發達國家的人們開啟了自來水和安全的飲用水流，這是他們認為理所當然的巨大健康益處。 去年，當密歇根州弗林特市的兒童開始檢測鉛中毒陽性而來源被追溯到自來水時，這種自滿情緒嚴重受到干擾。 但弗林特不應該讓任何人感到意外; 事實上，水行業的專業人士多年來一直在警惕。 發達國家的大部分水利基礎設施都已建成 70到100多年前 並且即將結束其使用壽命。 美國水工協會說我們已進入“替代時代”，我們必須重建“前幾代遺留給我們的水和廢水系統。”大多數管道，取決於它們的材料和它們所處的環境， 60到95年的壽命。 處理廠的機械和電氣部件可以服用15至25年。 如果沒有及時升級，我們可能會看到水質惡化，更多的鉛或砷中毒事件以及細菌和病毒污染，以及越來越多的洩漏會破壞供水服務並導致昂貴的緊急維修。

在2013美國土木工程師協會 給了美國飲用水系統一個D級。 在美國各地，240,000水管爆裂一年，或大約每兩分鐘一個。 每年，超過32十億立方米（41十億立方碼）的處理水都會因世界各地的洩漏而流失 - 足夠的水可供近400萬人服務， 根據世界銀行。 儘管美國的飲用水總體上仍然非常安全，但細菌或病毒的污染通常會使人生病。 在2011-2012中，國家看到了 32飲用水相關疾病爆發，導致431病例和14死亡，根據其疾病控制和預防中心。

升級美國超過100萬英里（1百萬公里）的飲用水管道 - 以及其他水基礎設施 - 以及擴大系統以滿足不斷增長的人口需求預計將超過下一個月的1.6萬億美元據AWWA稱，1年。 雖然所需的財務投資令人難以置信，但推遲升級可能意味著漏水管道或過時的處理設施，服務中斷甚至更高的成本導致水質下降：防止洩漏比在發霉的建築物中修復水損害要便宜得多彎曲的道路。

為了進行有針對性的分類，新技術 - 傳感器，智能儀表和數據管理平台 - 正在幫助水資源管理者就如何分配寶貴資金和領先於問題做出明智的決策。

“我們宣傳資產管理。 不要只是替換 x 每年管道的百分比，“AWWA立法主管Tommy Holmes說。 “對您的系統進行分析，並選擇需要更換哪些2管道，而不是只關註一個地理區域。 你想首先在失敗的邊緣更換管道。“

科技阿森納

幫助制定這些戰略決策的是水錶，它們正在走向高科技。 城市開始在客戶的房屋和企業安裝智能電錶以測量用水量。 由於先進的儀表基礎設施（在業務中稱為AMI）可以將通過無線技術消耗的水的數據實時傳輸到中央辦公室，它可以“告訴你不僅僅是用水量”，智能副總監Ken Thompson說。水的解決方案 CH2M，一家位於科羅拉多州的全球工程公司，幫助市政當局規划水基礎設施升級，選擇技術並將設備集成到一個管理系統中。 Thompson說AMI儀表可以通過發現不尋常的使用模式發現客戶財產的洩漏。 他們還可以將街道下方的管道斷裂歸零，從而產生吸力並從居民家中抽水。 “如果你看到一個有回流問題的集群，那條街上可能會出現管道斷裂，”湯普森說。 使用該數據，管理人員可以計算休息的位置，並在損壞附近的房屋和道路之前及時修復。

傳感器是現代水基礎設施的另一個關鍵組成部分，用於檢測洩漏和污染。 水直接通過傳感器，傳感器設計用於測量水的特定化學特性。 傳感器包含在圓柱形外殼中，通常由金屬或塑料製成，8至12英寸長，可直接擰入管道。 氣缸還包含用於數據收集和通信的電子設備。 湯普森說，對於水管理系統，CH2M通常使用三種類型的傳感器。 飲用水俱有標準化學特徵，因此傳感器設計用於發現偏差，而不是測試單個污染物。 如果傳感器標記出異常，則提醒水管理者測試水以確定變化的原因以及它是否對公眾健康有害。

“有數十萬種化合物，”湯普森說。 “你看不到一切。”

Thompson說，CH2M的客戶通常使用的傳感器每個花費幾千美元。 他說，像德克薩斯州達拉斯市的大型公用事業公司可能會使用10到20傳感器，而服務於幾千人的非常小的公用事業“可能會逃脫一兩個人”。

在安大略省漢密爾頓的麥克馬斯特大學，研究人員正在研究一種不同的水傳感器技術方法 - 一種價格便宜得多的方法。 McMaster行業聯絡辦公室執行董事Gay Yuyitung表示，大學研究人員正致力於生產成本約為10的傳感器。

Researchers被小型化傳感器（約一個芝麻的尺寸），並使用低成本材料和製造方法實現這一戲劇性價格斜線。 “它的 比如使用噴墨打印機製造傳感器而不是高度專業化的製造，“Yuyitung說。 “他們正在減少組件，以便可以廉價地大規模生產。”

麥克馬斯特工程學教授Jamal Deen及其團隊，包括工程學院教授Raja Ghosh和Ravi Selvaganapathy，已經開發出來 化學傳感器，可以檢測氯和pH值 在飲用水中。 除了基本材料，它們可以應用不同的化學界面，因此傳感器可以測試各種污染問題。 在未來，傳感器的這種創新可能使這些技術更容易實現，特別是對於小型水務設施。 在美國，84.5社區供水系統的比例低於3,300人。

