自2009年以來，PUB建立了一個(gè)覆蓋全新加坡的水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，包括260多個(gè)水位計(jì)、80多個(gè)流量計(jì)，并在水道沿線安裝了閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)整合國(guó)家環(huán)境局的降雨數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)不僅用于提前發(fā)布洪水預(yù)警，還通過深度數(shù)據(jù)分析，為排水系統(tǒng)的規(guī)劃和維護(hù)提供戰(zhàn)略支持。

例如，當(dāng)小規(guī)模暴雨發(fā)生時(shí)，如果某段排水管道水位異常升高，而歷史數(shù)據(jù)中相似暴雨事件未出現(xiàn)此情況，這可能意味著下游存在淤積或堵塞。通過快速標(biāo)記這些問題區(qū)域，PUB能夠立即派員調(diào)查，并采取針對(duì)性維護(hù)，預(yù)防更嚴(yán)重暴雨帶來的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

除了在應(yīng)急方面之外，智慧排水管網(wǎng)系統(tǒng)還分析水位趨勢(shì)，結(jié)合降雨強(qiáng)度，識(shí)別排水能力不足的管道段，優(yōu)化擴(kuò)容規(guī)劃。自2019年正式啟用以來，該系統(tǒng)將傳感器網(wǎng)絡(luò)生成的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)整合并更新，同時(shí)自動(dòng)過濾異常數(shù)據(jù)，以確保分析的準(zhǔn)確性。PUB的工作人員借助該系統(tǒng)開展降雨事件分析，迅速發(fā)現(xiàn)并解決排水系統(tǒng)的異常情況，為全面的排水規(guī)劃和維護(hù)提供了關(guān)鍵洞見。

在新加坡，雨水和污水分別由獨(dú)立的管網(wǎng)系統(tǒng)處理，其中雨水管網(wǎng)負(fù)責(zé)收集雨水，而污水管道專門用于污水的處理和再利用。為確保污水處理過程的安全和再生水的高質(zhì)量，PUB正著手推進(jìn)污水管網(wǎng)的數(shù)字化監(jiān)控，尤其針對(duì)意外或非法排放的污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)偵測(cè)。未經(jīng)許可的污染物排放會(huì)影響再生水廠的生物處理過程，危害新生水的生產(chǎn)質(zhì)量。

PUB要求高風(fēng)險(xiǎn)工廠在其排放點(diǎn)安裝pH值和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）監(jiān)測(cè)裝置，以保證其排放符合新加坡的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。通過這些監(jiān)測(cè)裝置，PUB能有效預(yù)防含有強(qiáng)酸、堿性化學(xué)物質(zhì)及違禁有機(jī)化合物的非法排放，從源頭保障污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

為進(jìn)一步提升污染物監(jiān)測(cè)能力，PUB與新加坡國(guó)立大學(xué)合作，開發(fā)并試用了微生物電化學(xué)傳感器（MES）。該傳感器基于生物電化學(xué)原理設(shè)計(jì)，當(dāng)污水中高濃度的有毒重金屬和氰化物出現(xiàn)時(shí)，MES系統(tǒng)電壓會(huì)自動(dòng)下降，觸發(fā)警報(bào)通知指定工作人員。這些傳感器通過提前預(yù)警，阻止工廠將含有氰化物和重金屬（如銅、鎳、鋅）的廢水非法排入市政污水系統(tǒng)，使得PUB能夠迅速響應(yīng)并采取必要的執(zhí)法措施。

圖3.一水廠應(yīng)用MES系統(tǒng)

2018年，新加坡國(guó)立大學(xué)成立了EnvironSens公司，致力于將MES技術(shù)商業(yè)化。PUB目前正支持EnvironSens進(jìn)行100套升級(jí)版MES系統(tǒng)的應(yīng)用示范，通過國(guó)家研究基金會(huì)的部分資助降低技術(shù)成本。截至2020年3月，已有66套MES系統(tǒng)安裝于各相關(guān)工廠，顯著提升了污水監(jiān)測(cè)的精度與覆蓋面。

同時(shí)，EnvironSens還開發(fā)了一套物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)傳輸和整合100個(gè)MES單元的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)頁(yè)版儀表盤展示。運(yùn)營(yíng)人員可在儀表盤上查看MES設(shè)備的狀態(tài)、維護(hù)記錄和警報(bào)歷史，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行。當(dāng)監(jiān)測(cè)到異常情況時(shí)，MES系統(tǒng)會(huì)通過短信和郵件及時(shí)通知工作人員，確保迅速響應(yīng)。

新加坡的濱海集水區(qū)，占地約1萬公頃，是新加坡城市化程度最高、規(guī)模最大的集水區(qū)。集水區(qū)的排水系統(tǒng)由明渠和封閉管道組成，最終匯入濱海水庫(kù)。五大支流（新加坡河、羅喬運(yùn)河、斯坦福德運(yùn)河、葛蘭河和加蘭河）共同匯入濱海水庫(kù)，支撐著新加坡的城市排水與水資源管理。

自2015年起，PUB與蘇伊士環(huán)境公司（SUEZ Environment）合作，開發(fā)了集水區(qū)和水道運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)（Catchment and Waterways Operations System，簡(jiǎn)稱CWOS）。這一系統(tǒng)基于豐富的水務(wù)管理經(jīng)驗(yàn)，具備三大核心功能：優(yōu)化濱海攔河壩的運(yùn)行以提升水資源儲(chǔ)備、降低低洼區(qū)域的洪澇風(fēng)險(xiǎn)、并實(shí)現(xiàn)集水區(qū)上游水位和水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。

實(shí)時(shí)響應(yīng)與智能預(yù)警

在暴雨期間，CWOS的排水儀表板會(huì)實(shí)時(shí)提醒用戶注意高水位或高降雨量區(qū)域，幫助他們高效分配人員和車輛，快速響應(yīng)惡劣天氣。自2017年投用以來，CWOS已為濱海集水區(qū)超過170場(chǎng)降雨事件提供了操作建議，有效緩解了暴雨可能帶來的洪澇風(fēng)險(xiǎn)。

智能水質(zhì)管理與自動(dòng)化報(bào)告