数字孪生赋能全域水网,实现水资源管控与节水降碳双向提升

导语

水资源安全与节水减碳是城市更新、产业园区、片区开发的重要命题。全域水网涵盖供水、排水、防汛排涝、污水处理、中水回用等多重环节,在实际运维中,水库泵站、管网、水处理设施点位分散,供排水、防汛、再生水系统相互独立,数据割裂;地下管网隐蔽复杂,渗漏、溢流隐患难以及时发现;用水计量、损耗统计依靠人工填报,水资源消耗与水务环节碳排放底数不清;汛期排涝调度、水资源循环利用缺少实景仿真推演手段,难以兼顾供水安全、防汛韧性与节水降碳多重目标。

北京黎阳之光深度依托视频孪生、空间锚定主数据、AI感知、全国产异构算力技术,将全域水网纳入六网双碳一体化数字底座,构建集设施可视、监测预警、仿真调度、节水核算、闭环运维于一体的数字孪生全域水网解决方案。打通水源、供水、排水、治污、中水回用全业务链路,兼顾水安全保障与水资源集约利用,为城市更新片区、产业园区、产业新城提供"安全+节水+降碳"一体化数智化路径。

传统水网运维存在诸多现实痛点:供水、排水、污水处理、中水回用分属不同业务系统,缺少统一空间视图,地下管线看不见、摸不清;管网渗漏、泵站异常、污水溢流多靠事后发现,隐患排查依赖人工巡检;用水损耗、处理能耗缺少统一归集,水务领域碳排放难以量化;汛期内涝处置缺少场景化推演,调度决策缺少直观数字支撑;中水回用再生水缺少全过程监管,水资源循环利用潜力未能充分释放;各系统数据标准不统一,历史台账分散,改造升级效益难以预判。

黎阳之光全域水网解决方案,遵循六网双碳总体架构,以实景孪生底座为载体,充分利旧现有流量计、液位、水质、视频监控等感知终端,减少硬件重复投入,满足信创安全合规,实现设施上图、状态可监、损耗可算、仿真可预演、处置可闭环。

一、水网全要素实景映射,打造地上地下一体化数字水沙盘

基于视频孪生三维重构技术,依托空间锚定主数据字典,把全域水网设施全部挂载统一三维空间坐标,实现地上地下分层展示。

水源与供水环节:水库、蓄水池、取水泵站、供水管网、加压设施实景上图,实时展示水位、流量、水压、水质监测数据;

排水与防汛排涝环节:雨水管网、污水管网、排涝泵站、易涝积水点位接入平台,掌握管网液位、泵站启停运行工况;

污水处理与中水回用:污水处理设施、再生水输送管网、中水取水计量点位统一管控,跟踪处理产能、再生水产出与回用情况;

地下管线体系:给排水地下管网支持剖切透视,完整展示管线走向、管径、材质、建设年份、检修台账,精准定位管线隐患区段。

管理人员通过孪生大屏,一屏总览全域水网运行态势,可一键调取设备档案、实时监测数据、关联监控视频,告别多套系统来回切换,实现水网设施"看得全、找得准"。

二、多源水务数据融合治理,摸清水耗家底,实现节水降碳可算可溯

汇聚取水、供水、管网损耗、污水处理能耗、中水回用等多源数据,开展标准化数据治理,搭建水资源‑水务碳排放核算模型。

系统自动统计片区总取水量、管网漏损水量、污水处理能耗、再生水回用率,核算水务全链条碳排放;支持按片区、园区、建筑、重点设施多维度开展用水分析,识别高损耗环节,定位节水改造对象。

完整留存流量、水质、设备运行全量数据,实现用水记录、损耗统计、碳核算数据全链路留痕可核验,为节水载体创建、零碳片区申报提供可信的数据支撑,破解水耗底数不清、损耗难以量化的行业痛点。

三、AI孪生仿真推演,支撑水资源优化调度与防汛"四预"应用

结合AI算法与数字孪生仿真能力,面向水资源调配、汛期排涝开展预报、预警、预演、预案模拟推演 。

水资源调度:结合片区用水需求预测,优化供水调配策略,提升中水再生水的复用比例,减少新鲜水资源取用;联动电网负荷,优化泵站错峰运行,降低水务设备用电消耗,实现节水与节电降碳并举。

防汛排涝仿真:接入气象降雨预报数据,模拟不同降雨工况下积水演进过程,预判易涝点位积水深度、影响范围,提前调度排涝泵站,为防汛处置提供科学参考。

改造方案仿真测算:可模拟管网更新、泵站升级、中水扩容等改造项目,在虚拟场景测算改造后漏损下降幅度、节水效益与碳减排收益,为项目投资决策提供量化依据,规避盲目改造风险。

同时实现水网与新型电网、地下管网跨网协同,管网发生泄漏故障时,联动供水、电力调度快速隔离风险,减少水资源无谓损耗。

四、风险智能预警,闭环工单处置,筑牢水网安全韧性防线

整合物联传感器与AI视频识别能力,对管网泄漏、泵站异常、液位超限、污水溢流、水质异常、井盖异动等风险进行实时告警。告警信息自动绑定空间位置,精准定位隐患点位,自动生成运维工单推送至对应运维人员。

形成风险告警‑定位派单‑现场处置‑核验销号‑复盘归档完整闭环。遇到暴雨内涝、管网破损等重大突发事件,联动六网双碳平台应急模块,调取周边视频、应急物资、处置力量,支撑联合应急处置。通过隐患早发现、故障快处置,最大限度降低管网跑冒滴漏,减少水资源浪费,兼顾水网安全运行与节水降碳双重目标。

五、多场景落地应用

城市更新片区:老旧片区给排水管网改造同步开展数字孪生建设,改造完成即实现水网数智管控,助力海绵城市、节水型城市更新落地。

零碳产业园区:统筹园区供水、雨污排水、污水处理、中水回用,提高再生水利用率,降低园区新鲜水消耗与水务环节碳排放。

新建产业新城:规划建设阶段同步完成水网设施数据归档,将全域数字水网纳入六网双碳底座,实现建成即智慧,为片区水资源安全与绿色低碳发展夯实基础。

结语

安全是底线,节水是路径,降碳是目标。黎阳之光数字孪生全域水网解决方案,跳出水务系统独立建设的传统模式,深度融入六网双碳整体体系,实现水网设施可视、水耗可计量、调度可仿真、风险可闭环。在保障供水安全、防汛排涝韧性的同时,深挖水资源循环利用潜力,助力片区实现水资源管控与节水降碳双向提升,为城市更新、产业园区绿色高质量发展提供坚实的水网数智支撑。

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