工程院王浩院士:智慧水务的目标与层级

发表时间:2020-05-26 17:40

在年初举行的粤港澳大湾区智慧水务环保创新联盟启动会上,中国工程院的王浩院士以宏观的视野,高点的站位就智慧水务相关议题做了精彩发言,现场掌声不断,今天我们来重新回顾一下他的精彩观点。

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自然水循环方面,智慧水务要做什么?

一个是保持水资源的可再生性,保持它流域的产水能力,坦化它的洪旱过山上的植被每增加1%,洪峰流量就可以减少5~10%,枯水流量就可以增加1~1.2%,这样子很剧烈震荡的洪旱过程,大自然的过程就变得适应人类社会。

另一方面,各种人类活动,不管是做什么,总的效应就是归结到一点,那就是垂直方向降雨蒸发下渗,水通量越来越增加,产流会流、洪水演进,这方面越来越减少。

所以自然水循环调控,一是保持它的可再生性,产水量不下降。第二是坦化它的极值性,这就是智慧水务对自然水循环总的管控,不管你是做探头也好,物联网也好,区块链也好,全要围绕着总目标去。

社会水循环方面,智慧水务要做什么?

这就是要做两件事,一件事就是尽可能的少的从自然水循环里取水。取了水就要用水,用了水就要排水,所以,另一件事就是尽可能少地向自然水循环里排污。

取出的水要高效利用、多效利用、循环利用、再生利用、一水多用。那么用了以后要干干净净地处理降解消纳,最后再排回到自然顺序,这就是智慧水务终极的目标。

智慧水务管控的八个层次

第一个层次是最基础的层次水安全。洪水、涝水、大干旱,要能预防住或者有预案、能应对,这样子保证老百姓基本的生命财产安全。比如深圳就有三碰头的时候,天文大潮、外海顶托,又来了大台风,又来了超强的全流域全区域的暴雨,三件事碰在一块,这时候水安全就很重要。

第二个层次就是水资源供需要平衡,空间搭配要合理。所谓的水资源合理配置,高效利用。

第三个层次是水环境,水功能需要达标,水污染要治理,这样子河流就会变得更清洁。

第四个层次是水生态。水里的动物、植物、微生物,比如植物、沉水植物、停水植物、浮游生物、浮叶植物,这些东西都要比较均衡,生生不息。植物是消费者是生产者,动物是消费者,微生物是还原者,三大系统能保持相对的平衡,这样水生态功能才好,才有活力。

第五个层次是水景观。世界各国的大城市,没有一个不在水边上滨海、滨岸、滨湖,地区都是产业高地、人才高地,最起码的角度也得给老百姓打造一个休闲游憩的场所。

第六个层次是水文化。要把古代的上善若水,水善利万物而不争,同时又要把现代的节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力传承起来。这些观念,要从婴幼儿的时候就开始灌输,从而形成全民珍惜水、节约水、保护水的社会风气,将其一个渗透到生活方式里、渗透到习惯里的意识。

第七个层次就是水管理。过去咱们传统的管理、防洪的管理、抗旱的管理、水土保持的管理、污水处理厂的管理、自来水厂的管理、管网的管理、河道的管理、湖泊水域的管理、发电的管理,要给它整合起来,变成智慧化的管理。

前七个层次都是绿水青山的范畴。第八个层次,有了绿水青山,游客就多了,人才就多了,创新能力就强了,资金就来了,资金来了,产业就形成了,产业链条就延长了,各产业链条就交织起来了,最后变成了水经济水产业变成了金山银山。

这就是从绿水青山到金山银山,水安全、水资源、水环境、水生态、水景观、水文化、水管理、水经济,这样八个层次是咱们智慧水务工作的主要内容。

面对大数据:要在继承的基础上发展

不是说大数据就代替一切,人工智能就代替一切,我们永远是要在继承的基础上发展。比如,水文学有200年的历史,水资源学从1896年到现在也有122年的历史,这些历史积淀下有很多的模型,都是人类的经验,都是科学规律。

但是这些模型都是数学世界对物理世界的某种程度、某个侧面、某个环节的一种抽象,它并不能代替全貌。大数据把全貌朦朦胧胧的描述了一些,也能发现点东西。但是在机理上他是比传统的模型要弱,所以搞人工智能搞智慧湾区,不能完全一锤子买,只弄在大数据上,传统的模型也不要丢,大数据也不要丢,两个东西让他互相掐架,人在这喝着茶水,看着报纸,看他们俩斗,这样子就是智慧化,又有模型的机理,又有大数据的全方位感知。

用“脉”连接“眼”“脑”“手”

怎么操纵软硬件,怎么操纵自来水的这套流程?怎么操纵污水处理厂的这套流程?怎么把河、湖、闸、泵、库这些东西管理好,这叫自动的边缘计算。这就是“眼是第一、脑是第二、手是第三”。第四“眼”“脑”“手”怎么连接,这就是“脉”,5G,6G的通讯,各种的互联网、移动通讯、有线的、无线的这些东西,所以“眼”“脑”“手”“脉”是咱们智慧水务里边比较通常要用到的东西。

智慧水务会带来哪些改变?

现在新的整个的时代的发展,比咱们过去要省很多人。比如咱们国家著名的工程南水北调工程,现在一条中线1432公里,智慧化调度,常规的调度,现在是大约3100人左右。风里来雨里去,夏天40度高温,冬天零下19度,这个工作环境很恶劣。那么经过智慧化以后,一个探头管三公里的范围,任何一个钓鱼的、洗澡的、游泳的、越过景区的,全都清清楚楚,这样子有200人参与管理就够了。

再比如咱们国家的大渡河,17个梯级电站,每个电站就是一个人,有时候是两个人,全都是智慧化的。在成都调度600公里以外的大渡河,一键调度,这样子就是智慧化的一个盈利模式。这样子就把人工省了,因为人工现在越来越贵。你比如咱们现在深圳每天有1万人以上的志愿者,团委组织的社会化服务和整治巡河,以后都是无人机探头去巡河,并且准确率还高得多,并且还不讲情面,谁扔了垃圾了,谁偷排污水,清清楚楚。再比如,管网的渗漏问题,一根光纤串过来也全都清楚了。

所以,智慧水务发展前景是很大的。另外就是盈利模式的问题。投入了这么多,做了这么多,一方面节约了人力资本,减少了管理人员,提高管理质量。另一方面,做的都是公益事业,都是给老百姓服务的,山青了,水绿了,岸美了,景色也宜人了。管谁收钱去呢?这个事儿还是值得我们去琢磨的。



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