城市排水系統智能控制與數字化管理技術

9月1日下午，在由中國水網、上海市政工程設計研究總院、城投污水、上海市城市排水有限公司和中國科學技術協會主辦的“2010上海（第二屆）水業熱點論壇”上，清華規劃院環境與市政所總工趙冬泉介紹了城市排水系統智能控制與數字化管理技術。

污水處理廠通過智能控制改造，可提高污水廠運行的穩定性，并降低其處理能耗，達到“節能減排”的雙重效果；通過遠程監控和過程診斷，保障污水廠的正常運行。

排水管網利用計算機有效管理大量排水設施的資產信息；通過專業管理和分析模式的支持，提高排水管網的升級改造的科學性與運營養護的效率；通過數字化管理手段提高應急事件響應能力，保障排水管網的安全有效運行。

截至2009年底，我國建成城鎮污水處理廠1993座，總處理能力超過1億立方米/日，在建和已建項目處理能力總和預計為1.6億立方米/日。

大量污水廠建成后，如何有效的進行污水廠的績效評估、運行監管、控制優化、穩定運行成為行業下一步需要解決的問題，污水廠的穩定、安全高效的運行也成為提高污水廠設施處理效率，更好的實現節能減排任務的關鍵。

污水處理具有多變量、多干擾非線性、慢時變、大滯后等特點，僅靠人工控制難以奏效。污水處理包括泵站，曝氣池，二沉池等多個處理單元，每個單元的運行機理差異巨大，難以一步到位地實現整體控制。污水處理是一個多單元關聯，耦合緊密的系統，單元協同顯得尤為重要。因此，需要一個與設備、自控、工藝結合的多層次的全流程智能控制系統。

目前，排水管網管理現狀表現為：

一、“家底”不清，資料混亂。排水管網建設時期長，相關數據不完整、不準確；已建管網靠無序紙圖或簡單圖形文件記錄與管理；管網信息化不夠系統，各種格式的數據并存變化數據不能及時更新并統一存儲；缺乏數據標準及規范，影響信息的有效共享和使用。

二、分散、不系統的管理模式。簡單、分散的存儲和管理模式體現不了排水管網的網絡特征，實際管理中很多分析決策依賴于排水管網的網絡關系。

三、管網改造管道選擇依據性不強。信息記錄不全面，不系統導致沒有完整的篩選數據庫；查詢、分析和評估手段不夠全面與系統。

四、對于雨季溢流（CSO）沒有科學的應急辦法。對于溢流和內澇過程規律沒有進行系統分析，不能對溢流事故制定科學的預警和應急措施，在應對防汛搶險等危機事件時目前管理調度手段蒼白無力。

五、流域級別的管理模式無法實現，如管網連通和布局優化，泵站調控、流域調水、對受納水體評估，與污水處理廠的聯合調度和控制等。

管網數字化管理包含四個階段：紙圖與簡單計算機管理模式、基于GIS的管理模式、基于監測和模擬的綜合管理模式、基于可靠性分析的高級管理模式。