寧夏“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”建管服模式和 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究與實(shí)踐

文_楊雪蘭 寧夏回族自治區(qū)彭陽縣水務(wù)局

我國的水資源總量豐富，但人均水資源占有量卻極少。特別是在一些經(jīng)濟(jì)落后，基礎(chǔ)建設(shè)缺乏的農(nóng)村地區(qū)。農(nóng)村地區(qū)可用水資源的短缺，不僅導(dǎo)致了農(nóng)作物的減產(chǎn)與絕收，人畜水源的缺乏，更對人的身體健康，日常生活產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。而隨著農(nóng)村飲水工程的不斷開展實(shí)施，在2018年底共有1100多萬處供水項(xiàng)目被完成，覆蓋人口高達(dá)9.4億，農(nóng)村自來水普及率達(dá)81%，這為農(nóng)村人口的供水提供了強(qiáng)有力的保障。但我國農(nóng)村人口眾多，分布廣泛，生產(chǎn)力低下，經(jīng)濟(jì)落后，水資源條件復(fù)雜，供水基礎(chǔ)建設(shè)落后和供水設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)低下是我國用水短缺的農(nóng)村地區(qū)普遍存在的問題，造就了農(nóng)村地區(qū)用水安全難得到保障的事實(shí)，加劇了城鄉(xiāng)發(fā)展得矛盾，與統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、全面建設(shè)小康社會、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的國家規(guī)劃之間存在很大差距。按照新時(shí)期治水方針要求，在互聯(lián)網(wǎng)+經(jīng)濟(jì)的啟發(fā)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鼓舞下，寧夏回族自治區(qū)彭陽縣將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到供水的實(shí)踐中，借助“智慧寧夏”水利云、“寬帶寧夏”等公共資源，探索“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”新模式，解決農(nóng)村飲水工程系列難題，并達(dá)到了“有效通水、合理配水、安全供水、方便用水”的突出效果。

1 案例概況

位于寧夏回族自治區(qū)六盤山東麓的彭陽縣是典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，域內(nèi)山巒重疊，溝壑縱橫，水資源條件及其復(fù)雜。同時(shí)，它也是寧夏地表水資源最貧乏的縣之一,可用水資源主要來源于年均降雨量僅為全國平均值69.2%的雨水。截止2015年底，已建成46處農(nóng)村集中供水工程，總體分為紅、茹河片區(qū)和北部安家川片區(qū)兩大部分，基本解決16.3萬人的飲水問題。根據(jù)對各片區(qū)集中供水工程現(xiàn)狀評價(jià)，全縣農(nóng)村飲水不安全人口總數(shù)達(dá)到11.76萬人，供水不安全因素主要為水質(zhì)超標(biāo)和水量供給不足。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 現(xiàn)狀分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在已建飲水工程中涉及的泵站、蓄水池、供水管網(wǎng)等構(gòu)筑物中，僅部分安裝了水位計(jì)、水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備等自動化監(jiān)測設(shè)施，官網(wǎng)流量監(jiān)測及入戶計(jì)量設(shè)備均為傳統(tǒng)機(jī)械水表。同時(shí)，與農(nóng)村供水相關(guān)的信息化建設(shè)幾乎一片空白。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)研究

在現(xiàn)有供水基礎(chǔ)管網(wǎng)上，建設(shè)從水源地到用水戶的全過程自動化監(jiān)控體系，并利用自治區(qū)水利云、水慧通平臺等已有公共資源，采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）等先進(jìn)技術(shù)，形成“互聯(lián)網(wǎng)+人飲”信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從水源地、輸水管網(wǎng)、各級水池到用戶用水全程的監(jiān)測、控制、計(jì)量、需水供水、運(yùn)行管理、檢修養(yǎng)護(hù)、繳費(fèi)的信息化、移動化、智能化。

農(nóng)村人飲水聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系建設(shè)，在物理水網(wǎng)層面，提升覆蓋度，實(shí)現(xiàn)全部農(nóng)村人飲體系全覆蓋；提升供水工程的自動化程度，加強(qiáng)農(nóng)村人飲服務(wù)體系的完備性。在信息水網(wǎng)層面，普及智能水表，提升監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)覆蓋度，建立城鄉(xiāng)供水業(yè)務(wù)管理平臺，實(shí)現(xiàn)水務(wù)管理的便捷化，提升城鄉(xiāng)供水管理的數(shù)字化。在市場水網(wǎng)層面，城鄉(xiāng)供水建設(shè)運(yùn)營積極融入社會資本，提高水利投融資市場化程度，充分發(fā)揮市場優(yōu)化資源配置的作用。

