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海绵城市重点示范片区涉水基础设施

提升改造方案

一、项目背景

随着城市化进程加快，城市水文循环发生改变，雨水径流总量及峰值增加，给城市排水系统带来巨大压力，内涝频发、雨水资源浪费、水环境污染等问题突出。海绵城市理念旨在通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化，提升城市的水生态、水安全、水资源和水环境质量，促进城市可持续发展。海绵重点示范片区涉水基础设施提升改造项目是落实海绵城市理念的关键举措。

二、现状问题

1.排水系统不完善：部分排水管网老化、管径偏小，排水能力不足，遇到强降雨时易出现排水不畅，导致路面积水。一些老旧城区的合流制排水系统，雨污混流现象严重，既污染水环境，又增加污水处理厂负荷。

2.雨水调蓄能力弱：城市中缺乏足够的雨水调蓄设施，如雨水花园、下沉式绿地、调蓄池等，无法有效对雨水进行收集和调蓄，大量雨水直接进入排水管网，增加管网排水压力。

3.水质污染：初期雨水携带地面污染物直接进入水体，加上污水管网渗漏、雨污混接等问题，导致河道、湖泊等水体受到污染，水生态环境恶化。

4.监测手段落后：对涉水基础设施的运行状态缺乏有效的监测手段，难以实时掌握水位、流量、水质等数据，无法及时发现设施故障和隐患，不利于设施的维护和管理。

5.缺乏系统性规划：涉水基础设施建设缺乏系统性和协调性，各设施之间没有形成有机整体，无法充分发挥综合效益。

管道安装多普勒超声波流量计-案例

三、解决思路

1.完善排水系统：对老旧排水管网进行升级改造，增大管径，修复破损管网，提高排水能力；推进雨污分流改造，减少污水对水体的污染。

2.增强雨水调蓄能力：结合城市更新和新建项目，规划建设雨水花园、下沉式绿地、植草沟、调蓄池等雨水调蓄设施，提高雨水的吸纳、蓄渗和缓释能力。

3.加强水质净化：在雨水源头设置截污挂篮、植草沟等净化设施，去除雨水中的污染物；对入河雨水进行净化处理，防止污染水体。

4.构建智慧监测体系：安装在线雨量计、水位/液位计、流量计、水质监测仪等设备，实时监测涉水基础设施的运行状态和水质情况，利用大数据、云计算等技术对数据进行分析，实现智能化管理。

5.系统规划与协同建设：从城市整体层面进行系统性规划，加强涉水基础设施之间的协同配合，实现雨水的全过程控制和管理。

四、硬件感知体系

1.雨量监测设备：在示范片区内合理布局在线雨量计，实时获取降雨量和降雨强度数据，为雨水径流预测和排水系统调度提供依据。可选用翻斗式雨量计，精度高、稳定性好，能满足分钟级降雨数据监测需求。

2.水位/液位监测设备：在排水管网关键节点、排水分区排口、河道关键断面、调蓄池等位置安装水位/液位计，监测水位变化情况，及时掌握排水系统运行状态，预警内涝风险。如投入式液位计，可用于测量各种敞开容器或受压容器内的液位高度。

3.流量监测设备：在排水管网、河道、雨水泵站等关键位置安装流量计，监测流量数据，评估排水系统排水能力和雨水径流情况。多普勒超声波流量计具有接触测量、精度高等优点，适用于多种场景。

4.水质监测设备：在雨水源头、排水管网末端、河道入水口等位置安装在线水质监测仪，监测水中的悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、氨氮等指标，及时掌握水质变化，预警水质污染问题。多参数水质监测仪可同时监测多种水质参数，提高监测效率。

5.视频监控设备：在重要涉水设施、易积水路段等位置安装高清智能摄像头，实时监控设施运行状态和现场情况，便于及时发现异常情况并处理。具备夜视、变焦、移动侦测功能的摄像头，可满足不同环境下的监控需求。

五、产品选型

1.雨量计：推荐使用翻斗式雨量计，具备良好的抗干扰能力和长期稳定性，数据传输方式多样，可满足不同通信环境需求。

2.水位/液位计：武汉水测家SCJ-LD07雷达水位计，采用先进的传感器技术和雷达天线，测量精度高，可达±3mm，防护等级高，适应恶劣环境，可长期稳定运行。

3.流量计：武汉水测家科技SCJ-LL01多普勒超声波流量计，测量精度高，可达±1%，可适用于各种复杂水质和水流条件，具备多种通信接口，方便数据传输和集成。

4.水质监测仪：武汉水测家科技的多参数水质监测仪，可同时监测SS、COD、氨氮等多种参数，测量准确，响应速度快，维护简便，具备自动校准和清洗功能，可有效减少人工维护工作量。

5.视频监控设备：海康高清智能摄像头，具备4K超高清画质，智能分析功能强大，可实现对人员闯入、设备故障等异常情况的智能识别和预警，支持远程监控和操作，方便管理。

地下雨污管网安装雷达水位计-案例

六、应用场景

1.日常运行管理：通过硬件感知体系实时采集的数据，管理人员可随时掌握涉水基础设施的运行状态，如排水管网的水位和流量、调蓄池的蓄水情况、水质状况等。利用这些数据，合理调度排水泵站，及时清理排水管网，确保排水系统正常运行；根据水质监测数据，及时采取措施改善水环境。

2.降雨及内涝应对：在降雨过程中，实时雨量数据可帮助提前预判雨水径流情况，当监测到降雨量达到一定阈值时，启动应急预案。根据水位和流量数据，判断是否存在内涝风险，对于易积水路段，及时通过视频监控查看现场情况，采取交通管制、排水抢险等措施，保障市民出行安全。

3.设施维护与故障预警：通过对硬件设备采集的数据进行分析，可及时发现涉水基础设施的潜在故障和隐患。如通过监测排水管网流量和水位变化，判断是否存在管网堵塞或破损情况；根据水质监测数据的异常变化，排查是否存在雨污混接或污水泄漏问题。一旦发现问题，及时通知维护人员进行处理，避免设施故障扩大化。

4.海绵设施效果评估：通过对雨水花园、下沉式绿地、调蓄池等海绵设施的水量、水质监测数据进行分析，评估海绵设施对雨水的吸纳、蓄渗和净化效果，为进一步优化海绵设施布局和运行管理提供依据。例如，对比海绵设施前后的雨水径流量和水质变化，评估其对雨水径流控制和水质改善的贡献。

5.数据共享与协同管理：将硬件感知体系采集的数据接入城市智慧管理平台，实现与其他部门的数据共享和协同管理。与气象部门共享雨量数据，提高降雨预报的准确性；与应急管理部门共享内涝风险数据，协同开展应急抢险工作；与环保部门共享水质数据，共同推进水环境治理。