1. 引言
“十四五”以来，中共中央、国务院及水利部非常重视农村供水保障工作，为保障农村供水安全，加快提升农村供水保障能力和水平，推动农村供水高质量发展，近几年国家提出了一系列政策，如2023年10月，水利部出台《关于加快推动农村供水高质量发展的指导意见》(水农〔2023〕283号) [1]，2024年2月，水利部办公厅下发《关于开展县域农村饮水安全标准化建设工作的通知》(办农水〔2024〕55号) [2]，2024年4月，水利部办公厅下发《关于加快推进农村供水县域统管工作的通知》(办农水〔2024〕107号) [3]。政策文件中明确要求，农村供水管理、运行和维护，必须由专业化公司或专管机构承担，实现农村供水工程专业化管护。以水质水量达标、管理服务到户为目标，健全优化县域统管标准服务体系、运营管理体系、监管责任体系、服务保障体系，实现农村供水专业化管护全覆盖，不落一户一人，供水工程实现良性运行，农户享受优质供水服务，实施主体取得合理收益，最大程度实现同一供水区域同源、同网、同质、同服务、同监管。
但是由于农村供水存在点多、面广、量大的问题，通过传统手段，水利局、水务局等行业监管单位无法进行有效的监管，水务集团、农村供水公司等运营单位无法保障运营效果，需要借助信息化的手段。
2. 相关研究工作
近年来，学术界对农村供水信息化管理的研究逐步深入，形成了若干具有代表性的研究方向与技术路径。
胡孟等(2025)在《农村供水县域统管有关思考》[4]中提出，县域统管应以“五有”为标准，强调管理手段的现代化是实现专业化管护的基础。李连香等在相关会议上则从标准化角度出发，指出信息化平台应具备数据汇聚、状态感知与风险预警能力，支撑从“经验驱动”向“数据驱动”转变。
在平台架构方面，王磊等(2023) [5]提出基于GIS的农村供水“一张图”管理系统，实现了水源地、水厂、管网的统一展示与监测；张勇等(2024) [6]则探索了数字孪生技术在农村供水中的应用，初步实现了供水系统的模拟与预警功能。
然而，现有研究多集中于系统功能的描述与实现路径的探索，缺乏对核心技术机制——如数据融合、预警模型、算法调度等——的深入剖析。尤其在“四预”(预报、预警、预演、预案)功能的实现机制方面，尚未形成系统性的技术论述。本文正是在此基础上，聚焦县域统管平台中数据智能与模型驱动的核心技术机制，试图填补现有研究的空白。
3. 农村供水现状分析
经过多年的发展，农村饮水安全保障水平不断提升。全国规模化供水工程覆盖农村人口比例由2015年底的36%提高到2024年底的65%，农村供水工程总数量从2012年底的5887万处减少到2024年底的480余万处，部分省市已全域实现城乡供水一体化，效果显著，如上海市、江苏省。但是部分区域，农村供水的监管、运营仍存在一定困难，尤其是山地、丘陵地带，不仅村落之间比较分散，而且人口数量少，加之交通不便，受经济条件的制约，造成农村供水水质、水量不能有效保障。
4. 信息化平台建设的必要性
(1) 是推动农村供水高质量发展的根本需求
根据《水利部关于加快推动农村供水高质量发展的指导意见》(水农〔2023〕283号)，农村供水高质量发展的重点任务包括强化数字赋能，推进标准化管理，以实现预报、预警、预演、预案“四预”功能为目的，推进数字孪生农村供水工程建设，提高数字化、网络化、智慧化水平。
2025年李国英部长在全国水利工作会议上的讲话明确提出，2025年重点水利工作包含健全农村供水保障体系、推进水利智能业务应用及完善数字孪生水利体系，全面推行“3 + 1”标准化建设和管护模式，加快建设县域智慧管理服务平台。
(2) 是保障农村供水县域统管政策落地的必要条件
为补齐农村供水运行管护短板，各省市推行县域统管、专业化养护相关政策，按照“政府监管、企业化运营、专业化管理、社会化服务”的总体思路，全面落实农村供水县域统管地方政府主体责任、水行政等行业部门监管责任、统管主体运行管理责任。
各省市也相继出台地方政策，如《河南省农村供水县域统管推广行动方案》《陕西省农村供水县域统管工作指南》，县域统管需要借助智慧化的管理手段，实现水量、水质等关键信息在线监测，形成县域农村供水工程“一张图”。
(3) 是实现乡村振兴的关键内容
农村供水安全事关民生福祉，是最基本、最重要的民生问题。提升农村饮水安全保障水平，对于改善农村居民生活条件、促进农村经济社会可持续发展具有重要的基础支撑作用。通过信息化平台的搭建，水利局、水务集团等单位能够更好的发挥监管和运管职能，保障农村饮用水安全，为推动乡村全面振兴提供坚实的水利保障。
5. 信息化平台建设的可行性
(1) 技术可行
近年来，物联网、云计算、AI等技术迅速发展，在供水领域中的应用日渐成熟，水厂运行、泵站管控、用户收费等方面能够显著提升效率，辅助供水企业实现精细化的管控。
(2) 政策可行
2023年针对农村供水高质量发展提出“3 + 1”标准化建设和管护模式以来，对县域统管的要求越来越明晰，县域统管必须借助信息化手段，实现高效的监管和运管。
(3) 经济可行
