技術 || 數字遇上水，如何開啟智慧節水模式

據聯合國統計，從20世紀80年代以來，全球用水量就以每年約1%的速度增長，到2050年，將有20億人生活在水資源嚴重短缺的國家。

以云計算和云服務為支撐的水聯網，可實現流域內自然與社會水循環的實時監測和動態預測，進而實現對水資源的智能識別、跟蹤定位、模擬預測、優化分配和監控管理，為水資源的優化調度和高效利用，快速提升水資源效能提供了可能

“盡管水資源行業的數字化應用有所增加，但在把新智能技術融入整個水循環和生態系統方面，該行業仍然落后于其他行業。”

當前全球水資源約束趨緊，如何用好每一滴水？

近日剛剛落幕的第五屆中國—阿拉伯國家博覽會首次設立水資源論壇。中阿專家“云”上商討認為，以大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術為支撐的“智慧水利”，是實現水資源集約節約安全利用的必然途徑。

中阿在水資源領域面臨相似的問題與挑戰，合作潛力巨大。設立水資源論壇，對于中阿之間攜手共建“綠色絲綢之路”意義重大。

寧夏固海揚水灌區大型噴灌機

全球用水量每年增長1%

中阿專家一致指出，未來水資源形勢并不樂觀。

國際灌溉排水委員會主席拉杰卜·拉杰卜在本次水資源論壇上說：“到2050年，世界人口將達到90億，預計用水量將增加50%。到2030年，全球水資源供需總體缺口將達到40%。”

據聯合國統計，從20世紀80年代以來，全球用水量就以每年約1%的速度增長，到2050年，將有超過20億人生活在水資源嚴重短缺的國家。

水資源需求持續增長，而一些流域卻面臨水資源總量不斷衰減的風險，進一步加劇了水資源供需矛盾。

中國水資源短缺，南多北少。黃河是全國第二大河，占全國2%的年徑流量，承擔著全國15%耕地和12%人口的供水任務。水利部水利水電規劃設計總院副院長李原園研究發現，近年來，黃河流域水資源衰減較為嚴重。“2001年至2016年，黃河流域水資源總量較1956年至2000年偏少10%。其中北洛河流域減少幅度最大，達20%以上。”

由于水資源管理粗放，跨部門、跨地區、多個利益主體的水資源沖突與矛盾等，世界許多地區水資源利用效率并不高，缺水和浪費水并存。經過多年努力，“十三五”期間，我國農田灌溉水有效利用系數從0.536提高到0.565，但仍遠低于發達國家的0.7到0.8。

李原園告訴本刊記者，當前黃河流域118個縣域水資源超載或臨界超載，且地下水超采問題突出，流域年均淺層地下超采量達10.3億立方米，未來將嚴重制約經濟社會發展。“亟需把水資源作為最大剛性約束，全面提高水資源利用效率、優化配置能力和綜合管控能力。”

“云端”智慧節水

如此嚴峻的形勢下，如何高效利用每一滴水？

“數字化是推進全球水安全和保障地球水資源可持續利用的重要工具，也為水資源行業‘零污染目標’提供了廣泛可能。”阿拉伯水資源理事會主席馬哈茂德·阿布扎伊德認為，利用數字技術可以更好地控制廢水排放，增強實時現場水質監測能力，提高跨部門用水效率和減少漏水。

當前，基于物聯網思想的水聯網正成為新一代水利信息化的集成發展方向。清華大學—寧夏銀川水聯網聯合研究院院長王忠靜說，以云計算和云服務為支撐的水聯網，可實現流域內自然與社會水循環的實時監測和動態預測，進而實現對水資源的智能識別、跟蹤定位、模擬預測、優化分配和監控管理，為水資源的優化調度和高效利用，快速提升水資源效能提供了可能。

水聯網技術在我國已有成功探索。

農村供水是個世界性難題，但在我國西北內陸的寧夏彭陽縣，當地農民短短幾年內實現了從“毛驢馱水”到“手機買水”的歷史性轉變。2016年，彭陽縣在基本解決農村飲水難的基礎上，探索“互聯網+農村供水”，為農戶配裝智能水表，實現從水源到水龍頭的全程自動監測控制，有效解決了過去山大溝深、點多線長造成的跑冒滴漏等問題，全縣管網漏失率從40%降到了20%。

農業是我國第一耗水大戶，節水潛力巨大?？梢宰匪莸角貪h時期的寧夏引黃古灌區，在數字驅動下搖身一變為現代化“云灌區”——100%渠道砌護、測控一體化閘門、視頻安防系統……

延續千年的人工巡防管護一躍升級為無人值守的遠程智能化管理。“目前寧夏130萬畝智慧灌區已試運行成功，從我們初步監測的數據來看，能夠節水5%至6%，同時管理效率還翻了一番。”王忠靜說。

事實證明，數字治水能夠實現水資源的精細配送和高效管理，正在為傳統水利行業帶來革命性變化。

攻關“水包裹”精準投遞

水聯網是物聯網技術在水利行業的具體應用，但水真的可以像其他物品一樣運輸和管理嗎？

專家表示，“水包裹”不同于其他物品，水資源系統更加復雜、更具不確定性，還有許多關鍵技術待突破。

高效管水的前提是精準感知水，實時采集水數據。水利部數據顯示，目前我國在線監測用水量只達到總用水量的50%。“城鄉供水依托管道輸水，互聯網技術的應用還相對容易些，但例如河湖生態監測等難度較大，前端傳感器等硬件設備的精準度、可靠性還不夠高，發展還遠遠不足。”王忠靜說，要全域建成“實時感知、水信互聯、過程跟蹤、智能處理”的水聯網，還有很長的路要走。

“盡管水資源行業的數字化應用有所增加，但在把新智能技術融入整個水循環和生態系統方面，該行業仍然落后于其他行業。”馬哈茂德·阿布扎伊德說，數字治水能否成功，很大程度上取決于其是否融入公共事業系統、提供水利的社會服務。

正在建設黃河流域生態保護和高質量發展先行區的寧夏，近年來將數字治水創新作為水利現代化的有力抓手。

寧夏水利廳廳長白耀華認為，要統籌運用數字化改革思維和技術，通過智慧水利先行先試，激發數據要素的放大、疊加、倍增作用，加快推動治水組織職能更加科學、體制機制更加完善、運行管理更加高效。

近年來，中阿在水資源領域的合作不斷加深。通過歷屆中阿博覽會，中阿之間已達成多項節水領域技術合作，搭建了中阿綠色智能控制節水技術平臺，綠色智能節水灌溉技術與裝備實質性地進入了阿曼、卡塔爾等阿拉伯國家，為提高當地水安全保障水平和改善民生提供了幫助。

馬哈茂德·阿布扎伊德說：“數字技術的日益普及和商業化不再是一種選擇，已成為實現水資源節約集約安全利用的必然之舉。”他期盼，以水利部為代表的中方，與作為水利事務區域協調員的阿拉伯水資源理事會，能在水資源管理領域建立全面長期的合作關系，推動聯合應用研究、開展科學對話和技術交流項目、促進能力建設。

水利部副部長魏山忠說，中方非常愿意與包括阿拉伯國家在內的世界各國和國際組織一道，加強廣泛交流與深度合作，深入拓展智慧水利應用場景，攜手促進水資源節約集約安全利用，推動聯合國2030年可持續發展議程涉水目標如期實現。

編輯 | 清風 

來源 | 新華社客戶端