由於傳感器價格低廉且可以無線通信，因此它們還可用於幫助確保尚未連接到市政水處理系統的小型偏遠社區的安全飲用水，例如加拿大北部的原住民社區或印度的鄉村。 需要新的水基礎設施來滿足全球不斷增長的人口的需求，但即使在建成之前，社區也可以從衡量水質的技術中受益。 生活在水網之外的人們可能會使用這些傳感器來測試他們的湖泊，溪流或井，以確定是否，例如，天然存在的砷在他們的供水中飆升，或者奶牛是否最近在上游有浴室休息。

系統管理

軟件提供了另一種技術工具，用於優先升級市政供水基礎設施。 兩個大玩家 微軟的CityNext 和 IBM的智慧城市，分析來自智能儀表，傳感器和其他來源的數據，以查明新出現的洩漏和污染。

邁阿密 - 戴德縣的公園系統每年使用超過100萬加侖（X​​NUMX十億升）的水，正在使用IBM的平台來檢測用水量的不規律情況，並派遣公園管理人員檢查它們。 邁阿密 - 戴德縣公園，娛樂和開放空間部門負責人傑克·卡迪斯說：“我們幾乎要花幾個月的時間來尋找和應對所需的維修工作。” 該部門預計300將按年度1.14百萬美元的水費減少7的百分比。

CH2M還提供水公用事業系統管理平台，幫助運營商在解決問題的積極的，而不是被動湯普森說。 在2013，與美國環境保護署的資助，CH2M安裝監測和應對系統在費城，紐約，達拉斯和舊金山。 儘管這些系統是為了保護飲用水從犯規動作，各城市正在使用他們每日的水質管理湯普森說。 CH2M已經完成對美國數十家大型供水系統和成千上萬的世界各地的各種大小的系統，他說。

先前孤立的 - 水的流速，基礎設施條件，水質 - 數據平台，真正的力量可以在信息中的一個位置的各種流匯集。

IBM Smarter Water Management的銷售經理Michael Sullivan表示，此類系統可以更快地識別出Flint的鉛危害。 “弗林特的部分問題在於沒有真正的可見度，”他說。 “有一些信息，但直到更遠的地方，這個問題才真正出現。”

正如沙利文所說，“像傳感器一樣對待公民”在發展中國家特別受歡迎。IBM和CH2M等數據平台也可以包含其他重要信息，例如某個區域的管道材料和使用年限以及它們在當地環境中的預期壽命。 當客戶呼叫特定區域的洩漏或改變的水質超過基線閾值時，他們還可以近乎實時地標記問題。

依靠客戶的眼光並不新鮮。 1993 隱孢子蟲 在密爾沃基的爆發400,000生病人們最初被標記時稱為公共衛生官員一個當地的藥店，稱它無法跟上易蒙停在股票，湯普森說。

對於尚未配備智能儀表或傳感器的系統，人工反饋尤為重要。 正如沙利文所說，“像傳感器一樣對待公民”在發展中國家特別受歡迎。 在南非，人們測試了一個IBM贊助的應用程序 WaterWatchers 沙利文表示，這使他們能夠通過手機報告洩漏，污染或流阻礙等問題。

資金問題

雖然智能技術可以幫助水務公司做出更精明的決定，在哪里花費資金投入資金，可能總體上節省資金，但仍然存在這樣的問題：AWWA預測我們需要修復美國飲用水基礎設施，這需要達到1萬億美元在接下來的四分之一世紀。

在美國，聯邦，州和地方政府花了 水利基礎設施的109十億美元 根據國會預算辦公室的說法，2014（包括供水和污水處理設施以及飲用水處理和交付）。 其中只有三分之一 - 約十億美元 - 用於資本投資，如新管道或更新的飲用水處理設施。

這些美元主要來自當地水費，免稅市政債券和美國環保署的清潔水州循環基金， $ 863百萬美元的撥款 在2016會計年度的飲用水設施的州。 國會在2014創建了一個新的低息貸款計劃，但還沒有撥款。

這些資金池還不夠。 要達到1萬億美元的投資，美國每年平均需要花費400億美元。 用於資本投資的36億美元遠遠不夠。

最終，客戶可能不得不為水支付更多費用，因此公用事業公司又擁有更換老化基礎設施所需的資金。 據跨國專業服務公司稱，通過公私合作夥伴關係進行的私人投資可能是困難城市的一條道路 EY儘管存在兩個重大障礙。 企業通常會避開水務基礎設施投資，因為水資源部門受到嚴格監管，對變化保守，因為人們的健康受到威脅。 長期以來，人權活動家一直擔心讓參與供水的公司會導致窮人的價格過高，這是水對生命至關重要的難以為繼的情況。 然而，在白宮水資源峰會宣布超過22公司承諾提供數十億至100億美元私人資金以改善美國水資源基礎設施時，向供水私人投資的趨勢向前推進了3月150世界水日。

最終，客戶可能不得不這樣做 為水付出更多 因此公用事業又擁有更換老化基礎設施所需的資金。 根據AWWA的說法，大多數美國人每運送3.75加侖水的費用低於1,000。 AWWA的立法主任湯米霍姆斯說，大大低估了安全飲用水的價值。 “人們有這樣的想法，因為水是一種從天而降的天然物質，它不應該是昂貴的，”他說。 “但大自然母親不會收集水，治療它並通過管道輸送。 人們這樣做，他們需要得到報酬。“