(杭州先略)国外智慧水务建设典型案例及实践经验

《2013年汽车尾气金属载体净化器市场调查研究报告》杭州先略投资咨询有限公司（）杭州先略投资咨询有限公司（）（杭州先略）国外智慧水务建设典型案例及实践经验（杭州先略）国外智慧水务建设典型案例及实践经验杭州先略投资咨询有限公司国外智慧水务建设典型案例及实践经验

国外智慧水务建设典型案例及实践经验 3第一节美国智能水网建设发展分析 3一、美国智能水网项目背景 3（1）美国水利水务环境概况 3（2）美国国家智能水网工程框架 3二、美国智能水网示范项目分析 4（1）美国国家智能水网项目 41）项目背景 42）水网路径 43）项目意义 5（2）德克萨斯蒸散发网络项目 5第二节澳大利亚智慧水务发展分析 6一、澳大利亚智能水网项目背景 6二、澳大利亚智能水网示范项目分析 6（1）SEQ智能水网工程 6（2）维多利亚智能水网工程 8（3）宽湾智能水网工程 9第三节以色列国家水网工程建设实践经验 10一、以色列国家水网工程项目背景 10二、以色列国家水网工程系统框架 10三、以色列国家水资源统一调配与管理 10四、以色列国家水网工程的基本特点 11第四节国际领先跨国公司智慧水务建设案例分析 12一、IBM公司：水信息智能感知网建设案例 12（1）IBM公司智慧城市业务分析 12（2）哈德逊河生态保护计划 13（3）爱尔兰高威海湾项目 14（4）都柏林水资源管理卓越中心 15二、通用公司：城市供水网络智能化管理案例 15（1）通用公司智慧水务业务分析 15（2）通用公司在中国的智慧水务案例 16三、日立公司：智能水系统实践案例 17（1）日立公司智能水系统的特点分析 17（2）日立公司在中国的智慧水务案例 19四、施耐德公司：水处理自动控制系统案例 20（1）施耐德公司的水处理自动控制系统 20（2）施耐德公司在中国的智慧水务案例 21五、其他国家及企业智慧水务领域投资情况 221、欧盟国家 222、德国埃尔斯特公司 223、法国威立雅集团 224、韩国 23六、国际智慧水务实践经验总结 23

国外智慧水务建设典型案例及实践经验第一节美国智能水网建设发展分析一、美国智能水网项目背景（1）美国水利水务环境概况美国智能水网概念的提出始于2009年5月，由一个名为水创新联盟的私人组织创建的基金会“智能水网倡议”率先提出。在智能水网概念的初始发展阶段，其引领者群体主要是由包括IBM、西门子、苏伊士等在内的一些涉水事务及信息化技术大型企业共同组成。IBM公司将智能水网作为其“智能地球”概念的重要组成部分，并为智能水网提出了三个关键词：自动化、交互性、智能化。智能水网在美国的发展大致可分为四个主要方向：1）基于先进的计量基础设施建立水管理系统（AMI）；2）基于水资源管理设施和智能电网的优化能源使用方案；3）水质和水量的联合检测平台；4）水资源高效管理系统的构建。在美国智能水网建设实践案例中，基于国家层面的智能水网项目和基于州政府层面的蒸散发网络项目是对其智能水网建设思路的典型性反映。（2）美国国家智能水网工程框架美国国家海洋和大气管理局（NOAA）将为项目提供实时的河流水文数据，包括通过测量设备获取的降水量和河水水位。设有拱管型开槽的新型的水渠集成堤墙可以在汛限水位时捕捉洪水，利用重力将洪水置于临时储存槽。用于从临时储存槽中抽水的大型水泵可以在高水位时自动激活并保持持续工作直到洪水消退，所采集的洪水可通过州际管道进行输送。NOAA的降水和水位预报模型可以用于指导河流沿线开启洪水捕捉的具体时间、地点和捕捉水量，从而有效实现洪峰的削减。美国国家智能水网的第一条管道的起点位于沿伊利诺伊和密苏里州边界流淌的密西西比河与俄亥俄州的交汇处，其终点位于犹他州的鲍威尔湖，总长度约1140米，其降低洪水风险的效应显著，并将洪水输送到受干旱影响最严重的区域，之后提议管道应当从密西西比河延伸到东端，比如佛罗里达。第二条管道位于堪萨斯和丹佛附近的查特菲尔德水库之间，沿州际高速铺设，可以为堪萨斯和科罗拉多州提供农业灌溉用水及为丹佛城区提供可饮用的淡水，包括两条直径为8英尺的平行管道，预计距离大约620米。第三条管道从阿肯萨斯河和阿肯萨斯和密西西比河交界处取水，调入新墨西哥北部的圣胡安河上的纳瓦霍水库中，圣胡安河是连接鲍威尔湖的科罗拉多河支流，为管道沿岸的州提供农业灌溉用水，为德克萨斯西部提供淡水，预计距离大概970米。第四条管道从密苏里河通到火红峡上的格林河，包括一条直径为4英尺的管道，预计距离470米。二、美国智能水网示范项目分析（1）美国国家智能水网项目1）项目背景考虑人口增长、气候变化、水资源污染等因素，针对中西部洪水和西部干旱问题，美国着手构建国家水网体系，从密西西比河调水至科罗拉多河，解决水资源分配不均的问题。在中西部大型河流洪水频发的同时，美国西部各州的旱灾却发展的越演越烈，旱涝灾害的交替急转给国家自然环境和社会经济都带来了巨大损失。越来越多的科技文献显示美国中西部河流洪水事件有进一步增多趋势，与之相对的科罗拉多河流域和西部各州同时正在经历着一场延续多年的干旱。在此背景下，水资源综合管理手段——国家智能水网工程被提出，即将洪水引入世界第三大河流体系——密西西比河及其支流，以减轻洪水的危害并为西部州县提供新的可用水源。