城市积水内涝监测预警项目实施方案

一、项目背景

随着全球气候变化加剧与城市化进程提速，极端降雨事件频发，城市 “热岛效应”“硬地效应” 导致降雨径流量大幅增加，而部分城市排水管网建设滞后、排水标准偏低，城市积水内涝问题日益严峻。据《中国城市内涝发展报告》显示，我国年均有超 180 座城市遭遇内涝，单次内涝造成的交通瘫痪、财产损失、人员伤亡事件时有发生 ——2024 年夏季，某东部沿海城市因短时强降雨导致主城区 23 处路段积水超 50cm，12 条公交线路停运，直接经济损失超 2 亿元；同时，内涝积水还会浸泡地下管网、电力设施，引发次生安全隐患，严重影响城市正常运行与市民生活质量。

为落实《“十四五” 国家城市防洪排涝规划》中 “构建智慧化内涝监测预警体系” 的要求，破解城市积水内涝 “发现晚、预警慢、处置难” 的痛点，开展城市积水内涝监测预警项目至关重要。本项目依托武汉水测家科技的高精度、高稳定性监测设备，构建 “点面结合、天地一体” 的积水内涝监测网络，实现积水实时感知、风险智能预警、处置高效联动，助力城市从 “被动排涝” 向 “主动预警” 转型，提升城市防洪排涝综合能力。

二、现状问题

积水监测滞后，预警时间不足：当前城市积水监测多依赖人工巡查、市民上报，缺乏自动化监测设备，约 70% 的易涝路段、下穿通道、低洼区域无实时积水监测手段。强降雨时，人工巡查难以覆盖所有区域，积水发现滞后，预警时间普遍不足 30 分钟，市民与应急队伍缺乏充足准备时间。

监测精度低，数据可靠性差：部分已安装的积水监测设备（如简易红外传感器）受环境干扰大（雨天强光、积水杂物遮挡），测量误差超 10cm，无法准确反映积水深度；且仅监测积水深度，缺乏积水上涨速度、范围等关键数据，难以判断内涝风险等级。

数据联动弱，预警响应脱节：积水监测数据与气象数据、排水管网数据分散存储，未形成 “降雨 - 积水 - 管网” 联动分析机制；预警信息多通过单一渠道发布（如短信），覆盖范围有限，且未与交通、应急、社区等部门形成响应闭环，导致 “预警发得出、处置跟不上”。

设备适配性差，恶劣环境难稳定运行：城市易涝区域多为露天环境，降雨时伴随强风、雷电、积水浸泡，传统监测设备防护等级低（多为 IP65）、抗干扰能力弱，易出现短路、死机，年故障率比较高；部分设备依赖市电供电，暴雨导致停电时设备停运，无法持续监测。

应急处置盲目，资源调配低效：内涝发生时，缺乏积水分布、深度、上涨趋势等精准数据，应急抢险队伍难以判断重点处置区域，导致抽水设备、救援车辆调配混乱，积水消退时间延长。

三、解决思路

科学布设监测点位，实现全区域感知：结合城市易涝点台账（下穿通道、低洼路段、地铁口、立交桥下）、降雨汇流路径、人口密集区域，在重点易涝点布设 “积水深度 + 积水速度 + 视频监控” 一体化监测设备，在次重点区域布设简易积水传感器，构建 “重点覆盖、全域感知” 的监测网络，确保易涝点监测覆盖率达 100%。

选用高适配设备，保障稳定监测：优先选择武汉水测家科技具备高防护等级（IP68）、抗干扰、低功耗、多供电模式的监测设备，适配暴雨、雷电、积水浸泡等恶劣环境；设备支持无线通信，避免布线受积水损坏，确保数据持续传输。

构建联动预警平台，强化智能决策：搭建城市积水内涝监测预警云平台，整合积水监测数据、气象预报数据（降雨量、降雨时长）、排水管网运行数据（流量、水位），运用 AI 算法构建 “降雨 - 积水” 预测模型，实现内涝风险等级自动判定（蓝色、黄色、橙色、红色）；打通预警信息发布渠道（短信、APP、交通大屏、社区广播），联动交通、应急、社区形成 “预警 - 响应 - 处置” 闭环。

优化供电与运维，降低综合成本：采用 “太阳能 + 锂电池 + 市电互补” 供电模式（根据现场情况布设不同的供电方式），确保停电时设备正常运行；设备具备远程校准、故障自诊断功能，减少人工现场运维频次；建立设备全生命周期管理台账，通过平台实时监控设备运行状态，故障时自动定位并推送维修工单，提升运维效率。

完善应急处置机制，提升响应效能：基于监测数据制定分级应急处置预案，明确不同风险等级下的抢险队伍、设备调配方案；平台实时显示积水分布热力图，为抢险队伍提供精准导航，确保抽水设备、救援车辆快速部署至重点区域。

四、硬件感知体系

积水深度与速度监测设备：在重点易涝点（下穿通道、低洼路段）布设武汉水测家科技的雷达积水监测仪，同时监测积水深度与上涨速度；在立交桥下、地铁口布设雷达积水监测仪，适应复杂地形与强干扰环境。