采集控制設(shè)備通過液位傳感器實(shí)時(shí)采集液位信息上報(bào)云平臺，根據(jù)設(shè)備自身控制邏輯或云平臺邏輯判斷是否開啟電動閥門給泵站、蓄水池進(jìn)行供水，但當(dāng)公共網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者短時(shí)間斷網(wǎng)情況下，通過集成在控制設(shè)備里的智能化算法實(shí)現(xiàn)斷網(wǎng)自保護(hù)和根據(jù)模擬曲線供水等。入戶計(jì)量水表智能芯片能通過切換不同工作場景適時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)傳送頻率，保證了設(shè)備低功耗運(yùn)行，同時(shí)通過云邊結(jié)合的方式，智能分析用戶用水行為。

業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)采用分布式面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）技術(shù)架構(gòu)、面向服務(wù)的組件模式，將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，并支持各種消息模式。系統(tǒng)按照模塊拆分成多個子系統(tǒng)，使得各個模塊處于松耦合狀態(tài)，降低相互的干擾，同時(shí)具有便于系統(tǒng)擴(kuò)展、直接調(diào)用現(xiàn)有服務(wù)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程投融資體制及模式研究

從2000～2015年，彭陽縣陸續(xù)實(shí)施了46個農(nóng)村飲水工程，累計(jì)投資打3.4億元，其中國家投資的約占80%，自治區(qū)及縣政府配套的約占18%，用戶自籌資金占比僅2%。根據(jù)現(xiàn)行的國家政策依據(jù)，結(jié)合彭陽縣情，彭陽縣積極拓寬融資渠道，變革工程建設(shè)投融資體制，保障“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程建設(shè)資金。經(jīng)過地區(qū)調(diào)查研究與對比分析，彭陽縣以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為創(chuàng)新驅(qū)動力，吸引社會資本投入，創(chuàng)新投融資體制，打造出具有彭陽特色的B+ABO（建造投融資公司+授權(quán)Authorize、建設(shè)Build、運(yùn)營Operate）投融資模式，為工程建設(shè)提供資金保障。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程建設(shè)與運(yùn)行管理體制及模式研究

4.1 現(xiàn)狀分析

2000～2015年期間，彭陽縣先后實(shí)施的農(nóng)村飲水工程全部采用傳統(tǒng)DBB（設(shè)計(jì)-招標(biāo)-建造）模式，后期運(yùn)行管理中多采用工程管理總站+鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利工作站（水管所）+村級管水員三級組織機(jī)構(gòu)，并配備相應(yīng)的管理，普遍存在建設(shè)與管理重度分離，有錢建無人管的問題。

4.2 應(yīng)用研究與實(shí)踐

近年來水利行業(yè)建設(shè)模式快速發(fā)展，除傳統(tǒng)的DBB模式外，彭陽縣飲水工程大膽采用EPC+O（總承包+運(yùn)營）模式，即設(shè)計(jì)、采購、施工、運(yùn)維總承包模式，依靠總承包方項(xiàng)目管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工緊密結(jié)合，優(yōu)化建設(shè)管理資源配置，縮短建設(shè)周期，保證了工程的順利實(shí)施。同時(shí)，彭陽縣“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”工程采取了第三方城鄉(xiāng)供水管理機(jī)構(gòu)的管理模式，自動化收費(fèi)繳費(fèi)，使得運(yùn)營維護(hù)更加專業(yè)，不僅讓飲水的安全性大大提高，更達(dá)到了降低供水成本、降低水價(jià)的目標(biāo)，使得供水保證率、水質(zhì)達(dá)標(biāo)率以及水費(fèi)收繳率都大大提高，實(shí)現(xiàn)了城鄉(xiāng)飲水“同源、同網(wǎng)、同質(zhì)、同價(jià)”的目標(biāo)。

4.3 水價(jià)體制及模式研究

彭陽縣現(xiàn)狀水價(jià)制定原則為“有償供水、補(bǔ)償成本、合理收益、公平負(fù)擔(dān)”，以保本微利定價(jià)，但現(xiàn)行的執(zhí)行水價(jià)在寧夏南部山區(qū)屬于中等偏高水平，與農(nóng)村供水管理目標(biāo)不匹配。通過分析彭陽人飲水工程實(shí)施前水價(jià)制定流程及水價(jià)測算方式，針對水價(jià)偏高等問題，開展水價(jià)形成建設(shè)成本、運(yùn)維成本、用戶承受能力等影響因素綜合分析，明確運(yùn)營管理單位參與到水價(jià)制定環(huán)節(jié)的重要性，確保全縣水價(jià)統(tǒng)一，為水價(jià)的合理性以及工程的可持續(xù)保駕護(hù)航。

5 結(jié)語

通過探索與實(shí)踐“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”關(guān)鍵工程技術(shù)、建設(shè)投融資體制、建設(shè)與運(yùn)行管理體制以及水價(jià)機(jī)制研究，彭陽縣將互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、水利工程、建設(shè)工程項(xiàng)目管理、工程經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科交匯融合和集成創(chuàng)新，克服了農(nóng)村供水工程點(diǎn)多、線長、面廣、地形復(fù)雜的客觀難題，形成了設(shè)施可靠、運(yùn)行規(guī)范、監(jiān)管有力的創(chuàng)新型“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)村供水”典型案例。