2）水网路径美国国家智能水网工程建设的最初设想是沿密西西比河流域的战略关键点铺设管道从而实现洪水的资源化：将钢水槽布设进弧形波纹钢里，埋设在河岸下，就可以将流经河岸的洪水储存下来。钢水槽采用小于2英寸的开口设计，可以有效阻止大粒径泥石流的通过。通过波纹钢管，可以将位于下游管道的水输送到目的地，将水保存在位于河岸附近的大储水罐里，将水源丰沛或洪泛地区的淡水由管道输送到干旱或需水量大的地区。计算文件表明每次洪水过程中，从中西部河流约可抽取到10-60百万英亩-英尺（maf）的淡水，这些水可通过管道输送到科罗拉多河，注入犹他州鲍威尔湖的上游，最终汇入科罗拉多州的丹佛附近，并可为管道沿线地区所使用。因此项工程而受益的科罗拉多河流的用水户涵盖了内华达州南部、加利福尼亚州南部、亚利桑那州北部、科罗拉多州、犹他州、印第安部落和墨西哥部分城市。计划的起点、终点、管道的铺设路线都通过文件的形式得以明确，其中也包括项目执行所必需的州县通行授权和联邦许可。项目建成后，其对场次洪水的调控能力从0.5至60（maf）不等。3）项目意义规划者认为，国家智能水网（NSWG）工程将提供数以万计的建设、操作和维护方面的新岗位，并节约数十亿用于干旱洪水灾后修葺的税金。NSWG带来的社会经济效益如下：减少中西部洪水；促进农业、娱乐产业、旅游业的发展；增强国家稳定性，提高交通、渔业和野生动物栖息地水平；通过增加碳汇来缓解局部气候变化和全球变暖；降低穿过美国-墨西哥边境的科罗拉多河的盐度；使墨西哥海湾的水体富营养化（植物大量成长和衰减现象）得到明显控制。同时国家智能水网的建设具有显著的经济效益：通过销售工程所输送的淡水，项目建设的资金成本在一次大型洪水事件中即能得到回收。（2）德克萨斯蒸散发网络项目德克萨斯蒸散发网络（TexasEvapoTranspirationNetwork）项目是美国德克萨斯州灌溉技术中心的一个项目，可以在线为用户提供天气数据、当前和平均蒸散发数据，从而为用户提供灌溉建议。该项目部分受联邦项目“格兰德河流域倡议”的支持并由德克萨斯州A&M大学水资源所和德克萨斯州合作、教育、推广服务研究中心共同管理，受美国农业部文件约束。蒸散发网络面向公众开放，灌溉系统能根据ET值自动灌溉。建立该网络系统最初的主要目的是促进西部干旱和半干旱地区的农业发展，后来扩展到促进美国甚至全世界各类气候条件和区域状况下采取农业节水措施。网站是动态的，可以根据用户搜寻的信息进行操作。网站不仅源于满足国家水资源供需机构的需求，且服务于这些机构或者个人的需求。通过所提供的工具，可以对水资源供需做出更好的决策。网站旨在提高对信息的获取，帮助建立相关机构之间的合作关系，提供农业节水专业技术信息，及农业管理、政策和法律方面的具体信息。此外该网络为用户提供了一个天气应用，这项应用是与Gwytech公司ET基础软件联合使用的。目的是检索TexasETNetwork提供的每日蒸散发和降水数据并用于ET基础软件，据此得到土壤水分的蒸散发损失和降水灌溉增加量。但经过一个时期实践，自2010年9月1日起，德克萨斯高地平原蒸散发网络（TXHPET），北部平原蒸散发网络（NPET）和南部平原蒸散发网络（SPET）不再为用户提供气象数据和参考作物ET数据。网站公告原因为缺乏稳定和持续的资金支持。MarekThomas等撰写文章对德克萨斯ET网络进行了评价，结论指出现有的ET网络和其他数据源不足以用来管理德克萨斯州所有的灌溉农业区。此外，相关文件与现有的网络和其他来源的数据普遍不足，难以做到适当调整ET后做出准确计算，无法为灌溉管理决策提供可靠的数据参数。第二节澳大利亚智慧水务发展分析一、澳大利亚智能水网项目背景在历经2004-2007年严重水资源短缺危机后，澳大利亚初次提出了智能水网的概念，随后澳大利亚发生历史上最大的旱灾，主要储水设施的储水率下降到17%，加速了智能水网工程建设的进程，其典型案例包括SEQ智能水网工程、维多利亚智能水网和宽湾智能水网工程等。二、澳大利亚智能水网示范项目分析（1）SEQ智能水网工程SEQ智能水网工程（昆士兰州东南部智能水网）于2008年开始建设，共耗资70亿美元，主要通过输水管网把澳大利亚供水区域和缺水地区相连通，并构建一个智能化的水资源管理平台，通过区域综合管理降低水资源短缺的风险并实现多水源的高效利用，以应对干旱，确保长期的水安全。SEQ智能水网工程是澳大利亚最大的城市水安全保障工程，负责给昆士兰州东南区域供水，也是自雪山水电项目以来澳大利亚最大的基础设施。SEQ智能水网工程不仅仅是包括水库蓄水、地下水、淡化海水和再生水等在内的多水源供水系统，还是一种收集和分析数据的技术，即如何为管理水网提供支撑，同时为用户提供关于昆士兰州东南部供水信息的技术。为保障SEQ智能水网工程的正常运行，2008年5月昆士兰州政府成立工程管理局，并于2009年7月1号开始运行，其管理要求和指标主要基于2000年水法、东南昆士兰系统操作指南、昆士兰州水市场交易规则、2009年财政责任制度法和1982年合法机构财务管理法等。昆士兰州智能水网示意图如下：图表-SEQ图表-\*ARABIC3：昆士兰州智能水网示意图从SEQ智能水网工程所涉及的工程类型的广泛性，建造的时间及创新的管理模式来说，算是比较独特的一项工程，其基本特征如下：工程要素：包括水处理设施和双向管道在内的一整套供水网络，具体包括12座联通的大坝，10个饮用水处理厂，3个能够生产净化循环水的高级水处理厂，1个海水淡化厂，28个水库，22个大宗水泵站，535公里大宗饮用水主干道。