智慧水务应用与发展

1）从技术角度深入阐述水务智慧建设全过程，具有极高的指导性和借鉴价值；
2）目前市场上关于水务类的书籍不少，基本全部是水务发展和技术综述类，单纯从信息技术及其应用场景角度描述的目前还没有，符合当前水务行业转型升级需求。

本书系统总结当前我国智慧水务建设经验，全面展示我国水务智慧化建设成就，探索符合我国水务需求的先进技术和应用模式。全书共包括以下内容：*章 智慧水务综述；第二章 总体框架篇；第三章 关键技术篇；第四章 规划设计篇；第五章 供水篇；第六章 排水篇；第七章 海绵城市；第八章 水环境；第九章 智慧水务行业发展趋势；第十章 智慧水务行业应用案例。本书适合行业政府管理部门，水务集团、自来水公司、污水处理公司、排水管理处等管理人员、技术人员；智慧水务涉及到的相关企业的管理人员、技术人员等参考使用。

目录
序一
序二
章 智慧水务综述 1
节 城市水系统的构成与主要功能 1
一、城市水系统概念 1
二、城市水系统构成 2
三、城市水系统的特征 4
第二节 智慧水务的概念与发展背景 5
一、智慧水务发展背景 6
二、我国智慧水务发展现状 8
三、智慧水务的定位与建设目标 10
第二章 智慧水务——总体框架篇 12
节 总体框架 12
第二节 智能感知 14
一、基本要求 14
二、逻辑架构 15
第三节 ICT 基础设施 16
一、基本要求 17
二、逻辑架构 17
第四节 数据类与数据内容 18
一、基本要求 19
二、逻辑架构 20
第五节 业务支撑平台 20
一、基本要求 21
二、逻辑架构 21
第六节 智慧应用 22
一、基本要求 23
二、逻辑架构 23
第七节 保障环境体系 24
一、基本要求 24
二、体系架构 25
第三章 关键技术 28
节 基础数据调查技术 28
一、管线数据调查技术 29
二、基础地形（下垫面）测量技术 32
三、水务工程构筑物测绘技术 33
四、发展趋势 34
第二节 实时动态监测技术 34
一、实时动态监测技术核心及应用 35
二、发展趋势 36
第三节 水务物联网平台 37
一、水务物联网技术组成及应用 38
二、发展趋势 40
第四节 数字孪生技术 40
一、数字孪生技术在城市水务管理中的应用场景 41
二、发展趋势 43
第五节 水模型 44
一、供水管网水力水质模型 44
二、排水管网水力水质模型 47
第四章 规划篇 54
节 智慧规划 54
一、需求分析 54
二、总体框架 55
三、应用综述 56
四、发展趋势 58
第二节 智慧设计 59
一、需求分析 59
二、应用综述 60
三、发展趋势 62
第五章 供水篇 65
节 供水“一张图” 65
一、需求分析 66
二、总体框架 66
三、应用综述 68
四、发展趋势 69
第二节 供水设施在线监测“一张网” 69
一、需求分析 70
二、总体框架 71
三、应用综述 72
四、发展趋势 74
第三节 水源地管理 74
一、需求分析 74
二、总体框架 76
三、应用综述 78
四、发展趋势 79
第四节 水厂精细化管理 80
一、需求分析 80
二、总体框架 81
三、应用综述 82
四、发展趋势 86
第五节 供水管网管理 87
一、需求分析 87
二、总体框架 88
三、应用综述 89
四、发展趋势 93
第六节 二次供水管理 94
一、需求分析 95
二、总体框架 96
三、应用综述 97
四、发展趋势 99
第七节 客户与营收管理 99
一、需求分析 99
二、总体框架 101
三、应用综述 101
四、发展趋势 103
第八节 行业管理 104
一、节水管理 104
二、供水水质管理 106
三、漏损控制 108
第六章 排水篇 110
节 智慧排水“一张图” 111
一、需求分析 111
二、总体框架 113
三、应用综述 115
四、发展趋势 117
第二节 排水设施监测“一张网” 117
一、需求分析 117
二、总体框架 119
三、应用综述 119
四、发展趋势 121
第三节 排水单元管理 122
一、需求分析 122
二、总体框架 123
三、应用综述 123
四、发展趋势 124
第四节 排水管网管理 124
一、需求分析 124
