水资源短缺是一个日益严重的问题。根据几份联合国报告显示,到2025年,它将直接影响近20%的人口。到 2040 年,全球大约四分之一的儿童将生活在极度缺水的地区。这不仅限于发展中国家。事实上,淡水——我们饮用、洗澡、种植蔬菜和烹饪的淡水——极其稀少。世界上只有 3% 的水是淡水,其中,这些淡水中三分之二隐藏在冰冻的冰川中或无法使用。

22亿人无法获得安全的饮用水服务,20亿人居住在面临严重水资源压力的国家。气候变化和不断增长的人口是造成这种情况的主要原因,但这并不是唯一的原因:基础设施和分配系统的崩溃、污染、冲突、水系统超负荷,以及水资源管理不善只是越来越多地剥夺人们享有安全饮用水和卫生设施权利的几个人为因素。

当水资源短缺时,污水处理系统可能会失去应有的作用,感染霍乱、伤寒和其他水传播疾病的威胁就会激增。世界各地的生态系统正在遭受苦难。而且水价变得更加昂贵,这间接影响了各国的经济。

物联网有能力减轻这种令人担忧的局面。基于传感器、大数据和人工智能技术相结合的智能水监测和管理系统,可以为水务运营商、农民和公司提供测量、监测和控制其配水网络以及配水质量的能力。更少的浪费、更少的消耗和更好的水质管理可以极大地改善我们保护地球资源的方式。

让我们来看看智能水资源管理系统如何帮助解决日益严重的可用淡水短缺问题……

什么是智能水资源管理系统以及它们如何工作?

智能水资源管理是利用一系列物联网技术来规划、开发、分配和管理水资源使用的活动,这些技术旨在提高透明度,并更合理和可持续地使用这些水资源。

它适用于多个领域:农业、工业、服务业、城市……监测住宅用水量、监测水位、监测饮用水质量、监测工厂周围河流的化学物质泄漏、跟踪管道压力变化或监测水族馆的水质是许多有用应用的几个例子。

安装在管道或泵上的微控制器和传感器(例如超声波传感器、流量传感器、温度、盐度、电导率、湿度、压力或光度传感器)实时测量水位、流量、温度和水质。传感器生成的消息警报和数据通过互联网传输到云服务器,在那里进行处理、分析,有时在人工智能的帮助下,发送到终端供用户查阅。

然后,该系统可以控制和调节水资源的使用和质量。

智能水资源管理系统的 3 大好处

以下是水资源管理技术和活动的3个具体好处,以及它们如何帮助解决日益严重的水资源短缺问题。

1、减少水资源密集型行业中的浪费

农业、制造业或电力生产使用了大量的水资源。仅农业就占全部用水量的70%,根据联合国粮农组织的数据,该行业浪费了大约60%的水资源。

农业生产者必须应对日益不稳定的天气模式,这导致了更炎热和更干燥的生长季节

实时水计量和其他应用,如智能灌溉系统或作物用水管理系统,可以帮助农民减少浪费,同时保持土壤健康、改善水资源保护并提高作物产量:

▲物联网设备收集的水流、湿度和温度数据,可用于训练机器跟踪处理过程。

▲可以分析使用土壤和光传感器收集的数据,以推荐田间所需的水量和肥料量。

Libelium—是农业物联网解决方案的领先公司之一。他们的装置涵盖广泛的应用:水分配网络管理、水消耗/计量、灌溉水管理、洪水/灾害管理、水损耗和泄漏检测、储水(水箱、水库等)、水族馆管理等 。

这些装置旨在测量田地的基本面,通过负责任地使用能源和自然资源,以及提高土壤肥力和保持水质来减少对环境的影响。

据Libelium计算,总体而言,他们的解决方案可以帮助减少 10% 的人均用水量,减少 20% 的泄漏,相应减少账单,预测潜在故障并降低维护成本,同时有助于更好地管理水压和用水量。所有这些都让他们的客户增加了收入。

DFM Software Solutions是另一家农业物联网解决方案开发商,他们为南非农民开发了高度专业化的硬件和软件解决方案,如土壤湿度探测器。这里的农民是前所未有干旱的受害者。该系统全天候监测关键数据,并持续记录水位、盐度、氧气和植物根系发育情况。根据土壤湿度探测器提供的数据,农民可以优化作物和土壤的管理,更有效地利用水资源。

2、监测水质以对抗污染和疾病

制造业和其他人类活动可能会污染河流和地下水。用于实时监测和控制的传感器和物联网技术可以帮助监测和预防污染,甚至改善水质。

为此,部署了基于人工智能的物联网系统,以捕获用于监测水质的标准参数:pH值、总溶解固体(TDS)——包括氧气、氧化还原电位(ORP)或不同类型水的温度。通过使用机器学习算法,可以训练这些设备来预测水质、监控消毒剂的有效性或相应地调整水处理计划。

例如,在英国,过去几年有军团病暴发的报告。它是由军团菌引起的,军团菌是一种在不受控制的水环境中生长的细菌。它通过吸入受污染的气溶胶感染身体,并可能导致一种可能致命的肺炎。此类细菌通常存在于维护不善的人工水系统中,特别是冷却塔或与空调和工业冷却相关的蒸发冷凝器、公共和私人建筑的热水和冷水系统及漩涡温泉中。为了对抗这种疾病,Wavetrend 开发了军团菌检测传感器。该传感器通过主动监测冷热水,并对可能导致细菌传播的高风险温度发出警报,以便迅速采取行动。

3、通过智能水表提高家庭用水意识

许多家庭因浪费水而感到愧疚,但他们并不知道行为的改变会给他们带来多少好处。

大多数公用事业提供商现在都部署了智能仪表,以方便远程监测和计费。最终用户也可以随时获得这些信息,这是一个真正的激励因素,个人消费者现在可以通过降低水费来节省开支。

Techem 是欧洲集体住宅供水和供暖计量领域的领导者。该公司创建了一个创新的智能读取系统,用于在整个建筑内通过OMS无线连接终端用户的公用事业仪表。这些智能读取器通过云将每个终端的消耗和状态信息发送到Techem数据中心,然后该数据中心自动为这些业主生成账单。

该系统不仅提供精确和自动的监测和计费,而且还能告知居民他们的确切消费量,并随后激励他们减少消费。计费和消耗监测的结合可减少大约20%的供暖和用水消耗。

同样,在饮用水稀缺的沙特阿拉伯,IoTSens开发了一个Watchmeter数据记录器网络,以检测供水管道中的高频振动,允许最终用户使用“流动模式”来区分他们的用水量,而无需在水管上安装在线流量计。

通过更好地管理水资源的使用,物联网为保护我们的稀缺资源做出了广泛贡献。(编译:iothome)

 

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