管理上，将之前16个独立的大宗水处理、储水和输水基础设施单位整合为4家州政府所有的大宗水公司和3家零售分销公司，由中间商“昆士兰州东南部地区水网管理商”从大宗水公司购买水，将水出售给分销公司。水网工程旨在为昆士兰州东南部地区提供安全、有保障、可持续的用水，以及开发更多的水源，包括受气候影响较大的雨水水源，以及不受气候影响的海水淡化水源和经过处理的净化水源。水网工程是由政府发起的项目，即使人口增长和气候变化会造成用水需求的增加，也将保证该区域的供水处于安全水平。设计特征：水域联通、水源分区、管道化输水。运行目标：多元化—将气候适应性提高25%；联通性—覆盖23000km2，病保证饮用水无所不至；安全性—安全保障25年。管理体制：1）进行机构改革，由州政府、水网管理公司和市政府共同管理；2）遵守各类法律法规，包括2000年水法案，2007改制法案，2008年供水（安全和可靠性）法案；3）成立相应的管理部门，即由水委员会实施体制管理，制定供水规划。由于制定了灵活连贯的制度，昆士兰州东南部地区90%以上的饮用水使用者从多种水源获得的饮用水安全性能均有所提高。而且，对于最需要水的地方能够保证其连续的供水。该地区对雨水依赖程度曾高达95%，而现在已降至75%。由于综合实施多水源策略，该地区能确保干旱期的供水，无论何种天气情况下均能保证供水的水质标准，对限制用水的程度和频率也都有所降低。（2）维多利亚智能水网工程2008年8月26日在维多利亚州墨尔本市成立自由市场系统，首次将水调往北方，维多利亚智能水网有长达10000km纵横交错的管线，将东北的威米拉河与东南的吉普斯兰河联系在一起，目的是应对当地可能发生的缺水问题。维多利亚水网是一个逐渐扩大的网络，由相连的管道、河流、甚至海洋组成，作为劳工党的49亿澳元的水计划的核心。智能水网计划将革命性地改变水资源管理，维多利亚的居民将不能再想当然的认为水是一种可以无限量供应的资源了，每个人都要加入到自由水交易市场的计划当中来。（3）宽湾智能水网工程澳大利亚宽湾自来水公司（WideBayWaterCorporation）负责给昆士兰州的费沙海岸地方政府的管辖范围的供水排水，包括赫维湾和马里伯勒等地方。本区域的水网包括1个湖，1个大坝，3个堰，3个净水厂和7个污水处理厂。昆士兰州的水上教育公园的雨水回用就是该公司所有和掌控的，雨水就地回用来供应公园的喷泉用水。此外，该公司还为工业用水提供回用的废水，所涉及工业有灌溉，跑马场农业和硬木种植场。宽湾自来水公司服务范围如下：图表-SEQ图表-\*ARABIC4：宽湾自来水公司服务范围此外，2012年7月澳大利亚政府提出打算建立起全国智能水网，雇农基金会（FarmerlandFoundation）的水报告中提到了这个说法。雇农基金会是为成立抗旱基金和解决水管理一体化而成立的。该报告还呼吁全国水审计，修复重建基础设施，发展最佳灌溉方式和水循环计划。第三节以色列国家水网工程建设实践经验一、以色列国家水网工程项目背景以色列是世界上闻名的缺水国家，水资源格局与生产力布局严重不匹配，其南部地区集中了全国65%的耕地，但区域水资源总量仅占全国水资源量的20%。1953-1964年，以色列历时11年建成全国输水系统，将北部加利利湖水提水372米，通过管道运向沿海和南部地区，成为以色列全国统一调配水资源的主动脉。以全国输水系统（NationalWaterSupply）为骨干基础，配套灵敏科学的水资源调配系统和高效集约用水系统形成的国家智能水网工程，极大的改善了以色列的供水状况。二、以色列国家水网工程系统框架主管道和分支管道总长1.05万公里，有884个泵站、16个淡水过滤厂、1000个氯化厂、100个氟化厂、1200眼深井、31个海水淡化厂，年供水量14亿m3，占全国的70%。主要的工程包括：1）水底管道：在加利利海北部地区，分为9段，每段有12段5m长3宽的混凝土管；2）Spair泵站：在加利利海北部地区，将水从海拔-213m提升到+44m，进入约旦运河中；3）约旦运河，运河中的水通过自流进入Tsalmon水库；4）Amud和Tsalmon倒虹吸，约旦运河中两处较深的干河床切断了水流的进程，故修建了两处倒虹吸；5）Tsalmon泵站，将水头再提高115m，进入Yakov隧道；6）Yakov隧道，将约旦运河的来水引入BeitNetofa运河中；7）BeitNetofa运河，输水17km到Eshkol水库；8）108管道。将水资源从Eshkol引至城市供水系统。2008年，Mekorot公司建成了过滤系统，在水进入108条输入靠近东部城市罗斯艾因之前进行净化，是世界第四大水处理系统。三、以色列国家水资源统一调配与管理为实现水资源科学灵敏的实时调配，工程配套建有包括8个遥控中心，