二、总体框架 125
三、应用综述 126
四、发展趋势 126
第五节 污水处理厂智能化生产与管理 127
一、需求分析 127
二、总体框架 128
三、应用综述 129
四、发展趋势 130
第六节 “厂网河一体化”管理与提质增效 131
一、需求分析 131
二、总体框架 132
三、应用综述 133
四、发展趋势 134
第七节 农村生活污水监管 134
一、需求分析 134
二、总体框架 136
三、应用综述 137
四、发展趋势 138
第八节 城市内涝管理 138
一、需求分析 138
二、总体框架 139
三、应用综述 139
四、发展趋势 141
第九节 行业管理 142
一、排水许可管理与许可后监管 142
二、初期雨水排放调控与溢流污染防治 142
三、排水防汛应急调度 143
第七章 海绵城市 145
节 海绵城市“一张图” 145
一、需求分析 145
二、总体框架 146
三、应用综述 147
四、发展趋势 149
第二节 在线监测 149
一、需求分析 149
二、总体框架 150
三、应用综述 150
四、发展趋势 152
第三节 项目管理 152
一、需求分析 152
二、总体框架 152
三、应用综述 153
四、发展趋势 154
第四节 运维管理 154
一、需求分析 154
二、总体框架 156
三、应用综述 156
四、发展趋势 157
第五节 决策支持 157
一、需求分析 157
二、总体框架 158
三、应用综述 158
四、发展趋势 160
第六节 绩效考核评估 161
一、需求分析 161
二、总体框架 164
三、应用综述 164
四、发展趋势 165
第七节 公众服务 166
一、需求分析 166
二、总体框架 166
三、应用综述 167
四、发展趋势 168
第八章 水环境 169
节 水环境综合整治“一张图” 169
一、需求分析 169
二、技术架构 170
三、应用综述 170
四、发展趋势 172
第二节 水环境监测“一张网” 172
一、需求分析 173
二、总体框架 173
三、应用综述 174
四、发展趋势 175
第三节 水环境整治工程全过程管理 176
一、需求分析 176
二、总体框架 177
三、应用综述 177
四、发展趋势 178
第四节 河（湖）长制管理 179
一、需求分析 179
二、总体框架 179
三、应用综述 179
四、发展趋势 182
第五节 河道巡检与养护 182
一、需求分析 182
二、总体框架 182
三、应用综述 183
四、发展趋势 184
第六节 城市河道闸站联合调度管理 184
一、需求分析 185
二、总体框架 185
三、应用综述 185
四、发展趋势 187
第九章 智慧水务行业发展趋势 188
一、创造企业价值 188
二、促进行业参与者跨越发展 189
三、助力相关行政部门监管 189
四、为公众提供高质量服务 189
节 水务全要素的天地空实时监测 190
一、感知技术全面升级，提升管理效率 190
二、物联网平台助力提高数据整编效率 190
三、数据通信全面普及，感知技术更经济可靠 191
第二节 海量数据高效收集整合治理 191
一、基于“数据中台”构建数据与业务相互转换的闭环机制 191
二、构建大数据仓库，实现关键业务的智慧应用 191
三、构造公司级数据仓库，形成主题数据服务 192
第三节 统一的业务处理平台 192
一、建立“业务数据化，数据业务化”的闭环运营管理模式 192
二、促成网络互通的一体化平台建设 193
三、创建覆盖全领域的统一涉水业务 193
四、多元数据、业务子系统集成，提升服务能力 193
第四节 全域业务上云 193
一、企业上云，运营模式向“云”转换 194
二、业务需求与发展阶段决定上云方式 194
三、利用云技术三大服务模式，提升云服务体验 195
第五节 智慧化生产 195
第六节 智慧水务生态 196
一、加强社会各生态合作伙伴之间交流共享 196
二、深化行业合作伙伴之间合作共赢 196
三、促进电子政务发展，助力智慧城市建设 197
第七节 先进技术理念与水务业务紧密融合 197
第十章 智慧水务行业应用案例 198
