近年來，隨著城市化進程的加快，城市排水系統(tǒng)面臨著越來越大的壓力。暴雨內(nèi)澇、污水溢流、水體污染等問題頻發(fā)，嚴重影響著城市運行和居民生活。為破解這一難題，國家出臺了一系列政策，推動智慧排水系統(tǒng)建設，以科技賦能城市排水，構建安全、高效、綠色的城市水環(huán)境。
《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》明確提出，要推進城鎮(zhèn)排水設施智能化改造，建設智慧排水管理系統(tǒng)，實現(xiàn)排水設施運行狀態(tài)實時感知、智能調(diào)度和精準管控。《關于加強城市內(nèi)澇治理的實施意見》也強調(diào)，要運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術，提升城市排水防澇智慧化水平。
問題凸顯，傳統(tǒng)排水系統(tǒng)亟待升級
當前，我國城市排水系統(tǒng)普遍存在以下問題：
(一)管網(wǎng)規(guī)劃不合理
雨污混接問題：早期城市建設在排水管網(wǎng)規(guī)劃時，缺乏長遠眼光和科學布局，雨污混接現(xiàn)象普遍存在。每逢降雨，大量污水涌入雨水管網(wǎng)，不僅造成污水溢流，嚴重污染城市水體和生態(tài)環(huán)境，還使得污水處理廠的處理負荷急劇增大，處理成本大幅上升。
管徑設計缺陷：部分雨水管徑設計過小，難以應對暴雨等極端天氣下的排水需求，導致城市內(nèi)澇頻繁發(fā)生，給居民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大威脅。另外，污水支管與主干管管徑不匹配，致使管渠系統(tǒng)運行效率低下，工程效益大打折扣。
(二)設施老化與維護難題
(三)系統(tǒng)協(xié)調(diào)性不足
(四)設計與管理技術落后
設計軟件匱乏：目前，國內(nèi)大規(guī)模排水系統(tǒng)設計缺乏專業(yè)、高效的軟件支持，多依賴經(jīng)驗估算，這導致水力流態(tài)不佳，管道淤積嚴重，泵站建設過多，不僅增加了建設成本，還使得后期運行管理難度和成本大幅提高。
管理模式陳舊：在管理模式上，傳統(tǒng)的人工巡檢和經(jīng)驗決策方式效率低下，難以適應快速變化的城市發(fā)展需求和復雜多變的排水狀況。
智慧賦能，構建城市排水新格局
智慧排水系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術，實現(xiàn)對排水系統(tǒng)的全面感知、智能分析和精準控制，有效解決傳統(tǒng)排水系統(tǒng)存在的問題。
(一)構建智能感知網(wǎng)絡
傳感器部署：在排水管道、泵站、污水處理廠等關鍵節(jié)點廣泛部署各類先進傳感器，如雷達水位監(jiān)測儀、雷達超聲流量儀、智能水質(zhì)監(jiān)測儀等。
數(shù)據(jù)傳輸：借助物聯(lián)網(wǎng)技術，將這些節(jié)點的實時數(shù)據(jù)精準、快速地傳輸至數(shù)據(jù)中心。例如，在易澇積水點安裝高精度水位傳感器，一旦水位達到警戒值，系統(tǒng)便能立即發(fā)出預警信號，為城市防汛指揮部門提供及時、準確的決策依據(jù)。
(二)搭建大數(shù)據(jù)分析平臺
數(shù)據(jù)挖掘分析：運用大數(shù)據(jù)技術，對海量的排水數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析，從而洞察排水系統(tǒng)的運行規(guī)律和潛在問題。
預測與決策支持：通過建立科學的數(shù)據(jù)分析模型，能夠精準預測不同區(qū)域、不同時段的排水量變化，提前預判可能出現(xiàn)的排水故障和內(nèi)澇風險，為排水設施的科學調(diào)度和維護提供有力的技術支持。比如，通過對歷史降雨數(shù)據(jù)、排水流量數(shù)據(jù)以及地理信息數(shù)據(jù)的綜合分析，預測暴雨來臨時各區(qū)域的積水風險等級，提前做好人員、物資的調(diào)配和應急預案的啟動。
(三)實現(xiàn)智能化控制與調(diào)度
技術應用：基于大數(shù)據(jù)分析結果，采用自動化控制技術，對排水設施進行智能化管理與調(diào)度。
智能運行優(yōu)化：通過智能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)實際排水需求，自動調(diào)節(jié)閥門開度、泵站運行功率等參數(shù)，實現(xiàn)排水系統(tǒng)的高效、節(jié)能運行。例如，當某個區(qū)域的排水量突然增加時，系統(tǒng)能夠自動優(yōu)化附近泵站的運行模式，加大排水流量，避免內(nèi)澇的發(fā)生。
(四)打造一體化信息管理平臺
技術整合：整合地理信息系統(tǒng)(GIS)、在線監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術，構建功能強大的智慧排水管理平臺。
管理與決策提升：該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對排水系統(tǒng)的全方位、可視化管理，管理人員可以通過平臺實時查看排水設施的運行狀態(tài)、管網(wǎng)分布情況、水質(zhì)變化趨勢等信息，實現(xiàn)對排水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和智能決策，大大提高了管理效率和決策的科學性。
(五)強化部門協(xié)同與公眾參與
(六)培養(yǎng)專業(yè)人才隊伍
人才需求分析：智慧排水系統(tǒng)涉及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、自動化控制、給排水工程等多學科、多領域的知識和技術，需要培養(yǎng)一批既懂排水業(yè)務又熟悉信息技術的復合型專業(yè)人才。
人才培養(yǎng)途徑：通過加強高校相關專業(yè)的學科建設、開展在職人員的技術培訓和繼續(xù)教育、組織行業(yè)技術交流活動等方式，提升人才隊伍的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為智慧排水系統(tǒng)的建設和發(fā)展提供堅實的人才支撐。
智慧排水系統(tǒng)建設是提升城市治理能力、保障城市安全運行、改善城市水環(huán)境的重要舉措。通過綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術手段，建立可維護、可運行、可擴展的智慧排水系統(tǒng)，為城市的防洪排澇、水資源管理和環(huán)境保護提供更加有力的支持。同時，也應積極響應國家涉水政策導向，加強智慧排水系統(tǒng)的研究和實踐，不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)功能和性能，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。
