R.E.News future Technology-Optimising Urban Drainage Systems for Sustainable Water Management

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Optimiser les réseaux urbains d’assainissement pour une gestion durable de l’eau

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Dans les grandes métropoles, les systèmes de drainage urbain sont devenus les gardiens silencieux de la sécurité hydrique. Mais face à des pluies plus intenses, à une urbanisation rapide et à des infrastructures vieillissantes, ces réseaux atteignent leurs limites : inondations, débordements d’égouts et tensions sur les stations d’épuration se multiplient. Partout, les villes cherchent une manière plus intelligente d’orchestrer pompes, capteurs et canalisations.

C’est dans ce contexte qu’une équipe de l’Université Tsinghua a proposé une avancée majeure. Leur étude, publiée dans Frontiers of Environmental Science & Engineering, présente une méthode d’optimisation multiobjectifs capable d’orchestrer, sur le long terme, l’ensemble des installations d’un réseau urbain. En combinant modèle dynamique et algorithme de particle swarm, les chercheurs ont mis au point un outil qui rapproche enfin théorie et contraintes du terrain.

Pour tester leur approche, ils se sont tournés vers le district de Yuhang à Hangzhou, en pleine expansion. Pendant six mois de pluies variées, leur modèle a coordonné pipelines, stations de pompage et puits de dérivation intelligents — ces nouveaux dispositifs capables d’ajuster les flux en temps réel. Le but : réduire les débordements et la pollution sans construire un seul mètre de canalisation supplémentaire.

Les résultats sont frappants :

–48 % de débordements lors de pluies modérées, –34 % lors de fortes pluies ;

–72 à –78 % de pollution rejetée dans le milieu naturel ;

+14 % d’efficacité des stations de pompage.

L’étude identifie aussi plusieurs “nœuds critiques”, véritables leviers pour des modernisations ciblées. Une feuille de route précieuse pour les villes cherchant à optimiser sans reconstruire.

Cette recherche s’inscrit dans une vague mondiale : capteurs IoT, jumeaux numériques, prévisions par IA… Les réseaux d’assainissement deviennent intelligents, et l’optimisation coordonnée devient un pilier de la résilience urbaine. Dans les zones densément urbanisées — où l’espace manque et où les risques climatiques augmentent — cette approche offre une alternative abordable à l’expansion infrastructurelle.

En conclusion, l’équipe de Tsinghua ouvre un nouveau chapitre pour les villes du futur : des systèmes de drainage plus cohérents, plus propres et plus réactifs, capables d’absorber les chocs climatiques tout en protégeant les habitants et les écosystèmes.
NJC.© Info  Frontiers of Environmental Science & Engineering

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 01/12/25-English

Optimizing Urban Sewerage Networks for Sustainable Water Management

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In major cities, urban drainage systems have become the silent guardians of water security. But faced with more intense rainfall, rapid urbanization, and aging infrastructure, these networks are reaching their limits: flooding, sewer overflows, and strain on wastewater treatment plants are increasing. Cities everywhere are searching for a smarter way to orchestrate pumps, sensors, and pipes.

It is in this context that a team from Tsinghua University has proposed a major breakthrough. Their study, published in Frontiers of Environmental Science & Engineering, presents a multi-objective optimization method capable of orchestrating, over the long term, all the installations of an urban network. By combining a dynamic model and a particle swarm algorithm, the researchers have developed a tool that finally bridges the gap between theory and real-world constraints.

To test their approach, they turned to the rapidly expanding Yuhang district in Hangzhou. Over six months of varying rainfall, their model coordinated pipelines, pumping stations, and smart diversion wells—new devices capable of adjusting flows in real time. The goal: to reduce overflows and pollution without building a single meter of additional piping.

The results are striking:

-48% overflows during moderate rainfall, -34% during heavy rainfall;

-72% to -78% pollution discharged into the environment;

+14% efficiency of pumping stations.

The study also identifies several “critical nodes,” key opportunities for targeted modernization. A valuable roadmap for cities seeking to optimize without rebuilding.

This research is part of a global trend: IoT sensors, digital twins, AI-powered forecasting… Wastewater networks are becoming intelligent, and coordinated optimization is becoming a cornerstone of urban resilience. In densely urbanized areas—where space is limited and climate risks are increasing—this approach offers an affordable alternative to infrastructure expansion.

In conclusion, the Tsinghua team is opening a new chapter for the cities of the future: more coherent, cleaner, and more responsive drainage systems capable of absorbing climate shocks while protecting residents and ecosystems.

NJC.© Info Frontiers of Environmental Science & Engineering

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 01/12/25-NL

Optimalisatie van stedelijke rioleringsnetwerken voor duurzaam waterbeheer

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In grote steden zijn stedelijke rioleringssystemen de stille bewakers van de waterveiligheid geworden. Maar door de toenemende regenval, snelle verstedelijking en verouderde infrastructuur lopen deze netwerken tegen hun grenzen aan: overstromingen, riooloverstorten en de druk op rioolwaterzuiveringsinstallaties neemt toe. Steden overal ter wereld zoeken naar een slimmere manier om pompen, sensoren en leidingen te orkestreren.

In deze context heeft een team van de Tsinghua Universiteit een belangrijke doorbraak voorgesteld. Hun studie, gepubliceerd in Frontiers of Environmental Science & Engineering, presenteert een multi-objectieve optimalisatiemethode die op lange termijn alle installaties van een stedelijk netwerk kan orkestreren. Door een dynamisch model en een deeltjeszwermalgoritme te combineren, hebben de onderzoekers een tool ontwikkeld die eindelijk de kloof tussen theorie en praktijk overbrugt.

Om hun aanpak te testen, wendden ze zich tot het snelgroeiende Yuhang-district in Hangzhou. Gedurende zes maanden met wisselende regenval coördineerde hun model pijpleidingen, pompstations en slimme omleidingsputten – nieuwe apparaten die debieten in realtime kunnen aanpassen. Het doel: overstromingen en vervuiling verminderen zonder ook maar één meter extra leidingwerk aan te leggen.

De resultaten zijn opvallend:

-48% overstromingen tijdens matige regenval, -34% tijdens hevige regenval;

-72% tot -78% vervuiling die in het milieu terechtkomt;

+14% efficiëntie van pompstations.

De studie identificeert ook verschillende "kritieke knooppunten", belangrijke kansen voor gerichte modernisering. Een waardevolle routekaart voor steden die willen optimaliseren zonder te herbouwen.

Dit onderzoek maakt deel uit van een wereldwijde trend: IoT-sensoren, digitale tweelingen, AI-gestuurde prognoses… Afvalwaternetwerken worden intelligenter en gecoördineerde optimalisatie wordt een hoeksteen van stedelijke veerkracht. In dichtbevolkte verstedelijkte gebieden – waar de ruimte beperkt is en klimaatrisico's toenemen – biedt deze aanpak een betaalbaar alternatief voor infrastructuuruitbreiding.

Kortom, het Tsinghua-team opent een nieuw hoofdstuk voor de steden van de toekomst: coherentere, schonere en responsievere afwateringssystemen die klimaatschokken kunnen absorberen en tegelijkertijd bewoners en ecosystemen beschermen.

NJC.© Info Frontiers of Environmental Science & Engineering

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