6个水质检测实验室，集信息采集、传输、储存、处理、调度功能为一体的水资源统一调度系统，由计算机调度系统实时给出优化的供水方案。刚建成时，工程80%的水量用于农业用水，20%用于饮用水。到20世纪90年代，约一半的水资源用于饮用水。该系统的水主要来自约旦河的上游，加利利海、周围的泉水和山脚的地下水，小部分来时加利利山的地下水和基顺河、雅孔河、泉水、雨洪资源和中水。工程有两大储存系统，北部的加利利海，用于储存雨季约旦河的水资源；中部山区的潜水层，1967年后开始启用。为切实发挥工程的实效，以色列严格管控水资源，包括建立以《水法》为核心的水法规体系，成立水利委员会负责水资源管理、建立严格的许可制度，规定水价调节需求，国有企业负责对用户供水。以色列水资源管理机制具体包括：1）1950年，制定了第一个综合水资源发展计划，强调尽最大可能保护水资源；2）1952年，成立以色列水资源规划组织（IsraelWaterPlanningCorporation），主要任务是规划水资源供水、排水系统；3）1959年，以色列国会通过水法，将所有水资源的权力授予国家，授予农业部水资源科征税、配置水资源和授予开发水资源执照的权力；4）制定了新的有关水资源和海水淡化的法律，其中包括2001年的“水资源和排水公司法律（WaterandSewerageCorporationsLaw）”和2006年对水法有关水资源和排水授权的修订；5）成立水资源委员会，负责管理水资源、制定和修改国家水资源政策的部门。但相关部门包括农业部、环保护、财政部、卫生部、市政部（theinistryoftheInterior）。所有水资源的开发都必须考虑三个方面：（1）保障供水。（2）考虑社会和经济需水。（3）生态环境用水。四、以色列国家水网工程的基本特点以色列国家水网工程的特点主要包括：1）深埋地下。将加利利湖水通过地下管道输送到南部，减少蒸发漏损，避免战争及恐怖注意破坏；2）系统开放。需要时可随时从管道接口连接支线，将水送到需要的地方；3）系统可拓展。兴建管道系统回收处理污水以供再利用，将其它水源也纳入该系统中；4）技术尖端。钻井深度可达到1500米；应用滴灌技术，农田有效水利用系数达80%；100%的生活污水和72%的城市污水得到回用；全球最大规模使用反渗透技术淡化海水。加大中水回用力度，全国共120座污水处理厂，100%的生活污水和72%的城市污水得到回用。应用滴灌技术，农田有效水利用系数达80%，根据水法制定了严格和完整的应急供水系统。1998-2002的长期干旱促使政府进行大规模的海水淡化工程。全球最大规模使用反渗透技术淡化海水。2009年1月，Mekorot宣布将投资5亿美元修建新的全国输水系统。新管道将与5个新的海水淡化系统相连。完成后，全国大部分居民用水将来自海水淡化系统。人工地下水回补的来源主要是洪水、全国输水系统和处理后废水。冬季将洪水收集回补池回补地下水，供夏季使用；5）经济合理。阿什克龙（Ashkelon）每年生产1亿m3淡化水，每方水成本0.52美元。第四节国际领先跨国公司智慧水务建设案例分析一、IBM公司：水信息智能感知网建设案例（1）IBM公司智慧城市业务分析国际商业机器股份有限公司（InternationalBusinessMachinesCorporation，即IBM公司）是一家提供信息服务的跨国公司，总公司设在美国纽约州阿蒙克市。2009年IBM公司提出了“智慧地球”的构思和设想。智慧的地球是指将智慧嵌入系统和流程之中，使服务的交付、产品开发、制造、采购和销售得以实现，使从人、资金到石油、水资源、乃至电子的运动方式都更加智慧，使亿万人生活和工作的方式都变得更加智慧。大量的计算资源都能以一种规模小、数量多、成本低的方式嵌入各类非电脑的物品中：如汽车、电器、公路、铁路、电网、服装等，或嵌入全球供应链，甚至是自然系统，如农业和水域中。IBM被称为智慧城市的布道者，通过智能水网项目建设智慧城市。IBM将智慧城市定义为：可以充分利用所有今天可用的互联化信息，从而更好地理解和控制城市运营，并优化有限资源的使用情况的城市。智慧的城市可有效平衡其社会、商业和环境发展需求，并优化现有的可用资源。IBM对智慧城市的使命是提供城市解决方案，促进城市发展的可持续性，让人口、经济及城市所在的更大生态系统都从中获益。IBM通过应用信息技术（IT）规划、设计、建造和经营城市基础架构所实现的生活质量和经济状况的改善程度来衡量一个城市是否智慧。IBM及其业务合作伙伴拥有全球领先的技术和解决方案来帮助政府改善城市环境，并使城市变得更加智慧且在经济上更加发达。IBM通过物联化、互联化以及智能化来构建智慧的城市，与全球的许多城市合作，观察这些城市，从而判定在城市中发挥重要作用的关键领域。每个领域都对城市居民和企业具有重要影响。因为不同城市具有不同的优先关注事项和不同的预算情况，让城市一次性在每个领域变得智慧是不可行的，重要的是对城市发展进行逐渐改善。例如，一个城市可以从解决水资源问题入手，然后转向改善能源资源；而另一个城市则可以从堵车问题着手，然后转向公共安全。IBM的技术和解决方案可以从不同的城市问题关注点开始，也可不同程度地采用技术，为解决各类城市问题提供以下解决方案，如：智慧的水资源管理；智慧的公共安全；智慧的交通；智慧的建筑；智慧的能源。IBM意识到世界面临全球人口不断增长的问题，这导致了可用淡水的供应量有限，使得越来越多的人关注水资源的现存量、水质、产生故障的水资源基础设施以及总体水资源管理的复杂性。整体来讲，水资源管理部门在采用和整合先进IT以更好地支持决策和提高生产力方面依然显得不尽成熟。IBM智能水网项目通过IT技术提供众多与水资源管理相关的解决方案，改变当前低效且人工的处理流程和模式。