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与时间赛跑,水利建模助用户减少灾害损失

2018-02-06 01:07:52  来源:中国三农资讯网  点击率:328次


  水务公司面临着从灾害预防到环境保护再到降低总支出(TOTEX)方方面面的挑战,同时,还需要改善服务。来自2017年度Be创新奖提名的三家典范企业展示了水力建模应用程序在实现水务公司目标方面所起到的关键作用。


  ManilaWater作为菲律宾一家水务特许经营企业,负责为24个城市和市政当局提供给排水服务,该公司运营着100多个设施,为600万客户提供配水和污水处理服务。菲律宾位于环太平洋火山带,那里经常发生地震和火山喷发。由于马尼拉地铁在地理上被几个断层系统(包括危险的西谷断层系统)所分割,因此经常遭受这种地质活动的破坏。菲律宾平均每年还会遭受20次台风的侵袭。


  为了应对这一巨大风险,ManilaWater开展了弹性与业务中断(RBI)调查,以确定在发生此类自然灾害时,哪些系统和设施最容易遭受破坏。调查显示,水基础设施方面高达约5.2亿美元的损失是无法避免的。因此,通过与菲律宾国家减灾风险治理委员会(NDRRMC)和地方政府部门(LGU)进行合作,制定出了《自然灾害风险弹性与减缓总体规划》。NDRRMC和LGU制定了应急预案并提供了疏散场所位置,这些场所将在发生灾难时投入使用。


  ManilaWater必须确保这些经认可的场所在紧急情况下能够安全可靠地提供水资源。而WaterGEMS可通过模拟给水系统失去一个或多个组成部分后所产生的影响并展示各个相互关联的系统会如何反应来确定需要采取弹性和应急措施的关键资产,并对这些资产划分优先级。


  在实施了这些弹性和应急措施  后,对弹性与业务中断(RBI)调查结果进行了重新评估,评估结果显示,在灾难发生时,预计财产损失和业务中断的成本将会减少3.8亿美元。此外,该总体规划带来的一项直接益处是,ManilaWater在整个特许期内总共可节省3,000万美元的保险成本。


  给水系统分析与规划工程师DiogenesAdelbertVoltaireB.Evangelista表示:减轻自然灾害的不利影响就是与时间赛跑。BentleyWaterGEMS帮助ManilaWater将投资金额尽可能降至最低,同时最大限度地提高了其设施的弹性和应急能力,对其服务的客户都非常有利。


  Prolagos(AEGEA的一家特许经营公司)负责为巴西里约热内卢Regi?odosLagos的5个市政当局提供给水和卫生服务,在淡季可为40万居民提供服务,而在旺季则可为200多万居民提供服务。目前,93%的居民可以获得自来水供应,而76%的居民可以享受污水收集和处理服务。Prolagos致力于改善下水道污水的收集和处理服务,并最大程度地提高投资回报率,同时努力对Araruama泻湖进行彻底净化,以使该地区在社会、环境、经济和旅游方面重新焕发风采。Araruama泻湖是全球规模最大的永久性高盐度水域。1998年,该泻湖被完全污染,从而导致水生植物和动物死亡。此次污染影响范围极广,致使捕鱼业的失业率提升,贸易和旅游活动急剧减少,而对人类健康的风险大为增加。


  根据《2041年污水处理总体规划》,Prolagos通过SewerGEMS,在一项平面勘测中综合运用了GIS、CAD、SCADA和无人机提供的数据。他们开发了相应的模型来分析假设方案,并确定了同时涵盖污水处理和排水系统的最佳水利设施组合,为实现长期环境、社会和经济收益奠定了基础。SewerGEMS方案对比在与AEGEA的管理团队进行面对面沟通上起到了重要作用。


  通过将该总体规划的初步成果与以往官方调查结果进行初步对比,可以发现,实现90%的污水处理涵盖率所需的投资额大约减少了60%。此外,由于系统能耗降低,该规划每年还可节省了大笔成本。之所以会节省这些成本,其原因是,废水处理厂处理的污水量减少了35%。同时,根据该规划,对污水和排水流量进行了分离,进而减少了排污站的数量,并提高了抽水系统的效率,个别泵站获得了20%以上的效益。此外,对分离后的污水收集系统进行了扩建,不会再因为污水管道因雨水流入而溢出或地下水通过混凝土排水管渗漏而在未经处理的情况下肆意排放,从而有助于减少泻湖对环境的影响。该模型预计可减少600万立方米未经处理水的排放量。通过与运营控制中心集成,可以轻松模拟替代投资方案对网络运营效率所产生的影响。


  Prolagos高级项目经理WagnerOliveiradeCarvalho表示:考虑到巴西基础设施投资的可用资金短缺,SewerGEMS确实能在优化投资方面发挥重要作用,可弥补现有的污水处理基础设施缺口,从而促进社会融合和提高人民生活水平。


  Varkom是一家公用事业部门,负责为克罗地亚的瓦拉兹丁县(Varazdin)的7个乡镇和20个市政当局提供给水服务。Varkom需要实施一项重大水资源流失计划,该计划可使该县节省成本并提高服务质量。该项目需要利用GIS开发一个精确的网络地图,并通过现场测量创建一个全方位的模型。该模型为以下应用奠定了基础:水需求分析、压力管理、利用国际水协会(IWA)水资源流失专业小组(WLSG)方法进行水资源流失分析、SCADA开发、独立计量区域(DMA)分区、成本效益分析和可行性研
。HidroingLtd.开发了该模型,并对Varkom实施了这些应用。


  该项目使Varkom能够做出明智的决策,以便在减少水资源流失方面进行投入,其最终目标是每年减少200万立方米的水资源流失。随着Varkom从地下井中抽水,用水量和能耗将会降低,同时由于抽水量的降低而会减少二氧化碳的排放量。Hidroing通过使用WaterCAD满足了严格的进度要求,并在12个月内完成了该项目,正是由于采用了WaterCAD,预计节省了600个资源日。现场工作面临的一项重大挑战是,制定GIS测绘和现场测量计划,以满足项目进度要求。WaterCAD的添加子模型功能为Hidroing节省了三个月的时间,因为利用该功能可以同时处理多项任务。


  HidroingLtd.的项目经理IgorDundovic表示:Bentley的WaterCAD可以组合使用不同的输入数据库格式,有助于我们创建精确的水力模型并获得精确的结果,从而使Varkom能够为其给水网络的发展做出有效的决策。


  在管理水资源方面,Bentley也不遗余力。近期,Bentley软件公司宣布已签署一项协议,协议有关收购位于葡萄牙里斯本附近的ACTIONModulers的给排水建模软件业务。由总经理FrankBraunschweig领导的环境建模科学家和研究人员团队为ACTION开发了一整套建模软件产品,包括MOHIDStudio、ACTIONServer、ACTIONFlood、ACTIONForecast、ACTIONSeaport、ACTIONBeach和ACTIONWeather。


  ActionModulers成立于2004年,其研发团队与里斯本工程学院(InstitutoSuperiorTécnico)建立了强大持久的联系,凭借应用数字建模工具处理复杂给排水情况的丰富经验在业界享有很高的声誉,例如:溢流排水系统引发洪水;水流、潮汐和风等传播的污染物产生的环境影响;运行洪水预警系统,保护宝贵资源。ACTIONModulers团队经常参与欧盟资助的研究项目。

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