位于陕南秦巴山区的汉阴县,以1365平方公里的土地滋养着31万人口,其中农村人口达26.9万。面对地域广阔、人居分散、管理难度大的现实挑战,汉阴县以智慧化手段为引擎,以市场化路径为驱动,大力推进数字孪生供水工程建设,成功探索出一条从“传统管理”迈向“数智化管理”的农村供水保障新路径。

因需而动:破解农村供水管理困局

“十二五”以来,汉阴县已建成农村集中供水工程357处,输配水管网总长4200余千米,设计日供水规模2.76万立方米,年供水量885万立方米,受益人口26.3万,农村自来水普及率高达98.03%,水质合格率稳定达标,为乡村振兴奠定了坚实的供水基础。

然而,规模供水、集中供水、分散供水并存的多元格局,以及运营主体不一、信息平台覆盖不全的现实,使城乡供水安全保障存在盲点,统一调度困难,成为县域农村供水的突出短板。为彻底扭转这一局面,汉阴县启动数字孪生供水工程建设,旨在通过技术赋能、模式创新,实现农村供水从“有水吃”到“吃好水”的跨越。

系统构建:五层架构夯实智慧底座

汉阴县以基础条件较好的涧池联村供水工程为标杆,系统构建了“感知层、传输层、数据层、平台层、应用层”五级数字孪生架构。

感知层布设流量、水质、压力等传感器及视频监视设备,构建从水源到用户的全方位立体感知网络;传输层运用4G/5G融合通信,破解山区有线信号覆盖难题,确保数据实时回传;数据层整合地理信息、运行监测、设施设备等数据,形成统一数据底板;平台层通过个性化部署和微服务架构,开发具备云服务、模块化、可视化功能的数字孪生平台;应用层集成运行监测、智能调度、用户服务、知识库等模块,实现应用集成与数据共享。

系统实现了物理供水系统与数字孪生体的实时交互与深度融合,为精准管控、智能决策提供了有力支撑。

关键技术:核心功能驱动管理变革

汉阴县数字孪生系统的核心功能体现在多个方面:

立体感知与自动控制:在15座水厂安装在线监测设备,布设压力传感器320个、流量传感器180套,自动化改造40座集中水厂,实现远程监控与智能调节。

“供水一张图”精准建模:平台涵盖1.5万个管网节点、2.3万段管段,阀门1550座、消防栓352座。压力流量等传感器计算精度误差≤5%,预测精度达95%以上,为调度决策提供可靠依据。

     智能业务场景全覆盖:监测预警及时,2024年累计自动预警2300余次,及时处置率100%;智能调度优化,通过泵站优化运行,年节约电费75万元;管网漏损可控,实行分片区管理,2024年修复漏点48处,减少漏损水量120万吨;水质全过程保障,实现对水源水、出厂水、管网水、末梢水的全要素监测与管控;应急响应高效,成功处置多起较大供水突发事件,平均响应时间从12小时大幅缩短至2小时;用户服务便捷,通过微信公众号、小程序等方式,实现信息查询、在线报修、水费缴纳等功能,打通服务“最后一米”。

机制创新:双轮激发市场活力

汉阴县坚持政府与市场两手发力,探索出“民营为主体、国有兜牢底”的供水运营管理模式。对基础较好的工程引入民营资本,激发主体活力;对基础较弱的村组则由国有公司托底保障,实行水价补贴。全县共成立12家民营供水公司,管理85个村的供水工程,覆盖80.6%的农村人口。

以涧池联村供水工程为例,龙源供水公司专门成立科技公司,聚焦“物联、数联、智联”,打造深度感知的智慧供水管理体系,形成了较好的示范效应。

成效显著:多维提升彰显价值

经济效益:通过降低漏损和能耗,年节约水资源120万吨,年节约水电费约210万元,减少人工及维修支出480余万元,系统总投资预计4.5年即可收回。

社会效益:供水保证率从90%跃升至99%,报装报修时间从24小时压缩至4小时,群众用水获得感、幸福感、安全感显著提升。

结语:以数智之力润泽乡村振兴

汉阴县以数字孪生技术赋能农村供水保障,不仅是技术应用的成功实践,更是基层治理体系和治理能力现代化的生动体现。证明了通过“政府引导、市场运作、技术赋能、机制保障”,可以有效提升农村供水精细化管理水平,实现供水质量和服务的提质增效与普惠共享。

编辑:倪健

编审:黄琪雅 黄智发

终审:钟明明

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