例如，智慧的系统和智能可用于为水质和可用性提供持续传感，并制定价格模型。智慧系统也可用于提高水资源和能源效率，从而实现更好的总体流域管理，并实施其他改进措施。智能水网工程可解决若干关键障碍，包括:缺乏利用先进IT技术来提供帮助的意识，IT相关项目难以建立并证明投资回报的问题，由于缺乏充分的标准和参考架构，全面整合难以实现等问题。（2）哈德逊河生态保护计划二战后商业巨头IBM、GE和GM在哈德森河谷投下巨资，实施哈德逊河生态保护计划，水路和铁路公路网运输枢纽的形成带动流域卫星城镇的快速发展。哈德森河从上游源头到纽约港入海口，超过520公里长，穿越19个县1200多万人居住的流域，形成了美国东部地区最发达富庶的地区。IBM制定了新一代水资源管理解决方案：哈德森河上游到入海口的实时监控网，其主要实现手段包括三方面，一是分布式传感器网络，由移动和固定无线传感器（每个传感器都有自己的计算芯片）组成的一个分布式传感器网络，负责收集传送流域的物理，化学和生物的变化实时数据；二是传感器数据的收集和处理，借助IBM的新的“流计算”技术，对分布式传感器网络收集到的实时的连续的物理、化学和生物数据流进行检查分类并按优先次序处理；三是融化采集的数据信息的“创建”可视化的虚拟河流，科学家，教育工作者和政府决策者，通过由电脑综合数据形成的“虚拟”河，以进一步了解生态系统，观察沉积物和化学污染物，深入了解人类对水质和鱼类的迁移的影响。修定区域发展政策和模式。在2007年，IBM开始与Beacon研究院合作建立了基于技术的观测系统，通过传感器和机器人组成的一个集成网络观测纽约哈得逊河。在随后的一年，IBM技术用于在荷兰构建了智慧的堤坝，可以监控不断变化的洪水形势，以应对关于该地区气候变化及其对低洼处沿海地区的影响的担忧。（3）爱尔兰高威海湾项目爱尔兰高威海湾是一个由许多互连部分组成的脆弱的生态系统。2008年，IBM

与爱尔兰海洋研究所推出一项合作战略，帮助开发一个原型实时信息系统，用于监控高威海湾的污染水平和其它环境状况。SmartBay项目由爱尔兰海洋研究所（MII）发起，旨在建立一个高威海湾新型环境技术的研究、测试和展示平台—为爱尔兰企业的商业化和新市场开发铺平道路。研究所与IBM密切合作，开发了试验性质的信息系统，用于将环境数据馈送到数据库。这个解决方案，能够通过一个配备传感器的浮标与分析设备网络将大量原始数据转变为智能信息，然后将信息提供给海湾的相关方。该项目是同类第一个使用大型数据收集与分布式智能系统解决水务机构面临的关键问题的项目。它为以更明智、更环保的方式管理高威海湾和全球其它水资源奠定了基础。在高威海湾这样的封闭水域，污染物遗撒等危险比开阔海面产生危险的速度更快，因此，科学家和环保机构需要快速访问和解读海湾信息，并且立即对任何危险信号做出响应。2008年7月14日，当第一组先进的装载传感器的黄色浮标部署到高威海湾时，研究人员能够二十四小时不间断地监测多种海洋状况，并且快速响应海湾的关键挑战。新系统很容易将来自传感器的数据与其它在线数据库（例如地理空间信息）结合在一起，因此，这项技术的新用途开始出现。研究人员、旅游机构主管、港口管理官员、渔民和其它人加入了头脑风暴过程，而且SmartBay最初的愿景很快超越了最初的目标，即用于测试环境监控技术的平台。SmartBay试验项目的第一阶段于2009年完成，为监测水资源状况提供了许多可能性，提供了污染预警系统，可用于研究鱼类和贝类，预测有害的海藻开花，监测海洋能源的波浪特征，使工程公司能够测试可持续能源发电机，甚至测试全球气候变化的长期影响。2010年，爱尔兰政府宣布大力投资扩展试验工作，通过与学术、行业和政府机构密切合作而将SmartBay建成全国共享海洋研究、测试和展示平台。（4）都柏林水资源管理卓越中心为了扩展世界不同地区的水资源管理能力，IBM在2008年在爱尔兰都柏林成立了水资源管理卓越中心，利用IBM的咨询、技术和研究能力，在智慧的蓄水区和海洋环境中应对该地区不同的环境挑战。试验项目的概念非常简单：在海湾采用一系列装配射频技术的“智能浮标”，并配备了传感器，用于收集海洋状况、天气和水质数据。浮标上装配了能够测量多种参数的传感器，包括盐度、温度、波浪能、潮汐和海湾内多种生物体的行为，包括鱼类和植物。更聪明的流计算软件—叫做IBMInfoSphere™Streams—也用于分析来自海洋哺乳动物的复杂声音数据流。然后，研究人员和研究机构可以通过基于云的信息门户，直接从实时传感器数据仓库中访问这些数据。例如，气候研究人员可以使用陆地上的传感器和海湾中的传感器，了解气-海界面的二氧化碳交换。海洋生物学家可以使用海湾中部署的声波传感器评估海洋哺乳动物数量。替代能源开发机构可以访问实时的波浪数据，并利用这些数据确定波浪能发电机原型的效力。二、通用公司：城市供水网络智能化管理案例（1）通用公司智慧水务业务分析美国通用电气公司（GeneralElectricCompany，简称GE公司），是美国、也是世界上最大的电器和电子设备制造公司及提供技术和服务业务的跨国公司。随着IT技术、计算机技术以及通信技术的发展，GE公司立足于建立高效的智能管理系统，为客户定制多样化的计算机管理平台，使得他们在包括能源、水处理、消费品、国防以及通讯等领域，获得持续的竞争优势。