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城市排水管網是 “城市生命線” 的關鍵一環,卻長期面臨管理難題 —— 水務專家調研發現,傳統模式依賴人工巡檢,難以實時捕捉管網內水位、流速動態,極端天氣下內澇預警滯后、污水偷排難發現等問題頻發,既影響居民生活,也制約城市生態治理。為此,智慧排水監測系統依托 “實時感知 + 智能分析” 技術,成為破解管網管理困境、推動水務數字化轉型的核心方案。
一、系統核心架構與關鍵設備
1.1 感知層:數據采集的 “前端觸角”
感知層是系統的數據源頭,主要包含兩類核心設備:
雷達水位監測模塊:采用非接觸式測量,發射 8° 窄波束角電磁波規避井壁干擾,測量范圍 0-7 米、精度 ±3 毫米,支持 - 35℃至 80℃溫差環境,無需接觸水體即可穩定監測,避免污染與機械磨損。
超聲波流量監測模塊:接觸式設計,同步監測 0.02-5m/s 流速與 0-10 米水深,流量計算精度 ±2%-3%,可識別水流方向,適配雨污合流、支管匯入等復雜場景。
1.2 傳輸與供電單元:數據與能源保障
傳輸層:構建多通道網絡,支持 3G/4G、衛星、433MHz 無線通信,具備 “一包多投” 功能,可同步向多管理中心傳數據,信號中斷時本地緩存暫存,恢復后自動補傳。
供電與存儲:鋰電池系統支持 6-24V 寬電壓,平均功耗<30mW,單次充電滿足 6-12 個月無人值守;集成最大 256GB 擴展存儲,歷史數據永久保存、掉電不丟失。
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二、核心功能與應用邏輯
2.1 數據采集與動態預警
監測設備可按需設定采集頻率,默認每 5 分鐘采集流速、水位、流量數據;當數值超預警閾值(如水位接近滿管),設備自動提升采集頻率至 1 分鐘 / 次,并觸發報警,為防汛、防溢流爭取響應時間。
2.2 平臺管理與跨部門共享
管理平臺支持遠程操作:運維人員可遠程配置設備參數、升級程序、重啟設備,減少現場維護成本;同時設計數據遷移接口,可將監測數據同步至河道管理、泵站監控等系統,實現跨部門協同。此外,平臺支持 USB 或 WiFi 導出歷史數據,為養護計劃制定提供依據。
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三、工程布設要點與實踐價值
3.1 科學布設原則
站點選址:主管、調蓄構筑物出口設流量 - 水位一體化監測點;居民區、商業區以水位監測為主;污水廠匯流前分支節點強化流量監測。
安裝禁忌:避開管道匯流處、跌水、彎道(易生回流影響精度),若近拐點安裝,需距拐點≥10 倍管道直徑;采用不銹鋼模塊化支架,便于拆卸維護。
3.2 實踐成效
某城引入系統后,汛期內澇預警響應時間縮短至 40 分鐘,內澇影響范圍縮小 60%;旱季污水處理廠依實時數據調參數,單位水處理能耗降低 15%;長期數據積累還助力管網數字化建模,實現 “精準清淤”,避免盲目作業浪費。
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四、系統的民生意義與發展方向
智慧排水監測系統不僅讓管網管理從 “被動修” 轉向 “主動防”,更直接服務民生:暴雨時可向社區推積水預警、聯動調整公交路線,減少居民出行風險。未來結合 5G 與 AI 技術,系統還將實現管道故障預測、數字孿生模擬改造效果,進一步降低運維成本,為城市構建 “安全、綠色” 的排水體系提供支撐。
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