水测家城市排水管网监测项目方案

一、项目背景

武汉水测家污水管网水质监测系统

城市排水管网是保障城市正常运行的 “地下生命线”，承担着雨水排放、污水收集与输送的核心功能。随着城市化进程加速，城市建成区面积持续扩大，硬地覆盖率提升导致降雨径流量激增，加之老旧管网改造滞后、混接错接现象普遍，城市排水管网面临 “内涝频发、污水溢流、管网堵塞” 三大痛点。据统计，我国超 60% 的城市存在不同程度的内涝问题，每年因内涝造成的经济损失超百亿元；同时，降雨期间大量污水溢流至自然水体，导致河道水质恶化，破坏水生态平衡。

为落实《“十四五” 城市排水防涝体系建设行动计划》《城镇污水排入排水管网许可管理办法》等政策要求，构建 “智慧排水” 体系，实现排水管网的精准管控与高效运维，开展城市排水管网监测项目势在必行。本项目依托武汉水测家科技的城市排水管网监测设备，针对城市排水管网的复杂工况，构建 “全节点感知、全数据互联、全流程管控” 的监测体系，为管网调度优化、内涝预警、污染防控提供数据支撑，助力城市排水管理从 “被动应对” 向 “主动预判” 转型。

武汉水测家科技作为一家专注于水务水利、气象环保及物联网等领域监测设备的研发生产商，公司通过了质量管理体系认证，自主研发的产品有多普勒超声波流量计、便携式多普勒超声波流量计、雷达流速仪、雷达水位计、雷达流量计、多参数水质传感器、遥测终端机、自动雷达波测流系统和阵列式雷达波测流系统等设备，公司积极参加智慧水务、排水监测系统等项目建设。

二、现状问题

监测覆盖不足，关键节点数据缺失：城市排水管网多埋于地下，仅在泵站、污水处理厂进出口等少数节点设置监测设备，约 75% 的干管、支管及溢流口处于监测空白状态，无法实时掌握管网流量、水位变化，内涝发生时难以快速定位积水点与堵塞段。

设备适配性差，运行稳定性低：管网内环境恶劣，存在 “高湿度、高腐蚀、高泥沙、空间狭窄” 等问题，传统监测设备防护等级不足，易受污水腐蚀、泥沙堵塞导致故障，年故障率超 40%；部分设备采用有线连接，布线困难且易因管道沉降、水流冲击导致线路断裂，数据传输中断频发。

数据碎片化，调度决策缺乏支撑：不同部门（市政、环保、应急）的监测数据分散存储，格式不统一、标准不一致，形成 “数据孤岛”；缺乏对流量、水位、水质等多维度数据的联动分析，管网调度依赖人工经验，难以根据实时工况动态调整泵站运行、闸门开度，导致内涝应对滞后、污水溢流管控不力。

运维难度大，成本居高不下：管网监测设备安装于检查井、地下管廊等密闭空间，传统设备需人工下井安装、维护，不仅效率低，还存在安全风险；部分设备校准周期短，频繁维护导致运维成本大幅增加。

应急响应薄弱，处置效率低下：内涝或污水溢流发生时，无法快速获取事发区域管网实时数据，应急抢险人员难以判断积水来源、堵塞位置及污染扩散范围，导致处置方案缺乏针对性，积水消退慢、污染影响范围扩大。

武汉水测家污水管网流量监测系统

三、解决思路

科学布设监测节点，实现全流程感知：结合城市管网拓扑结构、内涝易发区、污水溢流风险点、老旧管网段，在干管交汇口、支管接入处、低洼路段检查井、溢流口、泵站进出口等关键节点，科学布设流量、水位、水质监测设备，构建 “点 - 线 - 面” 结合的监测网络，实现管网运行状态全覆盖。

选用高适配性设备，保障稳定运行：优先选择武汉水测家科技具备高防护等级（IP68）、抗腐蚀、低功耗、无线传输的监测设备，适配管网复杂工况；设备采用模块化设计，支持快速安装与维护，降低现场操作难度。

构建统一数据平台，强化联动调度：搭建城市排水管网监测云平台，统一数据格式与接口标准，整合流量、水位、水质等监测数据，运用大数据分析技术构建管网水力模型，实现内涝风险预警、堵塞预判、溢流管控的智能决策；打通与市政、环保、应急部门的数据接口，形成协同调度机制。

优化运维模式，降低综合成本：采用 “远程运维 + 智能预警” 模式，通过平台实时监控设备运行状态，对故障设备自动预警并定位，减少人工巡检频次；选用免维护、长校准周期的设备，延长维护间隔，降低运维成本；建立设备全生命周期管理体系，提升设备使用效率。

完善应急响应机制，提升处置效能：基于监测数据制定分级应急响应预案，内涝或污染超标时，自动推送预警信息至相关部门与抢险队伍；配备便携式应急监测设备，用于现场快速数据采集，辅助制定精准处置方案，缩短响应与处置时间。