视频监控设备：在重点易涝点配套武汉水测家科技的高清夜视摄像头，实时查看积水现场情况（如车辆滞留、人员被困），辅助判断内涝严重程度。

数据采集与传输设备：采用武汉水测家科技的遥测终端机（RTU）作为数据采集核心，接入积水监测仪、雷达水位计、摄像头数据，通过 4G/5G无线通信上传至平台。

五、产品选型

雷达积水监测仪：在立交桥下、地铁口等强干扰（车辆遮挡、强光反射）区域，选用武汉水测家科技SCJ-LD07雷达积水监测仪。该设备采用高频雷达技术，非接触式测量，不受积水杂物、强光、车辆遮挡影响，测量范围 0-10m，精度 ±3mm，分辨率 1mm，比超声波设备抗干扰能力更强；防护等级 IP68，可承受强风、暴雨、雷电冲击，在台风暴雨天气下仍能稳定工作；支持 RS48接口，可灵活接入不同通信网络，确保复杂地形区域的积水监测不中断。

遥测终端机（RTU）：选用武汉水测家科技 SCJ-RTU01遥测终端机，作为数据采集与传输核心。该设备支持多路传感器接入，可同时采集积水深度、上涨速度、视频数据，兼容超声波、雷达、电极式等不同类型的积水监测设备；内置大容量存储芯片，可缓存 3 个月数据，通信中断时自动存储，恢复后断点续传；支持 4G/5G、LoRa 双模通信，在地下通道等无公网信号区域，自动切换至 LoRa 传输，通过网关接入平台；具备远程配置功能，可通过平台调整采样频率、预警阈值，无需现场操作；防护等级 IP65，适应露天安装环境，同时支持太阳能 + 锂电池供电，确保停电时持续工作，为全体系数据互联提供稳定中枢。

高清夜视摄像头：在重点易涝点配套高清夜视摄像头，分辨率 400 万像素，支持夜视功能（夜视距离≤30 米），可实时查看积水现场的车辆、人员情况；具备防水防雷功能（防护等级 IP66），适应户外恶劣环境；支持 ONVIF 协议，可无缝接入积水预警平台，与积水数据同步显示，帮助管理人员直观判断内涝影响，避免仅依赖数据导致的决策偏差。

六、场景应用

日常监测与预警：在主城区 10 处重点易涝下穿通道安装超声波积水监测仪，实时监测积水深度与上涨速度。2024 年 9 月，某台风过境期间，平台监测到某下穿通道积水 10 分钟内从 20cm 上涨至 60cm，上涨速度达 4cm/min，自动判定为橙色预警，立即通过交通大屏发布 “禁止车辆通行” 提示，向周边 3 公里内市民推送短信预警，并联动交警封闭通道入口。同时，平台结合气象数据预测未来 1 小时降雨量，预判积水将达 80cm，提前调度 2 台大型抽水设备赶赴现场，待积水停止上涨后立即启动抽水，2 小时内排除积水，未发生车辆滞留与人员被困事件。

次重点区域低成本监测：在城市 200 个次重点易涝点（小区门口、次干道）安装 雷达积水传感器，实现全域覆盖。2024 年 7 月暴雨期间，某小区门口传感器监测到积水达 30cm，平台立即向社区网格员推送预警信息，网格员通过社区广播通知居民 “减少外出”，并组织物业在积水区域放置警示桩，避免老人、儿童滑倒。同时，传感器数据同步至交通部门，用于调整周边公交线路绕行，减少市民出行影响，以低成本实现了次重点区域的有效监测与响应。

复杂地形区域精准监测：在城市 5 座立交桥下安装雷达积水监测仪，应对车辆遮挡、强光干扰问题。2024 年 8 月强降雨期间，某立交桥下因车辆排队导致超声波设备易受遮挡，而 WR-200 系列雷达设备不受影响，精准监测到积水达 45cm，平台立即向立交桥管理部门推送预警，管理人员快速封闭桥下通道，并组织人员引导车辆绕行，避免车辆涉水熄火，保障了交通通行安全。

大型活动保障：在城市马拉松赛事沿线 5 处易涝路段安装雷达积水监测仪与高清摄像头，实时监控积水情况。比赛当天早间出现小雨，平台监测到 1 处路段积水达 10cm，立即调度环卫部门前往清扫，同时通过摄像头确认现场无杂物堆积，确保赛事正常进行；比赛期间，监测设备持续运行，未出现积水超标情况，为赛事安全保障提供了数据支撑。

通过本项目实施，可实现城市易涝点监测覆盖率从 20% 提升至 100%，内涝预警提前量从 30 分钟延长至 1-2 小时，积水消退时间缩短 35%，内涝导致的交通瘫痪、财产损失减少 50%；构建起 “实时监测、智能预警、高效处置” 的城市积水内涝防控体系，显著提升城市应对极端降雨的能力，保障市民生命财产安全，为建设 “安全、宜居、韧性” 城市提供有力支撑。