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数字遇上水,如何开启智慧节水模式

时间:2021-09-06 来源:瞭望
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    当前全球水资源约束趋紧,如何用好每一滴水? 

   近日刚刚落幕的第五届中国—阿拉伯国家博览会首次设立水资源论坛。中阿专家“云”上商讨认为,以大数据、云计算、物联网等新一代信息技术为支撑的“智慧水利”,是实现水资源集约节约安全利用的必然途径。 

  中阿在水资源领域面临相似的问题与挑战,合作潜力巨大。设立水资源论坛,对于中阿之间携手共建“绿色丝绸之路”意义重大。 

  全球用水量每年增长1% 

  中阿专家一致指出,未来水资源形势并不乐观。 

  国际灌溉排水委员会主席拉杰卜·拉杰卜在本次水资源论坛上说:“到2050年,世界人口将达到90亿,预计用水量将增加50%。到2030年,全球水资源供需总体缺口将达到40%。” 

  据联合国统计,从20世纪80年代以来,全球用水量就以每年约1%的速度增长,到2050年,将有超过20亿人生活在水资源严重短缺的国家。 

  水资源需求持续增长,而一些流域却面临水资源总量不断衰减的风险,进一步加剧了水资源供需矛盾。

  中国水资源短缺,南多北少。黄河是全国第二大河,占全国2%的年径流量,承担着全国15%耕地和12%人口的供水任务。水利部水利水电规划设计总院副院长李原园研究发现,近年来,黄河流域水资源衰减较为严重。“2001年至2016年,黄河流域水资源总量较1956年至2000年偏少10%。其中北洛河流域减少幅度最大,达20%以上。” 

  由于水资源管理粗放,跨部门、跨地区、多个利益主体的水资源冲突与矛盾等,世界许多地区水资源利用效率并不高,缺水和浪费水并存。经过多年努力,“十三五”期间,我国农田灌溉水有效利用系数从0.536提高到0.565,但仍远低于发达国家的0.7到0.8。 

  李原园告诉本刊记者,当前黄河流域118个县域水资源超载或临界超载,且地下水超采问题突出,流域年均浅层地下超采量达10.3亿立方米,未来将严重制约经济社会发展。“亟需把水资源作为最大刚性约束,全面提高水资源利用效率、优化配置能力和综合管控能力。” 

   

  宁夏固海扬水灌区大型喷灌机 

  “云端”智慧节水 

  如此严峻的形势下,如何高效利用每一滴水? 

  “数字化是推进全球水安全和保障地球水资源可持续利用的重要工具,也为水资源行业‘零污染目标’提供了广泛可能。”阿拉伯水资源理事会主席马哈茂德·阿布扎伊德认为,利用数字技术可以更好地控制废水排放,增强实时现场水质监测能力,提高跨部门用水效率和减少漏水。 

  当前,基于物联网思想的水联网正成为新一代水利信息化的集成发展方向。清华大学—宁夏银川水联网联合研究院院长王忠静说,以云计算和云服务为支撑的水联网,可实现流域内自然与社会水循环的实时监测和动态预测,进而实现对水资源的智能识别、跟踪定位、模拟预测、优化分配和监控管理,为水资源的优化调度和高效利用,快速提升水资源效能提供了可能。 

  水联网技术在我国已有成功探索。 

  农村供水是个世界性难题,但在我国西北内陆的宁夏彭阳县,当地农民短短几年内实现了从“毛驴驮水”到“手机买水”的历史性转变。2016年,彭阳县在基本解决农村饮水难的基础上,探索“互联网+农村供水”,为农户配装智能水表,实现从水源到水龙头的全程自动监测控制,有效解决了过去山大沟深、点多线长造成的跑冒滴漏等问题,全县管网漏失率从40%降到了20%。 

  农业是我国第一耗水大户,节水潜力巨大。可以追溯到秦汉时期的宁夏引黄古灌区,在数字驱动下摇身一变为现代化“云灌区”——100%渠道砌护、测控一体化闸门、视频安防系统…… 

  延续千年的人工巡防管护一跃升级为无人值守的远程智能化管理。“目前宁夏130万亩智慧灌区已试运行成功,从我们初步监测的数据来看,能够节水5%至6%,同时管理效率还翻了一番。”王忠静说。 

  事实证明,数字治水能够实现水资源的精细配送和高效管理,正在为传统水利行业带来革命性变化。 

  攻关“水包裹”精准投递 

  水联网是物联网技术在水利行业的具体应用,但水真的可以像其他物品一样运输和管理吗? 

  专家表示,“水包裹”不同于其他物品,水资源系统更加复杂、更具不确定性,还有许多关键技术待突破。 

  高效管水的前提是精准感知水,实时采集水数据。水利部数据显示,目前我国在线监测用水量只达到总用水量的50%。“城乡供水依托管道输水,互联网技术的应用还相对容易些,但例如河湖生态监测等难度较大,前端传感器等硬件设备的精准度、可靠性还不够高,发展还远远不足。”王忠静说,要全域建成“实时感知、水信互联、过程跟踪、智能处理”的水联网,还有很长的路要走。 

  “尽管水资源行业的数字化应用有所增加,但在把新智能技术融入整个水循环和生态系统方面,该行业仍然落后于其他行业。”马哈茂德·阿布扎伊德说,数字治水能否成功,很大程度上取决于其是否融入公共事业系统、提供水利的社会服务。 

  正在建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区的宁夏,近年来将数字治水创新作为水利现代化的有力抓手。 

  宁夏水利厅厅长白耀华认为,要统筹运用数字化改革思维和技术,通过智慧水利先行先试,激发数据要素的放大、叠加、倍增作用,加快推动治水组织职能更加科学、体制机制更加完善、运行管理更加高效。 

  近年来,中阿在水资源领域的合作不断加深。通过历届中阿博览会,中阿之间已达成多项节水领域技术合作,搭建了中阿绿色智能控制节水技术平台,绿色智能节水灌溉技术与装备实质性地进入了阿曼、卡塔尔等阿拉伯国家,为提高当地水安全保障水平和改善民生提供了帮助。 

  马哈茂德·阿布扎伊德说:“数字技术的日益普及和商业化不再是一种选择,已成为实现水资源节约集约安全利用的必然之举。”他期盼,以水利部为代表的中方,与作为水利事务区域协调员的阿拉伯水资源理事会,能在水资源管理领域建立全面长期的合作关系,推动联合应用研究、开展科学对话和技术交流项目、促进能力建设。 

  水利部副部长魏山忠说,中方非常愿意与包括阿拉伯国家在内的世界各国和国际组织一道,加强广泛交流与深度合作,深入拓展智慧水利应用场景,携手促进水资源节约集约安全利用,推动联合国2030年可持续发展议程涉水目标如期实现。 






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