生態智慧領域建設分兩個部分,首先簡要介紹一下的是生態流域的理念,然后概括智慧水務怎么助力生態流域的建設。
生態流域的理念
生態流域的提出主要是基于因為水是生態系統的控制性要素,在整個地球的路面上,路生生態、水生生態,只有四類基本的生態類型,分別是濕地、森林、草原、荒漠。
生態流域的提出是解決人、水協調的問題,解決水問題的根本對策,需要充分發揮流域自然調節能力,整體提升流域綜合調節性能,以應對水循環機制化的態勢,需要建設全流域的綜合服務功能,保衛山水林田湖草生命共同體,讓自然水循環和社會水循環越來越協調,越來越匹配。需要進行水循環的過程、水生態的過程、水化學過程和水沙過程,多過程的耦合調控,以應對不同水問題的交織和疊加。
生態流域建設的科學內涵是什么?
就是要實現一系列良性的循環,科學內涵概括為3句話,第一是極值性洪澇的海綿化,第二就是水質黑臭清潔化,第三雨水的資源化利用。
其中,洪澇的海綿化,洪澇的資源屬性,大量降雨徑流難以排除,導致泛濫和積水,社會屬性是洪澇對生產生活產生影響而致災,因此要減少洪澇災害的影響,核心就是盡可能的延緩洪峰的極值,減少澇水,本質是減少由洪水蓄積給人類帶來的損失。
生態流域從頂層設計來說,有8個方面的問題
1、水安全問題,即防洪抗旱、除澇解決老百姓基本生存的問題。
2、水資源供需平衡,安全供水水源地的保護,健全的城市管保合格的自來水的標準。
3、水環境包括咱們的城市排水、污水處理廠再生管網黑臭水體治理、水質的提升。
4、水生態,水里面微生物系統、織物系統、動物系統三大系統相互依存,相互制約形成生生不息的動態平衡的系統。
5、水邊景觀,水邊給老百姓創造一個優美場所,給城市加一抹綠色。
6、水文化,古代有上善若水,現在有綠水青山,把全民養成節約水、珍惜水、保護水的意識。
7、水管理,把過去數字水務變成智慧水務,把防洪、給排水、黑臭河和水土保持等的管理搞好。
8、水經濟、水產業,就像巴黎塞納河兩岸1991年被評為聯合國文化遺產,埃菲爾鐵塔、盧浮宮兩邊的游客,把水邊打造成咱們城市的櫥窗,城市的高地,人才高地、產業高地,通過這8個層次建設成一個生態流域,使我國國土大幅度的升值。
任何一個流域都是有三類基本斑塊
整個陸地是水系的單元稱為流域,任何一個流域,不管是一級流域還是八級流域,無非是三類斑塊,一類是山水林草濕地等自然斑塊,一類是農田、水澆地、旱地農田斑塊,再有一類就是城市斑塊。
其中,城市斑塊治理城市河流,做好海綿城市,把緩釋慢排、凈化、滲滯蓄凈用排這些事情做好,這就是三大斑塊都治理好,生態流域就迎刃而解了。
生態流域要充分吸收經驗(見下圖),例如北京做清潔小流域,過去大寨子的經驗,建設海綿田,在半干旱區,盡可能轉化雨水資源,最近5年住房和城鄉建設部大力推行的海綿城市,這些都是要以流域面為基本單元進行調控,任何一個單元從頂層到底層分成11層。
在信息化和人工智能大發展的時代,智慧水務怎樣助力生態流域的建設?
智慧水務的目標是充分利用新一帶的信息技術,深入挖掘和廣泛運用水務信息資源,通過水務信息的采集、傳輸、存儲、處理服務,全面提升水務管理的效率和效益,智慧水務的5個特征是智慧水務更全面的感知,更主動的服務,更科學的決策,更主動的控制,更及時的應對。
智慧水務的核心引擎(見下圖),基于自然社會二元水循環的動態范式構建流域二元水循環及時伴生的過程綜合模型,通過尺度的轉換和耦合集成實現對流域二元水循環及其伴生的水環境、水生態三大系統全方位的耦合模擬。
智慧水務的目標是要突破傳統的模式,體現現在水工業的風范,建立具有高展示度,高集成性高智慧化的綜合平臺,形成水務數據、水工業數據中心,展示中心、監控中心、調度中心和管理中心(見下圖)。
管理主要基于全流域、全區域、全城市、全項目區的管理,信息全掌握,展示也要立體,基于GIS、精密地形的基礎上,調配是一個全過程,不是拘泥于一個環境,一個側面,預警也對遠期、中期、臨期當前期這些進行全方位的預警,控制要全自動,輸出也要全方位,既有向社會老百姓公布的信息,也有向青少年做科普信息,也有向決策者做建議方案的信息,也專業人員提供的信息,不同用戶信息會給出不同的推送。
這是智慧水務的架構,從感知—網絡層—應用—決策—反饋—評估—后評估的功能總體架構,是水循環的全過程立體檢測系統,空、天、地、網(見下圖)。
最后,智慧水務建設的成果體現在6個“一”上,“一張網,一張圖、一中心,一平臺,一本帳,一標準”,具體就是統一,不要形成數據孤島、信息孤島,不要形成互相矛盾的信息,有一個內核引擎的大數據關聯,關聯出來的大數據,互相協調和互相補充。