城市排水管网运行效能低为制约“城市水环境质量提升”的重要短板已为行业共识，长江沿线城市生活污水收集率平均不到50%，部分城市不足30%，普遍面临“高处理率低收集率”困境，亟需突破城镇污水管网信息底数不清、异常状态响应慢识别诊断难、调度控制高碳低效、运维粗放智慧化管控水平低下等制约提质增效的瓶颈约束，建立高效完善的污水管网智慧管控体系，实现城市污水处理高标准提质增效。

　　为此，本项目围绕污水管网运行动态监测、非常规运行状态诊断、生化过程控制、优化运行调度和智慧管控数字孪生，开展污水管网智慧化管控关键技术和装备研究及集成示范，形成可复制可推广的城市污水管网智慧化管控模式，为城镇污水处理高质量提质增效提供科技支撑。

　　研究内容与技术路线如下：

　　1.管网动态信息采集与分析:开发精准稳定少维护的管网复杂流态全工况原位液位流速及多指标水质高频低耗监测设备，研发数据质效异常快速识别清洗及源-网-排多源静动信息时序协同的快速拓扑分析技术，实现信息高时空密度实时精准感知与解析。

　　2.非常规状态识别诊断：开发满管高水位高难故障原位检测、管道塌陷高风险故障预警技术与装备，构建管道故障诊断快速智能判读与管网淤积、冒溢、渗漏等非常规运行状态智慧诊断系统，实现管网运行故障快准预警与智能诊断。

　　3.生化过程控制：突破污水管网恶臭实时监测预警技术，开发管网恶臭气-液-固多相碳/硫生化过程高效原位控制技术，建立协同管网提质增效的低碳智慧恶臭管控系统。

　　4.优化运行调度：研发污水管网系统设计优化策略及多设施协同优化调度模型算法，开发污水管网源-网-站-厂一体化模拟调度国产软件及实时调度控制系统,提升管网系统运行效能。

　　5.智慧管控集成示范：构建污水管网建-运-管全过程全场景智慧化管控数字孪生平台，建立污水管网全生命周期智慧化管控技术体系，开展长江黄河流域典型地级城市六安市和固原市全域污水管网智慧管控提质增效示范。

　　解决五大关键科学问题：

　　1.污水管网复杂工况量质高时空精度感知原理及数据质效信号响应机制

　　2.污水管网异常状态实时感知、性状诊断及故障响应机制

　　3.污水管网恶臭气体产生散逸规律及水-液-固协同原位低碳控制机制

　　4.污水收集系统流量-水质耦合调控的动态响应机制

　　5.多源异构数据融合的污水管网全过程数字孪生仿真方法

　　攻克五大关键技术:

　　1.复杂运行工况污水管网信息高效感知及数据质效研判与快速分析技术和设备

　　2.污水管网异常状态精准识别、故障高效诊断与高风险事故预警技术与装备

　　3.水管网恶臭时空分布的高精度预警及原位低碳高效控制技术

　　4.污水管网效能提升设计方法、动态模拟技术与实时调控国产化软件

　　5.污水管网规划-建设-运维全过程数字孪生及智慧化管控技术

　　项目由在共抓大保护中发挥骨干主力作用的央企（三峡集团）牵头,四所知名大学（清华大学、中山大学、西安建大和宁波大学）、一家综甲设计院（中国市政华北院）、两家环保领军企业（长江环保集团、北京首创环保集团）、两家科技公司（浙江清环智慧科技公司、武汉中仪物联技术公司）联合申报。具有扎实的研究基础和承担本项目的卓越能力。

　　项目研发污水管网智慧化管控关键技术15项，开发设备及成套化装备4套，编制技术导则4部，发表论文30篇，申请发明专利20件，申请软著5项，培养一支专业领先的技术队伍，建立长江黄河流域地级城市全域污水管网智慧化管控技术集成示范，成果可复制推广应用于全国城市污水处理提质增效，全面提升污水管网运行效能和污水有效收集率，支撑城市水环境质量根本改善，具有重大的社会与经济效益。

编辑：国家工程中心

发布时间：2025年01月20日