城市排水系統(tǒng)智能控制與數(shù)字化管理技術(shù)

9月1日下午，在由中國(guó)水網(wǎng)、上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院、城投污水、上海市城市排水有限公司和中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦的“2010上海（第二屆）水業(yè)熱點(diǎn)論壇”上，清華規(guī)劃院環(huán)境與市政所總工趙冬泉介紹了城市排水系統(tǒng)智能控制與數(shù)字化管理技術(shù)。

污水處理廠通過智能控制改造，可提高污水廠運(yùn)行的穩(wěn)定性，并降低其處理能耗，達(dá)到“節(jié)能減排”的雙重效果；通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和過程診斷，保障污水廠的正常運(yùn)行。

排水管網(wǎng)利用計(jì)算機(jī)有效管理大量排水設(shè)施的資產(chǎn)信息；通過專業(yè)管理和分析模式的支持，提高排水管網(wǎng)的升級(jí)改造的科學(xué)性與運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)的效率；通過數(shù)字化管理手段提高應(yīng)急事件響應(yīng)能力，保障排水管網(wǎng)的安全有效運(yùn)行。

截至2009年底，我國(guó)建成城鎮(zhèn)污水處理廠1993座，總處理能力超過1億立方米/日，在建和已建項(xiàng)目處理能力總和預(yù)計(jì)為1.6億立方米/日。

大量污水廠建成后，如何有效的進(jìn)行污水廠的績(jī)效評(píng)估、運(yùn)行監(jiān)管、控制優(yōu)化、穩(wěn)定運(yùn)行成為行業(yè)下一步需要解決的問題，污水廠的穩(wěn)定、安全高效的運(yùn)行也成為提高污水廠設(shè)施處理效率，更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排任務(wù)的關(guān)鍵。

污水處理具有多變量、多干擾非線性、慢時(shí)變、大滯后等特點(diǎn)，僅靠人工控制難以奏效。污水處理包括泵站，曝氣池，二沉池等多個(gè)處理單元，每個(gè)單元的運(yùn)行機(jī)理差異巨大，難以一步到位地實(shí)現(xiàn)整體控制。污水處理是一個(gè)多單元關(guān)聯(lián)，耦合緊密的系統(tǒng)，單元協(xié)同顯得尤為重要。因此，需要一個(gè)與設(shè)備、自控、工藝結(jié)合的多層次的全流程智能控制系統(tǒng)。

目前，排水管網(wǎng)管理現(xiàn)狀表現(xiàn)為：

一、“家底”不清，資料混亂。排水管網(wǎng)建設(shè)時(shí)期長(zhǎng)，相關(guān)數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確；已建管網(wǎng)靠無序紙圖或簡(jiǎn)單圖形文件記錄與管理；管網(wǎng)信息化不夠系統(tǒng)，各種格式的數(shù)據(jù)并存變化數(shù)據(jù)不能及時(shí)更新并統(tǒng)一存儲(chǔ)；缺乏數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，影響信息的有效共享和使用。

二、分散、不系統(tǒng)的管理模式。簡(jiǎn)單、分散的存儲(chǔ)和管理模式體現(xiàn)不了排水管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特征，實(shí)際管理中很多分析決策依賴于排水管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。

三、管網(wǎng)改造管道選擇依據(jù)性不強(qiáng)。信息記錄不全面，不系統(tǒng)導(dǎo)致沒有完整的篩選數(shù)據(jù)庫；查詢、分析和評(píng)估手段不夠全面與系統(tǒng)。

四、對(duì)于雨季溢流（CSO）沒有科學(xué)的應(yīng)急辦法。對(duì)于溢流和內(nèi)澇過程規(guī)律沒有進(jìn)行系統(tǒng)分析，不能對(duì)溢流事故制定科學(xué)的預(yù)警和應(yīng)急措施，在應(yīng)對(duì)防汛搶險(xiǎn)等危機(jī)事件時(shí)目前管理調(diào)度手段蒼白無力。

五、流域級(jí)別的管理模式無法實(shí)現(xiàn)，如管網(wǎng)連通和布局優(yōu)化，泵站調(diào)控、流域調(diào)水、對(duì)受納水體評(píng)估，與污水處理廠的聯(lián)合調(diào)度和控制等。

管網(wǎng)數(shù)字化管理包含四個(gè)階段：紙圖與簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)管理模式、基于GIS的管理模式、基于監(jiān)測(cè)和模擬的綜合管理模式、基于可靠性分析的高級(jí)管理模式。