01 建设挑战

       城乡供水一体化工程并非简单的管网延伸，它面临着一系列结构性、技术性和管理性的复杂挑战，这些挑战往往交织在一起，增加了项目推进的难度。在河南北部某县的实践中，原有地下水源面临水质不稳、水量不足和水压保障率低的多重困境。这些问题在城乡供水一体化项目中普遍存在。从大规模输水管网铺设到现代化水处理厂建设，需要巨额初始投资。特别是在山区和偏远乡村，地形复杂导致施工成本高企，而后期运维费用不菲，用户分散又使得收入有限，投资回报率偏低。管理体制分散则形成了另一个难题，城乡之间、区域之间存在管理分割，形成“数据孤岛”现象。许多地区的SCADA系统、GIS系统和营收系统各自独立运行，缺乏统一的数据标准和互通机制，增加了协调成本，降低了管理效率。技术应用不足直接影响了供水服务质量。部分农村地区管网漏损率居高不下，有的甚至超过25%。传统人工巡检方式效率低下，无法实现实时监测与预警。供水调度多依赖经验而非科学数据，应急响应能力弱，爆管等突发事件处置平均需要4小时以上。用户接受度也是不容忽视的挑战。一些农村地区存在“有水不接，通而不用”的现象。部分居民出于用水成本考虑，接入户相对较少，多将供水系统作为备用水源而非主要用水渠道。如何制定合理水价，维护群众切身利益，成为工程可持续运行的关键。

02 智慧水务系统架构

       面对城乡供水一体化的多重挑战，智慧水务系统提供了一种系统性解决方案。这种以物联网技术为核心的管理体系，通过分层架构设计，实现从水源到用户的全流程智能化管控。智慧水务系统的架构可分为四个关键层次：感知层、通信层、数据层和应用层。感知层部署在水务系统的关键节点，包括电磁流量计、压力传感器等设备，负责实时采集供水系统的运行数据。这些设备如同水务系统的“神经末梢”，时刻监测管网压力、流量和水质参数。通信层则构建了数据传输的“高速公路”，采用以光纤为主、4G/Wi-Fi/专网为辅的混合通信网络。这种设计既保障了核心区域的高速稳定传输，又兼顾了边远地区的覆盖需求，实现了城乡全域的数据联通。数据层是智慧水务的“大脑中枢”，构建了多源数据融合中心，包含空间数据库、实时数据库和业务数据库。通过ETL工具对数据进行清洗转换，消除“数据孤岛”，生成统一的数据模型，为上层应用提供标准化数据支持。应用层直接面向水务管理者和用户，设立综合智慧调度、设施全周期管理和公共服务平台。这些平台涵盖管网监测、水质监控等核心模块，通过调度大屏、运维APP和小程序等多终端，为不同角色提供定制化服务。

03 智慧管网监测

        管网系统是城乡供水一体化的“生命线”，其运行状态直接决定了供水服务的质量和效率。智慧管网监测模块通过技术手段破解了传统管网管理中“漏损高、巡检低效”的难题。通过在供水管网关键节点部署智能传感设备，结合数据传输与分析技术，智慧管网实现了对管网运行状态的实时感知与异常预警。压力骤降、流量异常等情况能自动触发系统警报，同步生成调度建议与运维工单，大幅缩短故障处置时间。基于GIS技术构建的“供水一张图”，整合了管网拓扑结构、监测设备位置和行政区划等多维信息，实现了空间数据与业务数据的可视化关联。运维人员可通过移动端实时查看周边管网信息，现场采集隐患数据并同步更新至中心数据库，推动“以图管水”的精细化管理模式。智能分析决策引擎整合了机器学习算法与业务规则，构建了水质预警、漏损检测和压力预测等多种智能模型，实现了从数据采集到决策支持的自动化推演。系统预定义多维度调度规则，结合水力模型生成最优调控方案，为供水调度提供科学依据。

04 智能调度与运维

       城乡供水一体化不仅需要硬件设施的互联互通，更需要管理流程的优化升级。智能调度与全周期运维管理模块通过数字化转型，有效解决了传统供水系统中“调度依赖经验、运维效率低下”的痛点。依托水力模型与自动化控制技术，智能调度系统实现了供水系统的优化调度与精准调控。模块集成了泵站变频控制、阀门远程调度及水力工况模拟功能。系统通过“数据采集-模型计算-指令执行-结果反馈”的闭环流程，动态平衡城乡水压和流量需求，降低管网运行能耗，同时支持多场景调度预案预演，提升高峰用水时段的应急响应能力。全周期运维管理模块建立了设备从采购、安装、运行到报废的全生命周期管理体系，涵盖台账管理、智能巡检、故障诊断及物资调配等功能。通过数字化巡检流程与工单闭环管理，系统实现了运维任务的自动分配与进度追踪，结合设备状态预警与预防性维护策略，大幅缩短故障处理时间，提升运维效率与设备可靠性。多元通信网络架构采用了“核心光纤环网+边缘无线接入+应急通信备份”的组网模式。根据城乡区域特性差异化部署通信链路，通过信号强度实时监测、数据缓存补传及压缩传输等技术，保障广域范围内的数据传输稳定性与效率，为智能调度与运维提供可靠通信保障。