相比于城市供水，农村供水发展缓慢，业务诉求以满足最基础的能看、能报警为主，系统开发费用较低。但是系统上线后，能够从成百上千个水源地、水厂中快速锁定有问题的设备设施，极大提升运营养护效率，减少人力投入。
6. 县域统管平台的核心技术机制
为实现“四预”功能与水质水量精准监控，县域统管平台需构建以数据融合、模型驱动为核心的智能支撑体系。本节重点阐述算法、模型与数据融合机制在实际业务中的具体应用。
6.1. 数据融合机制：构建“一张图”的感知底座
平台通过物联网感知设备(如水位计、流量计、水质传感器等)实时采集水源地、水厂、管网等关键节点的运行数据。针对多源异构数据(如结构化监测数据、非结构化巡检图像、历史工单记录)，平台采用多模态数据融合技术，基于时序对齐、空间匹配与语义映射，构建统一的数据底座，为“一张图”提供动态更新的可视化支撑。
6.2. 预警模型：实现水质与水量的主动监控
在水质监测方面，平台集成基于机器学习的异常检测模型，通过对历史水质数据(如浊度、余氯、pH值)的训练，识别出潜在的水质突变趋势，实现超标预警。在水量监控方面，结合供水计划与实际用水量，构建供需平衡模型，动态评估供水压力与流量异常，提前识别管网漏损或水源不足风险。
6.3. 预报与预演机制：支撑“四预”功能落地
平台依托数字孪生技术，构建供水系统的虚拟仿真模型。基于气象、水文、历史用水等多源数据，采用时间序列预测模型(如LSTM、Prophet)对未来用水需求与水源变化进行预报。在极端天气或突发事件下，系统可启动预演机制，模拟不同调度方案的影响，辅助决策者制定最优预案。
6.4. 智能调度与预案生成
结合供水系统的实时状态与预测结果，平台引入多目标优化算法，统筹考虑水量、能耗、设备寿命等因素，自动生成调度建议。同时，系统内置预案模板库，支持事件触发式智能匹配与动态调整，提升应急响应的科学性与时效性。
7. 平台功能模块设计
县域统管平台的基础功能模块涵盖一张图、业务管理、投诉管理及四预，部分地区可根据实际需求拓展模块(图1)。
(1) 一张图
一张图主要对涉及到的水源地、水厂、管网等信息分图层展示，不仅能够查看各元素的分布状态，而且通过接入水量、水位、水压、水质、电量等关键参数和主要设施设备运行工况数据，实现各元素运行状态的监控[7] (图2)。
(2) 业务管理
业务管理对涉及的水源地、水厂、管网等进行综合管理，通过业务管理可查看单个水源地、水厂等的详细信息，包含位置、规模等基础信息、监测数据、报警信息以及水质达标率等，提高监管单位的监管效率和运营单位的响应速度，从而保障农村饮用水安全(图3)。
Figure 1. Overall architecture diagram
图1. 总体架构图
Figure 2. Unified digital map interface
图2. 一张图截图
(3) 投诉管理
农村供水基础状况差，运营管理水平有限，投诉问题时有发生，加之问题投诉后，运营单位响应不及时，影响公众满意度。通过投诉管理模块，对农村供水所有投诉问题进行集中管理。当地主管部门可通过系统查看投诉问题类型、处置率及平均响应时间等关键数据，实现对运营单位的有效监管。从而保障农村供水投诉问题及时响应、快速解决，提高农村居民的服务满意度(图4)。
(4) 四预
2024年2月水利部水利水电司下发了《水利部办公厅关于开展县域农村饮水安全标准化建设工作的通知》，要求县域建立智慧供水信息管理平台，采用信息化监管手段实现农村供水工程监管，实现预报、预警、预演、预案等功能。所以县域统管平台开发过程中，必须考虑四预方面的内容。结合区域特点，实现旱情、极端天气等场景的预报、预警、预演与预案功能。系统基于模型推演与数据融合，支持动态调度与应急响应(图5)。
Figure 3. Operational management system interface
图3. 业务管理系统截图
Figure 4. Complaint management system interface
图4. 投诉管理系统截图
Figure 5. Four-precaution system interface
图5. 四预系统截图
8. 信息化平台预期效果
(1) 管理效能全面提质
通过标准化流程与量化考核，压实管护责任，农村供水所有设备设施监管到位，实现水质、水量达标，管理服务到户的目标。
(2) 服务质量显著提升
构建农村供水全流程线上服务体系，用户诉求响应零延迟，实现“线上提、线上办、线上评”，减少线下跑动，提升群众满意度。
(3) 监管数字化转型
实现供水工程运行状态实时监控、核心指标可视化分析，推动监管从“经验驱动”向“数据驱动”转变，提升监管精准度与效率。
9. 结语
县域统管平台是农村供水高质量发展的重要支撑。本文在梳理现有研究的基础上，重点阐述了数据融合、预警模型与“四预”机制在平台中的实际应用，明确了核心技术对管理效能的驱动作用。未来，随着人工智能与数字孪生技术的深入应用，农村供水管理将向更智能、更精准、更可持续的方向发展。