赋能都已不再局限于 “单点技术应用”,而是向着 “多系统协同”“全周期管理” 演进。如今,不少城市已将智慧供水系统与防汛排涝系统数据打通,实现水务资源的统筹调度:例如,在非降雨期,利用排水管网调蓄池存储部分自来水,用于城市绿化灌溉,实现水资源循环利用;在降雨期,将供水管网与排水管网的监测数据联动分析,避免暴雨导致供水管网破损与排水管网超载的双重风险。
同时,科技还在推动城市生命线 “全周期管理”:在规划阶段,通过 BIM(建筑信息模型)技术模拟管网布局、泵站选址对供水与排涝的影响,优化建设方案;在建设阶段,采用非开挖修复技术(如紫外光固化修复、胀管修复)对老旧管网进行改造,减少施工对交通与居民生活的影响;在运维阶段,通过数字孪生技术构建城市水务系统虚拟模型,模拟不同工况下的系统运行状态,提前发现潜在风险,实现 “预防性维护”。
未来,随着数字孪生、元宇宙、6G 等技术的进一步发展,城市生命线建设将迈向 “智慧化、协同化、自愈化” 新阶段:供水系统可根据居民用水习惯与气象条件,实现 “个性化供水”;防汛排涝系统可通过数字孪生模型,精准预测内涝风险并自动触发应对措施,真正实现 “涝水未到,防控先行”。
结语:科技为笔,绘就城市生命线 “安全蓝图”
城市生命线的稳定运行,是城市高质量发展的基础,也是居民幸福感与安全感的重要保障。从智慧供水的 “精准管控” 到防汛排涝的 “科学防控”,科技正以其 “感知、分析、决策、执行” 的强大能力,破解城市水务管理的痛点难点,为城市生命线注入源源不断的 “硬核” 动能。
未来,需进一步加强科技研发与成果转化,推动更多前沿技术在城市水务领域落地应用;同时,强化跨部门、跨区域的数据共享与协同联动,让科技不仅成为 “单点突破” 的利器,更成为 “系统协同” 的纽带。相信在科技的持续赋能下,城市生命线将愈发坚韧、智能,为居民创造更安全、更宜居、更可持续的城市生活环境。