案例一 京杭大运河（苏州段）遗产监测 198
一、项目背景 198
二、建设内容 199
三、应用情况 203
四、关键技术 207
五、社会价值 208
案例二 固原海绵城市运营管控平台 210
一、建设背景 210
二、建设内容 211
三、应用情况 218
四、关键技术 218
五、社会价值 219
案例三 研创园智慧水务综合管理平台 220
一、建设背景 220
二、建设内容 221
三、应用情况 224
四、关键技术 226
五、社会价值 227
案例四 智慧城市排水防涝信息管理系统 229
一、项目背景 229
二、建设内容 229
三、应用成效 236
四、关键技术 237
五、社会价值 237
案例五 EPRILI 智慧环保系统在工业水处理中的应用 239
一、建设背景 239
二、建设内容 239
三、应用情况 241
四、关键技术 246
五、社会价值 247
案例六 长沙望城海绵城市 248
一、建设背景 248
二、建设内容 248
三、系统效果展示 249
四、关键技术 251
五、社会价值 254
案例七 深圳光明智慧水厂项目 256
一、建设背景 256
二、建设内容 256
三、应用情况 257
四、关键技术 258
五、社会价值 260
案例八 江门三区三市排水信息化与管理系统 263
一、建设背景 263
二、建设内容 263
三、应用情况 269
四、关键技术 270
五、社会价值 270
案例九 天驰城市智慧排水在线监测系统 272
一、建设背景 272
二、建设内容 272
三、突出特点 277
四、关键技术 277
五、社会价值 277
案例十 杭州智慧河道监管平台 278
一、项目背景 278
二、应用内容 279
三、应用效果 289
四、创新点 290
五、社会效益 292
案例十一 滁州智慧水务管理模式 294
一、建设背景 294
二、建设内容 294
三、应用情况 296
四、关键技术 297
五、社会价值 298
案例十二 乳山智慧水务信息系统 300
一、建设背景 300
二、建设内容 300
三、应用情况 300
四、关键技术 305
五、社会价值 306
案例十三 鼓楼区城市排水精细化管理平台 307
一、建设背景 307
二、建设目标 307
三、建设内容 308
四、应用情况 311
五、关键技术 321
六、社会价值 321
参考文献 323
编后记 327

序 一
水是城市基础性自然资源和战略性经济资源，是城市生态与环境的重要控制性要素；城市水务是城市经济社会发展的命脉，也是实现城市可持续发展的重要途径。作为智慧城市建设的重要环节，发展智慧水务具有重要的现实意义。以城市水系统管理与生态环境保护为核心的智慧城市建设，贯彻了党中央提出的新发展理念，将生态文明建设纳入“五位一体”总体布局，把建设美丽中国确定为中华民族永续发展的千年大计，努力将生态优势转化为发展优势，为子孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园。
现阶段针对城市水务管理与生态环境保护，智慧水务管理平台、智慧水利工程、信息惠民工程等项目层出不穷。智慧水务的顶层设计大多由政府机构牵头组织，要避免仅仅只是把IT 的新概念填入城市水务各个领域，去构建一个个同质化的“智慧水务”，以实现产品与业务销售为目的或构成不负责任的虚幻政绩。单纯就技术去谈智慧水务建设是不科学的，在缺少规划以及建设和运营的体制与机制下去奢谈全面感知、智慧决策，那也是不可持续的。
智慧水务是一项复杂的社会系统工程，其建设需要能够解答“如何通过信息化与数字化手段实现信息资源与生产经营深度融合”“提升水务系统科学预测与联动联调程度”“建立安全稳定、精细高效的智能化管理方式”等问题。智慧水务的建设需要通过科学的统筹、有效的设计，明确建设方向，确定智慧水务建设的总体框架和推进策略；通过规范引导、标准先行，把握建设重点，避免重复建设，详细规划建设任务与实施路径；紧扣城市水务核心业务需求，循序渐进推动智慧水务建设；建立健全智慧水务组织建设，加大资金投入、实施人才策略，才能确保智慧水务工作正常、稳步推进，保障智慧水务建设有效落实并能持久稳定地发挥管理与服务作用。
