每天打开水龙头，清水流出，似乎再平常不过。但在上海这样一座超大城市，一杯水从江河湖库抵达千家万户，并不是一段简单的“输送旅程”：它要应对水源中广泛存在的各类污染物、水库藻类繁生带来的嗅味等水质风险，要面对长江入海口的咸潮入侵考验，，要经过水厂工艺、超长管网和终端用水的层层检验。看似普通的一杯清水，背后是一整套城市生命线工程的精密运行，也是一场持续十余年的科技攻关。
近日，同济大学徐斌教授团队联合上海城投水务（集团）有限公司、上海市供水调度监测中心等单位完成的《超大城市安全供水风险阻控与韧性提升关键技术及应用》获2025年度上海市科技进步一等奖。
一杯水的“长征路”，
穿过江海湖网的重重考验
上海的供水安全，首先难在“水从哪里来”。
徐斌在采访中说，上海位于长江末端，也是太湖流域下游，水源具有鲜明的地域特征：一头连着长江入海口，一头承接上游水系来水。外源污染输入、咸潮入侵、水库藻类繁生，都可能成为影响水质安全的变量。进入城市系统后，管网长期运行带来的结垢、微生物繁生、消毒副产物控制，以及突发天气、航运活动等，又让风险叠加得更加复杂。
也正因此，团队的技术攻关不是从某一个水厂、某一段管道开始，而是从整座城市供水系统的风险识别开始。徐斌将其概括为：先要知道风险在哪里，才能谈得上预警和处置。
青草沙水库的咸潮入侵，就是一道典型考题。咸潮并非瞬间抵达，氯化物在库区中会经历扩散、累积和迁移。团队建立氯化物时空分布前置预警技术，结合水力扩散模型、数理模型和机器学习方法，预测出水口氯化物浓度变化，判断还能安全取多少水、取到什么时候、何时需要调整调度策略。
这套“预警雷达”把咸潮预警时间由过去约2天提升到7天以上。对超大城市而言，多出来的不只是几天时间，更是城市运行的主动权。
如今，物联网已深度融入工业制造、应急管理、智慧交通等领域。然而，随着接入设备数量不断激增、应用场景越来越复杂，传统物联网传输逐渐暴露出诸多短板。
在工业车间、石油作业区等复杂环境，大量设备产生的电磁信号干扰，会让无线数据传输出现丢包、卡顿。就好比收音机收听广播，却被杂音干扰一样，物联网终端无法顺畅进行无线数据传输，导致设备无法正常工作。
与此同时，不同厂家的设备、5G、Wi-Fi、工业专用网等使用不同类型的网络协议，就像不同国家的人说不同的语言，无法直接沟通，需要烦琐的“翻译”才能实现数据互通。随着场景迭代，传统工厂要接入新的智能设备，往往需要重新搭建传输链路，耗时又耗力。
这些问题不仅困扰着国内企业，也是全球物联网领域共同面对的技术挑战。如何实现复杂环境下的高效抗干扰传输、打破不同网络的“协议壁垒”、提升资源调度效率，成为推动物联网高质量发展的关键。
让风险无处遁形，
全流程织密供水安全防线
提前预警之后，更难的是把风险精准识别出来、控制下去。
水中的一些嗅味物质和重金属，浓度低至纳克每升级别，却可能明显影响人的感官体验，甚至成为水质安全判断的重要线索。过去，相关在线监测装备长期依赖进口，一台设备动辄几十万元甚至上百万元，价格高、维护难，也制约了大范围应用。
围绕上海水源中特征污染物的监测需求，团队联合上海城投原水有限公司、杭州谱育科技发展有限公司等单位，研制出致嗅物质和重金属在线监测装备，打破国外垄断。徐斌介绍，要在十亿分之一克每升的浓度水平上捕捉风险，背后需要浓缩富集、快速分析、在线感知等一整套技术支撑。装备国产化后，城市供水风险监测有了更灵敏、更可及的“眼睛”。
识别风险之外，还要形成层层拦截。针对藻类及其衍生嗅味问题，团队在水源地、原水输配、水厂工艺和管网端构建多级屏障：在水源地通过水位差和流态调控抑制藻类；在原水输配中强化过程控制；在水厂端通过预氧化、强化混凝、臭氧生物活性炭、加氯消毒等组合工艺逐级削减风险。相关技术实现了对133项风险物质的阻控，氯胺消毒方式的精准控制也使居民氯嗅味投诉显著下降。
在更宏观的城市调度层面，团队还研发了大口径超长管线高精度水力与泵管阀耦合联动的智能调度决策模型。面对水源切换、极端工况和“水锤”等原水管道冲击风险，系统能够秒级预演水力变化，识别运行卡点，通过梯级切换实现平稳调度。供水系统由此从“事后应对”迈向“预警、识别、阻控、调度”一体化。
让更多人喝上好水，
上海方案惠及千家万户
科技成果的价值，最终要接受城市运行和百姓生活的检验。
这些年，随着科研、工程和管理持续投入，上海饮用水品质稳步提升。曾经公众对自来水口感、气味的敏感体验，正在被更稳定、更优质的供水服务所替代。徐斌说，老百姓最直接的感受，就是水质更好了，喝水更放心了。看似朴素的一句话，背后是从源头到龙头每一个细节的专业把控。
在突发风险面前，这套能力尤为关键。依托青草沙、金泽等水源互联互通，以及水厂联动、管网调控、在线管控平台，上海供水系统实现风险可看、可评、可控。相关成果使青草沙水库应急承载能力从68天提升到100天以上，整个供水系统应对各类水质风险能力显著提升。
如今，这套从上海超大城市供水实践中形成的“上海方案”，正走向更广阔的应用场景。通过上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司等单位的设计、咨询、建设和运维，相关技术已推广至武汉、香港等地，服务人口约3200万；国产在线监测装备应用于全国20余个省市供水系统，相关成果还写入15部地方和团体标准，成为行业可借鉴、可复制的技术路径。
成果能够走出实验室，离不开上海完整的创新生态。同济大学提供学科、平台和人才支撑，城投水务等单位提供真实应用场景和工程需求，供水调度监测中心熟悉城市运行规律，设计院推动技术工程化和标准化。产学研用在同一张城市供水网络上协同发力，才让科研论文最终进入水源地、水厂、管网和千家万户。
徐斌教授常说：“供水不是冷冰冰的管道和水厂，它是城市的血液，是老百姓最基础的安全感。”为了这份安全感，他常带学生在深夜管道改造窗口期到现场取样、验证模型。他说，科学研究不是一蹴而就的，必须下足功夫。守护每一杯清水的安全，靠的是技术的精密，也靠的是科研人员把成果写在城市现场的长期坚守。
2025科技奖励成果展示
项目名称：超大城市安全供水风险阻控与韧性提升关键技术及应用
完成单位：同济大学 等
完 成 人：徐斌 等
奖励等级：科技进步奖一等奖
编者按：2025年度上海市科学技术奖榜单日前正式揭晓，206项（人）成果与个人脱颖而出。这不仅是一份镌刻着智慧与勇气的荣誉册，更是上海这座科创之城加快建设国际科技创新中心的铿锵足音。
过去一年，上海科技界在强化原始创新中“寻路”，在激励企业创新中“强体”，在深化区域合作中“聚力”，在加速成果转化中“赋能”。获奖名单如同一面棱镜，折射出上海科技创新从“点的突破”向“系统能力”跃升的壮阔图景。本专栏集合全市媒体报道视角，记录上海科技工作者的奋斗故事，与公众共享上海推进国际科技创新中心建设中的丰硕成果。