GE智能平台总部设在美国弗吉尼亚州的夏洛茨维尔，是公司重要的组成。从19世纪20年代开始，GE就涉足水处理行业，发展至今，GE拥有丰富多样的水处理技术和产品线，其下属企业GE水处理及工业过程处理集团也在积极布局其水业战略。在其解决方案的战略布局中，智能水网是关键的一环。目前，GE中国研发中心正致力于智能水网研究，特别是对城市供水网络的智能化管理，力图通过开发先进的算法实现远程管理、监控和优化供配水管网，实现智能化地管理水网。简单地说，智能水网就是将先进的信息技术和水网的传输系统相结合，开发先进的水资源管理系统以提高水资源的利用效率。GE公司专家认为，在智能水网领域，将有许多崭新的技术需要开发。比如，如何监控诸如上海这样的大都市里，每天有多少能量被用于污水的收集和运输、以及饮用水的处理和传递？如何确保供水管道中没有水泄漏出去？GE中国研发中心的专家目前正在开发一系列先进的分析算法，结合供配水管网的水力学信息，以确定供配水系统日常操作中出现的问题，对异常事件进行报警和提醒。例如，正在开发的算法对供水管道中早期的泄漏能进行智能的检测，对可能的泄漏位置提供维修建议，从而减少水资源的浪费和损失。此外，GE中国研发中心的科学家们开发的新算法将根据不断变化的供水需求实时检测到水网上的压力情况，从而动态调整压力阀和调度泵的工作状态，从而对整个管网上的压力分布更好地进行智能管理。因此，通过远程监视，控制和优化供配水管网的各个方面，自来水公司可以更有效地，低成本地智能管理整个供配水网络。GE公司认为，水处理技术也是智能水网建设必不可少的技术支撑。GE中国研发中心还将不断研发先进的膜技术、电化学分离技术和水处理化学品、生化处理工艺以及浓盐水回收工艺，以及实时仿真与控制技术开发出领先的水处理系统解决方案，从而实现更高的水回收率、更低的能耗以及更加可靠的系统。（2）通用公司在中国的智慧水务案例总体来看，GE公司在智能水网方面开展了一系列有益探索，在国内水行业有三个与之相关的成功案例，分别是：1）SCADA系统在东胜引水工程的应用；2）东深供水改造工程计算机监控子系统；3）长沙水业投资管理公司第八制水公司自动化信息建设方案。三、日立公司：智能水系统实践案例（1）日立公司智能水系统的特点分析日本在水资源相关的基础设施方面处于世界先进水平，自来水管道、污水管道的普及率分别约为97%和70%，全国的自来水基本实现了可直接饮用。拥有如此骄人的业绩，日本对全球水务市场的开拓也充满了信心。株式会社日立制作所（简称日立，英文HITACHI）作为日本水务领域的主要企业之一，利用自身在IT和社会基础设施领域的两大优势，在日本、中国及世界众多国家和地区积极推广智能城市业务，并成立了智能城市事业统括本部，其中“智能水系统”重要成长领域，涉及自来水、污水和中水三部分，涵盖技术、设备、工程、投资等水务产业链各环节，提供的产品包括自来水和污水的机械设备、水管理的监控系统、区域内的配水系统，特别是以膜处理及生物处理为主的先进水循环系统以及融合IT的综合解决方案能力，提供包含管理、运营在内的综合水务服务。所谓“智能水系统”，属于日立“智能城市”领域的一部分，就是在常规的水处理/管理技术之上，借助日立的“信息、控制融合系统”，对自来水、污水、中水等各种水处理设施的运行数据——即“水环境信息”进行一元化管理，从而改进城市整体的水循环经营效率。如果这种系统在多个城市、地域横向展开，形成网络一体化的话，可以对河流整体流域的水管理及水质改善发挥重要的作用。比如，借助于日立提供的监测终端和监控系统，水资源管理部门就可以对供水厂、污水处理厂、工厂、水路管道网等进行有关于水量和水质的实时最佳控制。不同地方、不同时段，需求也各不相同，都会成为供水量变化的因素，IT系统不仅随时反馈用水信息，更能预测用水趋势，利用这些水环境信息，可以设计出各种各样的用水方案，有效提高整个区域的供水效率。作为日本本土水务市场的佼佼者，日立公司为“东京都四大净水工厂”之一的朝霞·三园净水工厂的部分项目提供服务，进行设计、建设、维护、管理运营；在日本以外，日立的水务投资和建设服务也延伸到中东、亚洲、中南美等全球众多地区。日立公司倡导的智能水系统主要包括以下4个方面：①造水和净水系统假如人们使用过的污水能够恢复到净水的洁净状态，就可以重新加以利用；如果能从海水等自然界水源中去除废物、提取出淡水，就有可能满足缺水地区的用水需求。在担负着艰巨使命的净水及造水领域，革新性的先进技术层出不穷，而且，部分技术已经投入到了实际的应用之中。采用生物处理与膜分离技术相结合的MBR系统（污水膜分离活性污泥法）是实现水资源再生的方法之一。“生物处理”是指依靠好氧性（利用氧气生存）细菌吞食水中含有的有机物质进行净化的处理方法；“膜分离”是指利用特殊的膜材料对污水进行过滤的净水方法。这种MBR系统具有节省空间、净水性能高的特点，主要应用于缺水问题严重的中东地区，同时，作为绿化用水和工业用水的再生利用工作也在积极地展开当中。在造水方面，日立正在围绕海水淡化系统加快研究开发的步伐。海水淡化系统是中东、北非以及岛国地区最主要的管道水源，它的普及对于保证人们安全、放心的日常生活，维持正常的生产秩序具有不可替代的重要作用。②输配水系统采用经过优化的最佳综合方法，通过充分权衡和考虑实现多种目的的可行性，从而制定出优秀的综合性计划方案。