《智慧水务应用与发展》报告由中国测绘学会智慧城市工作委员会牵头组织编写，参与编写的单位和专家作为中国智慧城市、水环境治理、水务企业数字化转型的倡导者和践行者，通过他们的调查研究及经验总结，完成了智慧水务顶层设计与底层对接，并将成果汇集到本书中。本书梳理了我国智慧水务发展的需求与发展现状，指出了现阶段发展中的主要问题，总结并对比了我国智慧水务建设的目标与定位，提出了未来我国智慧水务的发展趋势与方向；此外，本书详细介绍了智慧水务的总体框架，由此针对智慧水务顶层设计需求提出智慧水务的规划、设计及其未来的发展趋势。本书针对城市水系统的三大组成部分，分别阐述了在智慧供水、智慧排水与水环境整治方面的智慧管控需求、应用场景与未来发展趋势；文中还针对海绵城市建设，阐述了利用智慧海绵城市管控平台，对全过程海绵数据进行及时分析与处理，辅助做出运营指挥决策，从而构建现代、智慧、生态的海绵城市；后本书还列举了分布在我国不同地区的智慧水务建设案例，并分析了应用于各个案例的关键技术与社会价值等。
目前我国水务智慧化建设尚处于蓬勃发展的阶段，其建设成果在解决方案的设计理念、项目的管理模式以及实际操作的落地效率等各方面都具有极大的上升空间。面对当下亟待解决的如城市内涝防治、城市水资源保护、黑臭水体治理等问题，面临全面实现“提质增效”的迫切需求，基于我国智慧水务建设现状与目标的差异，本书阐述了囊括水务全要素实时监测、数据高效治理、一体化业务处理平台、全域业务上云、智慧化生产、智慧水务生态以及水务业务切实落地等内容。此外，还深刻、尖锐地剖析出了目前我国智慧水务发展的主要问题，以及现阶段水务数字化转型与基础建设、信息系统机制、政策与人才配套等之间的协同与矛盾，并在书中针对这些问题提出了解决思路与方案。因此，本书对于我国现行与未来的智慧水务道路具有重要指导意义，是我国水务智慧化建设的重要引擎。
中国测绘学会理事长
序 二
水是生活之源、生产之要、生态之基，生活的方方面面都离不开水的支撑。近年来国家大力鼓励智慧城市建设，并陆续出台《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》等支持政策，而水务作为生活及生产的基础，也被列入了重点智慧化的行业，因此智慧水务是智慧城市建设的重要组成部分。智慧水务具有信息化高效运作的特点，成为我国传统水务企业转型升级的一个重要方向。中国智慧水务发展大体可分为三个阶段：水务1.0 阶段，以自动化控制为核心，着眼于工艺优化以及生产效率的提升；水务2.0 阶段，以企业信息化为核心，更多地在企业资源管理、移动应用、算法应用方面进行突破；水务3.0 阶段，则是大数据、人工智能、区块链的综合应用。
智慧水务建设是一项复杂的系统工程，我国智慧水务发展距离真正的“智慧”还有一定的距离。一是业内对智慧水务的认知不统一。各地区对智慧水务的认知还存在较大的偏差，现阶段仅把监测以及监测数据的可视化作为开发的重点，缺乏数据分析、优化决策、辅助预警的能力。二是智慧水务行业标准体系缺失。我国智慧水务的建设还处在初期实践探索阶段，各地智慧水务建设缺乏统一标准的模式指导。三是水务数据基础薄弱，数据不完整、不精准。数据采集的频率和质量不够高，难以为之后的分析决策步骤提供支撑。各类模块，不同软件系统之间难以兼容，数据无法流通、共享，形成数据孤岛，系统灵活性和延展性较差。
展望未来，智慧水务将实现准确评估水务管理现状，找出管理方面实际存在需要改进的问题，进一步识别发展机遇并制订出实现的路径图。通过水务业务系统的控制智能化、数据资源化、管理精准化、决策智慧化，保障水务设施安全运行，达成水务业务更高效的运营、更科学的管理和更优质的服务。
在这样的背景下，中国测绘学会智慧城市工作委员会联合行业专家力量，共同组织编写了《智慧水务应用与发展》一书，总结了智慧水务行业的发展现状、展望了行业的未来趋势，详细介绍了智慧水务行业规划、智慧供水、智慧排水、智慧水环境、海绵城市等细分领域的技术和应用，讨论了各类技术在智慧水务建设方面的应用价值，同时还搜集和梳理了大量的应用案例，展示了新一代信息技术在智慧水务应用方面发挥的巨大价值，也探讨了相关技术在落地应用过程中可能面临的各类挑战。
国务院参事