水网工程的管理技术：如何实现高效、智能与可持续运行
随着全球水资源压力不断加剧，城市化进程加速推进，水网工程作为保障城乡供水安全、防洪排涝、生态修复和农业灌溉的核心基础设施，其管理技术的重要性日益凸显。传统的粗放式管理模式已难以应对复杂多变的用水需求和环境挑战。因此，构建科学、系统、智能化的水网工程管理体系，已成为水利现代化发展的关键路径。
一、水网工程管理技术的核心目标
水网工程的管理技术不仅关乎工程本身的运行效率，更直接影响区域经济社会的可持续发展。其核心目标包括：
- 提升运行效率：通过信息化手段优化调度决策，减少资源浪费，提高供水保证率。
- 增强抗风险能力：建立实时监测预警机制，应对极端气候事件（如干旱、洪水）带来的冲击。
- 保障水质安全：从水源到用户端全过程水质监控，确保居民用水健康。
- 促进生态保护：统筹考虑生态流量、湿地保护等生态功能，实现人水和谐共生。
- 推动数字转型：以物联网、大数据、人工智能为基础，打造智慧水利新生态。
二、现代水网工程管理技术的关键组成
1. 智能感知系统：构建水网“神经末梢”
智能感知是水网工程数字化管理的基础。通过部署各类传感器（如水位计、流量计、水质传感器、雨量计、视频监控等），可对水体状态进行全天候、全要素监测。例如，在水库、河道、泵站、管网节点安装高精度传感器，结合边缘计算设备，实现数据本地处理与远程传输同步，大幅提升响应速度。
典型案例：浙江省绍兴市利用物联网技术对全市180多个重点水利工程实施在线监测，实现异常报警自动推送至管理人员手机端，平均故障发现时间由原来的72小时缩短至4小时内。
2. 数据驱动的智能调度平台
基于GIS（地理信息系统）、BIM（建筑信息模型）和数字孪生技术，搭建统一的数据中台，整合来自不同子系统的多源异构数据，形成“一张图”可视化展示。在此基础上，开发智能调度算法，支持多场景模拟推演（如旱情应急调度、汛期防洪调度），辅助管理者做出最优决策。
例如，南水北调中线工程采用AI调度模型，在保证输水安全的前提下，每日节约能耗约5%，年均节水超2亿立方米。
3. 数字孪生与仿真建模技术
数字孪生技术将物理世界中的水网工程映射到虚拟空间，实现实时动态映射与预测性分析。通过对水流动力学、污染物扩散、管网老化趋势等进行高保真仿真，可提前识别潜在风险点，制定预防措施。
北京城市副中心正在试点建设“数字孪生水网”，涵盖300公里河道、15个泵站和多个调蓄池，未来将用于暴雨内涝模拟、供水保障评估等功能。
4. 风险预警与应急响应机制
建立多层次风险预警体系，包括气象预警、水文预警、水质预警和工程结构健康监测。结合AI算法识别异常模式，自动触发应急预案，并联动相关部门快速处置。
广东某地在台风季前通过AI模型预测可能淹没区域，提前疏散群众并关闭低洼地区排水泵站，有效避免了重大损失。
5. 管网维护与寿命预测技术
传统人工巡检效率低且主观性强，现代技术引入无人机巡检、声波检测、光纤传感等手段，实现管网健康状态精准评估。同时，利用机器学习对历史维修数据建模，预测管材老化速率，科学安排更换计划，延长设施使用寿命。
上海市水务局通过AI+红外热成像技术，实现了对地下管网渗漏点的非接触式识别，漏损率从18%下降至9%。
三、管理流程再造：从被动响应到主动治理
过去水网工程多为“头痛医头、脚痛医脚”的被动运维模式，现在应转向以数据驱动的主动治理策略：
- 标准化作业流程：制定涵盖日常巡检、设备保养、应急演练的标准操作手册（SOP），并通过移动终端APP执行闭环管理。
- 绩效考核数字化：将运行指标（如供水合格率、能耗水平、投诉处理时效）纳入KPI体系，借助BI工具生成可视化报表，提升管理透明度。
- 跨部门协同机制：打破水务、环保、住建、应急管理等部门的信息壁垒，共建共享数据平台，实现联合指挥、协同作战。
四、政策支持与人才培养：技术落地的双轮驱动
先进技术若无配套政策和专业人才支撑，难以真正落地见效。
1. 政策层面：鼓励创新与标准先行
国家应出台《智慧水利发展指导意见》，明确水网工程智能化改造路线图；地方政府可设立专项资金支持示范项目建设，推动PPP模式引入社会资本参与运维。
2. 教育培训：培养复合型人才队伍
高校开设“智慧水利”方向课程，培养既懂水利又掌握信息技术的新型工程师；企业定期组织技能培训，提升一线人员对新技术的应用能力。
江苏省水利厅联合南京大学成立“智慧水利研究院”，每年培训基层技术人员超200人次，显著提升了区域管理水平。
五、未来发展趋势：迈向绿色低碳与韧性水网
面向碳达峰、碳中和目标，水网工程管理技术将更加注重绿色节能与韧性提升：
- 绿色能源应用：推广太阳能水泵、风能供电系统，降低运行碳排放。
- 海绵城市建设融合：将雨水收集、渗透、净化功能融入水网体系，增强城市调蓄能力。
- 韧性设计升级：在新建或改建项目中强化抗灾能力，如增设备用电源、加固堤坝结构、预留冗余通道等。
综上所述，水网工程的管理技术正经历一场由传统经验主导向数据智能驱动的深刻变革。只有坚持技术创新、制度完善、人才支撑三位一体推进，才能让水网真正成为保障国家水安全的生命线、服务高质量发展的稳定器。