要想实现水资源的均衡配送，必须充分利用水源和净水厂的相关信息，做好输配地区和配送水量的综合应用计划。然而，制定最佳的输配水计划并不简单，必须要符合经济性、安全性、环保性等多种要求，全面考虑到可能出现的限制条件。因此，日立的输配水系统首先要根据天气、气温和过去的数据等信息对全天的需水量做出预测；然后，再依据预测结果，针对多家取水厂、净水厂和配水地区制定应用计划。通过利用配水地区之间的相互联通和配水地区的缓冲作用，实现环境负担的整体降低和输配水的稳定应用。③下水处理系统人工池使用的是将当地居民的生活废水（3000m³/日）经过CompactMBR+RO系统处理后的再生水。下水处理厂是将人们日常生活中排放的废水等下水进行净化之后，再排往河川、湖泊、沼泽、海洋等自然环境之中的下水处理设施。现在，它已经成为保证人们生活、保护自然环境的重要设施。下水处理系统必须运用杂质清除率高的MBR（污水膜分离活性污泥法）系统清除废水中的污浊杂质。同时，还需要运用与整个处理厂甚至其他水处理系统联网的统一监控系统对处理系统进行管理，从而确保水质的清洁和设备的有效应用。④产业废水处理系统在工业化进程飞速发展的20世纪，产业废水的排放导致的公害问题给环境和人们的生活造成了严重的影响。即便现在，世界各地很多地区的排水处理设施仍然有待完善。日立坚持向汽车工厂、饮料食品制造厂、发电站等提供各工厂专用的产业废水处理系统，至今仍在致力于新技术的研究开发工作。由于各产业生产的产品不同，废水中包含的污浊物质也各有差异。因此，处理设施必须针对各种产业废水的特点有针对性地加以准备。日立的产业废水处理系统能与多种设备相组合，构建符合其产业自身特点的水处理系统。其中，膜分离活性污泥处理系统（MBR）作为生物处理与膜分离技术相结合的新型生物处理系统而备受瞩目。生物处理技术是依靠好氧性（利用氧气生存）细菌吞食水中含有的有机物质进行净化的处理工艺；膜分离技术是利用特殊的膜材料对污水进行过滤的净水方法。日立的MBR不易堵塞，处理效果稳定，而且，经过处理后的过滤水水质相当优良。因此，该系统以其便于维护管理、节省空间和低成本的特点，必将成为确保高水质废水处理企业的最佳选择。（2）日立公司在中国的智慧水务案例作为中国基础设施领域市场的重要参与者，日立也看到了中国水务市场的巨大潜力，并开始了积极布局。此前，日立在中国的商业模式以具体产品的推广为主，包括监控系统、污水处理系统以及污水处理用曝气机等等。为了长远发展，日立针对中国水务市场确定了自己的独特定位，侧重于综合性的解决方案，与侧重财务的投资方式相比，日立的运作模式提供了更多的“技术含金量”。自2007年起日立进一步加强与中国政府的合作，共同举办了四次面向中国政府、企业等的技术交流会，介绍日立在节能环保领域的技术和经验，了解中方的需求。鉴于日立的实力及其在中国节能环保领域做出的成绩，国家发改委和日立单独签署了《谅解备忘录》，这在日本企业中还是首次，合作领域包括水处理、新能源、智能电网、城市交通（地铁）、家电回收再利用，并在国家发改委的指导下选择示范城市开展具体合作项目，其中一个是大连。2010年10月，日立和大连市发改委就大连长兴岛临港工业区及大连市区的“智能水城市”项目等达成合作协议。水处理领域具体涉及到两方面：第一是对大连市区供排水系统等的调研、实验和开发，可视为智能水系统的示范；第二是长兴岛临港工业区的海水淡化项目。该项目的顺利实施，无论对改进中国城市既有水务系统的运营效率，还是拓展水资源的来源，都具有非常重大的现实意义。四、施耐德公司：水处理自动控制系统案例（1）施耐德公司的水处理自动控制系统施耐德电气股份有限公司（SchneiderElectricS.A.）是一家法国的跨国企业，是世界上规模最大的能源管理、优化解决方案的供应商之一，在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，主要产品包括断路器、传感器、控制器等电气设备。施耐德一直致力于社会经济的各个行业中自动化控制系统的解决方案。在水行业中，面临如下挑战：如何才能降低成本而不会影响整个系统的可靠性？如何在获得定制化解决方案的同时减少投资成本并缩短流程时间？如何使得系统设计的流程能够轻松适应新出台的以及不断变化的法律法规？如何确保系统在变化环境中能保持全天候的可用性？面对这些挑战，施耐德电气提供的解决方案是通过建立智能型的自动化控制系统，帮助水行业提高效率，增加系统的安全性和可靠性，其中典型案例是MicroPLC自动控制系统在污水处理行业的应用。以SBR工艺净化处理污水为例。SBR工艺也称为间歇曝气活性污泥工艺或序批式活性污泥工艺，系统构成包括机械控制区、升控制区、鼓风控制区和污泥处理区，不同处理区对控制系统要求各异。MicroPLC自动控制系统通过（TSX3721001--CPU），TSXDEZ32D2（开关量输入模块）；TSXDEZ32R5和TSXDEZ08R5（开关量输出模块）；TSXAEZ802（模拟量输入模块）；TSXASZ200和TSXASZ401（模拟量输入模块），实现对该系统的控制。另外控制系统还采用了TSXETZ510以太网模块，可以使自动控制对象的状态信号可通过以太网上传至厂区总控室进行监控，以实现全厂的自动化控制。本控制系统投入运行以来，施耐德公司的PLC强大的功能使得该系统运行的效果非常显著。