四、硬件感知体系

流量监测设备：在管网干管、泵站进出口等大流量节点，布设武汉水测家科技的多普勒超声波流量计实现管网流量的精准监测。

水位与积水监测设备：在检查井、低洼路段管网内，安装雷达水位计，实时监测管内水位；在路面易积水点，布设积水传感器，动态掌握积水深度，为内涝预警提供数据。

水质监测设备：在污水溢流口、管网交汇口、泵站出水口等关键节点，部署多参数水质传感器，监测 COD、氨氮、浊度、溶解氧等指标，及时发现污水混流、污染溢流问题。

数据采集与传输设备：采用遥测终端机（RTU）作为数据采集核心，支持多传感器接入，通过 4G/5G、LoRa 无线通信方式将数据实时上传至平台。

武汉水测家遥测终端机作为核心中枢可接入多种传感器多个平台-拓扑图

应急监测设备：配备便携式多普勒超声波流量计、手持式水质检测仪，用于应急抢险时现场快速测流、测水质，辅助应急决策。

五、产品选型

多普勒超声波流量计：选用武汉水测家科技多普勒超声波流量计，适配城市排水管网干管、泵站进出口等流量场景，抗污水腐蚀能力强，防护等级达 IP68，可长期浸泡在水中运行；支持 RS485输出及 Modbus 协议，能无缝接入遥测终端机，实时传输流量、流速数据，为管网调度优化提供关键依据。

雷达水位计：在检查井、低洼路段管网内，选用武汉水测家科技SCJ-LD07雷达水位计，测量范围 0-12m，精度 ±3mm，分辨率 0.001m。采用高频雷达波技术，非接触式测量，不受管网内污水腐蚀、泥沙沉积影响；雷达波穿透力强，可穿透水汽、粉尘，在地下管网密闭环境中仍能精准测量水位；支持RS485通信，安装时仅需通过支架固定在检查井壁；防护等级 IP68，可承受长期浸泡，适应管网高湿度、高腐蚀环境，为内涝预警提供精准水位数据。

现场安装调试流量监测站

多参数水质传感器：选用武汉水测家科技多参数水质传感器，部署于污水溢流口、管网交汇口等节点，可同时测量 COD（0-1000mg/L，精度 ±5%）、氨氮（0-50mg/L，精度 ±0.1mg/L）、浊度（0-1000NTU，精度 ±2%）、溶解氧（0-20mg/L，精度 ±0.1mg/L）等关键指标。采用沉入式安装，防护等级 IP68，可长期浸泡在污水中运行；内置自动清洗刷，定时自动清洁电极，减少污染物附着对测量精度的影响；支持 RS485 接口与 Modbus 协议，通过遥测终端机将数据实时上传至平台，当 COD、氨氮等指标超标时，自动触发污染预警，助力污染溯源与防控。

遥测终端机（RTU）：选用武汉水测家科技IP68系列遥测终端机，作为数据采集与传输的核心设备，支持多路传感器接入，可同时采集流量、水位、水质等多维度数据。内置大容量存储芯片，可缓存 3 个月数据，通信中断时数据不丢失，恢复后自动断点续传；支持 4G通信，具备远程配置功能，可通过平台远程调整采样频率（1-240 分钟 / 次）、预警阈值，无需现场操作；防护等级 IP68，适应地下管网潮湿、多尘环境，保障数据稳定采集与传输。

六、场景应用

内涝预警与处置：在城市低洼路段管网、易积水区域检查井安装雷达水位计与多普勒超声波流量计，实时监测管内水位、流量变化。当监测到水位 1 小时内上涨 0.5m 且流量超过管网承载上限（如 DN500 管网流量超 500m³/h）时，平台自动发出内涝预警，推送信息至市政部门与应急抢险队伍。抢险人员携带便携式流量计赶赴现场，测量周边管网流量，判断积水汇入路径，通过平台远程控制泵站加大抽排力度、开启分流闸门，使积水消退时间缩短 40%，减少市民出行影响与财产损失。

管网堵塞预警与运维：在老旧管网段、支管接入干管处安装多普勒超声波流量计与雷达水位计，通过流量与水位的联动分析，判断管网堵塞情况。当某路段管网流量骤降 30% 且水位同步上涨时，平台自动判定为疑似堵塞，推送预警信息至运维团队。运维人员根据平台定位的堵塞路段，携带检测设备精准排查，发现堵塞点后及时清淤，避免管网溢流。某城市部署该系统后，管网堵塞处置响应时间从 24 小时缩短至 4 小时，堵塞导致的污水溢流事件减少 65%。

污水溢流防控与污染溯源：在管网溢流口、混流节点安装多参数水质传感器与多普勒超声波流量计，实时监测 COD、氨氮浓度与溢流量。当监测到 COD 超 100mg/L 且溢流量超 10m³/h 时，系统触发污染预警，平台结合管网拓扑图与周边污染源分布，快速追溯污染源头（如某小区生活污水混接、工业企业偷排）。环保部门联合市政部门快速排查，3 小时内完成混接管道整改或责令企业停产整顿，减少污水溢流对河道水体的污染。某城市实施后，溢流口下游河道 COD 浓度均值下降 28%，水质明显改善。

通过本项目实施，可实现城市排水管网监测覆盖率从 25% 提升至 85%，内涝预警提前量从 30 分钟延长至 2-3 小时，管网堵塞处置响应时间缩短 60%，污水溢流事件发生率降低 65%；构建起 “实时监测 - 智能预警 - 精准调度 - 高效处置” 的智慧排水管理体系，显著提升城市排水管网的运行效率与应急处置能力，减少内涝与污水污染带来的损失，为市民营造安全、宜居的城市环境，助力城市生态文明建设与高质量发展。