在洪水来临之前：科技如何帮助全球建立水务复原力

• 2021年夏季，德国、比利时和中国遭受巨大洪灾，后续清理工作仍在进行，水务公司比以往任何时候都更需要继续加固设施，防止类似的悲剧再次发生。
• 当“百年一遇”的气象事件每隔几个月就发生一次时，传统的风险管理技术显然是不够的。
• 水务公司需要积极拥抱数字化技术，以便在灾难发生时更好地管理现有的基础设施，并建立面向未来的更具复原力的工厂。

今年夏天，在中国、德国和比利时发生的洪水灾害给社会造成了巨大的损失。恢复工作目前仍在进行，人们的话题自然而然地转向了未来。市政当局该如何应对气候变化带来的多发极端天气？

德国锡根大学土木工程教授Lamia Messari-Becker在2021年7月告诉《德国之声》，仅仅口头讨论如何适应潜在的气候影响已经不够了：“现在是工程师发挥作用的时候了。我们需要真正的想法和真正的解决方案。”

幸运的是，世界上一些颇有远见的工程和建筑公司已经在着手这方面的工作了。他们通过采用数字化水务管理策略，改善公用事业运营，确保供排水更具复原力和可持续性。

从巴西到法国波尔多，他们正结合建筑信息模型（BIM）和云技术，改造陈旧的工厂，并改善市政水务基础设施的管理。现有资源正在得到优化，新设施的建造考虑到了极端天气，加强了废水处理措施。

稳定的数据流

威立雅水务技术公司是全球水务、废物和能源管理巨头威立雅集团的一个部门，该公司的开发人员正在研究新的方法，为城市应对不可避免的事件做好准备。他们应用数字化和物联网技术以及预测分析构建各种水务复原力管理技术，例如洪水建模、可持续排水设计、清洁水分配和资源优化。

尽管水厂、水池、水库和管道的更新经年累月，有时甚至需要几十年的时间，但威立雅的数字解决方案正在帮助公用事业公司在规划未来水网的同时，改善现有基础设施的风险管理。

“当我们谈到大城市遭受的洪灾时，这通常是水网的容量问题，”威立雅水务技术公司战略部署总监Elise Le Vaillant说。“在持续强降雨的某个时刻，水网将不再接受雨量。这就会造成洪水泛滥，雨水会和没有经过处理的污水混在一起并溢到街道上，这会传播细菌并带来疾病和感染的风险。

她接着说道：“几年前，（丹麦）哥本哈根发生洪水时，我就在那里。有些人说，‘我们只需要用更大的管道把多余的水排到城外去。’但也有人说这是百年一遇的事件，不值得进行大规模的系统翻新。”

她说，这是一场需要在许多城市展开的辩论，但与此同时，可以采取措施提高现有基础设施的抗洪能力和可持续性。

“例如，通过我们的解决方案，我们可以用天气预报数据来预测强降雨将集中在哪里，”Le Vaillant说。“网络中的传感器可以告诉我们这些区域的水池是否已经装满或可能溢出。公用事业公司可以使用这些信息，并在任何潜在洪水来临之前采取预防措施。”

构建面向未来的供给水网络

威立雅水务技术公司开发了自己的水管理解决方案。威立雅CAD 工具和 BIM 经理 Sifdin Barkaoui认为，该公司使用性能最好的BIM技术来制作和管理3D模型，这主要依赖欧特克的各种解决方案，包括BIM 360、Revit、AutoCAD Plant 3D、Navisworks、Recap及Inventor。

他列举了巴黎地区的一个大型项目，该项目在施工期间把Revit和BIM 360用作主要的协作平台。项目结束时，威立雅正在应客户的要求，构建一个openBIM数据结构，创建数字孪生并无缝移交给客户。

这一模型将用于改进维护运作，提高工厂工程师的安全，并将可能影响工作性能的操作风险降至最低。

Barkaoui说道：“与您在一些旧工厂中仍然看到的2D纸张格式相比，这是一个巨大的改进。例如，BIM使您能够以3D形式突出显示整个网络，只需要点击几下就可以预测关闭管道的影响，这大大地帮助了决策。”

利用BIM提高水厂的水务复原力

威立雅还使用BIM帮助公用事业公司规划未来，并设计新的饮用水生产装置和污水处理厂，这些设施能够承受并适应天气状况的变化。

Barkaoui说：“BIM使我们能够更好地控制项目管理和项目数据。我们用它来指导设计、选择材料、管理组装和施工，直到客户的最终验收。”

项目完成后，威立雅从新工厂收集积累的施工、技术、几何和设计数据，创建一个数字孪生。这种3D孪生可用来优化日常运营，应对目前的条件和状况，并改进风险管理。

威立雅还在水利基础设施翻新和修复项目中使用BIM；3D扫描技术可以检查现有的结构并准确指出需要改进之处。

最大限度地提高目前基础设施的复原力

意大利和其他地中海国家气温较高，难以预测降雨时间，因此必须应对水务压力。威立雅的Hubgrade水厂管理方案最大限度地扩大了处理废水的能力，处理后的水可用于灌溉，其中60%–70%完全用于农业。这是欧洲最高的百分比。

米兰最大的诺塞多污水处理厂（WWTP）正使用这一软件实时优化日常流程的性能。如果极端天气来袭，水池可以保持蓄水量，并增加可用于农业的再生水水量。诺塞多区对环境的影响得以减少，并能以更少的能源进行运作，同时优化化学品的消耗，以保证水质标准。

“您购买污水处理厂的方式与购买洗碗机或手机是不一样的，”Le Vaillant 说。“这需要时间和大量的规划，不过这些工作在加快。有了BIM和其他的技术，我们可以提供大量数据和资料，帮助公用事业公司应对目前面临的一些可持续性的挑战。”

水务，水务，第一要务

当新冠疫情来临时，每个人都会接受公共卫生部门的建议，认识到洗手的重要性。这一简单而有效的做法也清楚地提醒人们，水对公共卫生和社会的正常运转是多么重要。

欧洲水务公司面临各种威胁，洪水和饮用水系统受到的潜在污染只是其中的两个。在极端天气和水资源紧张的时候，管理水务基础设施的工具必须能够胜任工作。

我们必须着手在集水、水处理、水储存和分配系统中建立复原力和适应力。预计到2030年，这项工作将耗资1.9万亿美元。有一点可以肯定，数字化将发挥关键作用。