PLC系统的采用同传统的人工控制污水处理厂相比，不仅大大提高了污水处理的质量，使排放有害物的量大大减少，而且还创造了良好的社会效益并使自动控制操作人员的工作量减少，其劳动强度亦随之大为降低使污水处理实现了控制上的自动化，管理上的科学化；本系统根据现场实际的要求，合理控制对电气设备的起停，对电力能源的节约和对设备的合理利用，取得了明显的经济效益。（2）施耐德公司在中国的智慧水务案例PPP模式和第三方治理模式的推广使得水务企业和国家政府将会有更多的机会交流合作，中国水行业将迎来前所未有的市场机遇，对于推动水行业的发展，推动工业污染治理都有积极作用。施耐德电气此前也和一些大型耗能企业进行过类似合作，通过管理合同的方式，施耐德帮助企业搭建能效管理平台。但是也发现一个问题，对一个企业或项目而言，最重要的是管理而不是技术。只有规范的管理，才能实现企业之间的共赢。西部地区独特的气候和脆弱的自然环境，使得其水资源的处理利用一直面临诸多挑战。另一方面，西部地区也承载着国家产业转移的重要使命，水务行业的高效清洁也越来越紧迫。施耐德电气智慧水务为水行业用户提供先进、可靠、全面的全生命周期整体解决方案，覆盖整个水务循环产业链，并提供贯穿项目全生命周期的专业服务，全面满足用户需求，这正是西部地区水务行业需要的生态模式。另外，智慧水务帮助水行业将节能和节水相结合，同时做到节省能效和节约水资源，大大提高能源利用率，节约成本。同时，智慧水务整体解决方案对水行业不同客户进行能效优化，提升客户效益。西部地区独特的气候和自然环境，使得其水资源的处理利用一直面临诸多挑战。施耐德电气将凭借业内领先的智慧水务解决方案，助力西部地区以至全国的水企开启新的管理模式，并通过水资源合理配置和高效利用体系，推动古都西安能重现“八水绕长安，九湖映古城”的盛景。五、其他国家及企业智慧水务领域投资情况1、欧盟国家法国、西班牙和荷兰计划推出1100万智能水表，荷兰制定了标准在智能电表，德国埃尔丁的运营已经联手同通用电气开始建设水资源和能源的先进的计量基础设施。位于地中海意大利的南面的一个岛国马耳他一直遭受水资源短缺问题，由于全球气候变暖以及其他的一些影响马耳他水资源短缺的问题将更加严峻。因此，从2009年起，马耳他联合IBM发起了为期5年耗资7000万欧元的国民项目来建立智能水网和先进计量设施在国家水资源和电力系统方面。2、德国埃尔斯特公司德国埃尔斯特公司是世界上最大的电、气、水测量控制仪的制造商之一。该公司的产品包括分布调控，先进的智慧测量，需求响应，网络和软件方案和许多相关的互动与服务。该公司的产品和方案被广泛用于传统和新兴的智能网络市场。2012年，悉尼水务局将在2012-2015年之间安装埃尔斯特的100伏特的容积式水表和螺旋式水表，这些水表可以准确测量用水量，控制漏水和浪费。3、法国威立雅集团威立雅集团（法国）正致力于打造智能水网技术来帮助当地缓解系统的缺水压力。智能水网从提出到现在才几年的时间，通过城市水系统建立智能水网来减少浪费，监测污染物，提高人们对水资源流失对生命重要性的认识。威立雅公司作为一个有规模的水务集团，正在研发智能水网技术来使水资源配置更加有效。数以千计的传感器将给水专家提供渗漏或暴雨溢流的传输数据。同时也为住户提供用水或可能存在的健康威胁方面的信息。4、韩国在2012年我院与韩国KICT的访问过程中，我们了解到自韩国KICT的专家也正在致力于推进区域化的智能水网建设。他们认为，智能水网是面向未来的水资源管理技术，可以通过提高水资源生产、供给和管理效率，来解决水资源区域不平衡的问题，要求把最新信息和通信技术与现有水资源管理进行融合和整合。2011年始，韩国建筑科学研究院（KICT）就开始实施智能水网项目，其目标是开发核心技术，如水资源获取、处理、管道网络、智能水网的子网和微型网，进行建设和综合管理。KICT将在建的智能水网定义为“能够对水资源和能源生产及其供给效率和能耗进行实时互动监测的智能水环境和基础设施建设技术”。他们认为把分布式智能水资源生产和供给网络与信息通信技术结合起来，在能够有效连接区域水资源和现有水网基础上，实现智能化。他们推进的智能水网项目主要包括以下四方面研究领域：1）通过建立先进的水资源管理信息平台系统和水资源管理设施的传感器网络来收集管理信息，推动水资源管理的信息管理；2）建立可替代性水资源的利用和交易系统，促进水资源的有效生产和配置；3）将电网和智能水网连接起来，从而节约水资源生产过程中的能量消耗，提高水资源管理系统的效率；4）先进测量基础设施（AMI）搭建了智能水账单系统，防止水渗漏。主动获取可替代水资源，采用灵活的供水技术，是智能水网概念中的重要部分。目前，基于最新的膜技术，KICT正在研究分布式地表水处理技术，水资源再利用技术和海水淡化技术，以及水资源获取技术。KICT研究团队正在开发一种水资源获取技术，可以通过多种渠道供水（处理过的污水，雨水和地下水等），以提供能够满足用水户需求的高质量水。为了积极获取可替代水资源，KICT还研究用于海水淡化的反渗透技术和正向渗透膜技术。六、国际智慧水务实践经验总结总结上述国际上不同国家和涉水公司智能水网实践的相关经验，可以形成以下几方面的基本认识或是结论：（一）智能水网的实践探索是治水需求和信息化进程并行发展到一定阶段的必然