借技术之力缓解洪灾，保护水利基础设施

世界经济论坛报告称，目前全球仍有约九分之一（8.44亿人）得不到水资源供应，百分之十的人口没有安全的饮用水。世界卫生组织的数据也表明，有4000万儿童面临严重的用水安全威胁。缺水和水资源不安全，已经成为影响全球的一大重要难题。

世界银行估计，各国公共事业平均有高达25%至30%的供水没能发挥任何作用，白白在管网中流走。在发展中国家，每天约有4500万立方米水在配水管网中渗漏；如果能被利用起来，这足够近2亿人使用。

与之对应，可实现洪水模拟、泄漏检测和水利管理基础设施洞察的新兴技术，已经形成了又一增长市场。Polaris Research报告称，全球智能水务管理市场将从2021年的137.3亿美元增长至2030年的317.3亿美元。

2021年，Audodesk收购了Innovyze——一家专注于使用模拟、仿真和预测分析等技术建立可持续供水网络、集水系统、废水处理规划和防御系统建筑的厂商。

Autodesk/Innovyze副总裁Colby Manwaring表示，“水是一种可迅速演变为灾难的关键资源。我们很容易忽视日常生活中负责供水和水处理的基础设施。事实上，这是一套复杂而庞大的系统，帮助民众获取清洁水源、处理废水并管理降水。”

Manwaring还强调，世界各地的洪灾发生频率正在整体上升。

“洪水会对实体社区造成破坏性影响，并切断清洁水源。而面对种种威胁，这项技术将帮助社区做好准备，尽快从破坏当中恢复过来。”

Manwaring称，该技术能够为不同用例提供基于物理和科学的水利建模支持。“水、土壤、路面、水泥、塑料管道等都具有已知的物理特性。有了这些正确信息，就能创建出数字模型，借助数字孪生副本来模拟水体走向。”

“在洪水模型当中，数字孪生反映的是地形、地貌、土壤类型和排水渠等水利设施，能借此预测大规模降雨事件期间的水流最终走向。这项技术能够精确把握距离指标，根据模型中各元素的物理特性和水流数据做出预判——例如水在人行道上会快速流动，但在草地上则受重力和渗透效应影响而降低速度。这一切，终将变得可以理解、可以计算。”

Manwaring还举例说，英国的赖盖特市就采用降雨径流科学方法建模，希望借此缓解洪水风险。二十年来，该镇中心经常因河流泛滥、地表水上涨和洪水漫灌而受灾，导致人们无法前往镇内、回到家中。

Autodesk的工程团队构建了河流的集水区模型，借此将周边华莱士溪及其支流，外加附近池塘和其他水道结构的数据纳入分析。

Manwaring解释道，团队首先需要考虑土壤特性，借此准确模拟洪水泛滥的可能性。“这里的核心指标就是导水率，即水渗入土壤的速率。雨水向土壤内的渗入速度，也是模拟直接降雨径流影响的重要因素。只有把握住土壤的具体特征，才能切实预测集水区内的土壤渗透情况。”

通过使用多种渗透模型来计算集水区渗透，工程团队详尽调查了集水区内的不同土壤类型，帮助该市更准确地预测了降雨事件期间可能发生的状况。

Manwaring指出，在规模和建设水利基础设施时，信息的准确性至关重要。只有借助准确的指标，才能计算出基础设施需求与自然环境可吸纳降水的各自数值，以足够平衡的方式帮助城市减轻洪水影响、同时不破坏环境的可持续性。

Manwaring还补充道，这类复杂软件提供的科学模型还能提供关于水利问题的更多信息。“包括以英寸为单位，预测细化范围内各区域可能受到的洪水影响。”

总而言之，“模拟与管理软件为水务企业和工程师们带来了必要的洞察力，帮助他们更好地管理水利基础设施、规划潜在抗灾预案。”