城市给排水地下管网是城市基建的核心,其运行状态直接影响防汛排涝与水环境治理效果,传统巡检模式难以实时掌握管网动态,行业研究人员依托物联网与传感器技术搭建的地下管网监测系统,成为管网智慧化管理的核心支撑,系统可实现水位、流量、水质的全维度监测,为管网运维提供科学数据。
一、系统整体架构
给排水地下管网监测系统由五大功能单元协同构成,各单元数据互通且分工明确。雷达水位监测单元实现窨井水位高精度感知,多普勒超声波流量监测单元同步采集流速、流向等数据,水质监测单元可按需选配监测因子捕捉水体指标,锂电池供电与数据传输单元为系统提供能源和数据交互支撑,云平台管理单元完成数据整合、可视化展示与智能预警,各单元联动实现管网运行状态的全方位监测。
二、核心设备技术参数
工程技术人员实测设定的核心设备关键参数如下:雷达水位计测量量程 7m,精度 ±3mm,天线发射角 8°,采用 DC6V-24V 宽电压供电,平均功耗≤30mW,防护等级 IP68,工作温度 - 35~80℃;多普勒超声波流量计流速量程 0.02-5m/s,精度 ±1%±0.01m/s,水位量程 0-10m,精度 ±1cm,流量量程 0.001m³/h-999999999m³/h,DC9V-24V 供电,防护等级 IP68;锂电池供电系统标配 7.2v133Ah 电池,静态电流 < 1.3mA,内置 4G 通信模块,存储容量可扩展至 256G,防护等级 IP68。
三、站点布设与安装要求
监测站点布设需贴合管网特性,排水主管、调蓄构筑物出口以流量 + 水位监测为主,商业区、居民区内部侧重水位监测,汇流节点与污水厂分支节点核心监测流量。设备安装需避开管道汇流、垂直跌水等易产生测量误差的区域,雷达水位计水平安装于检查井井盖正下方,流量计与水质传感器固定在管道低端,均采用不锈钢模块化支架,便于安装与后期维护。
四、项目实际应用
该监测系统已在多地给排水管网项目中落地应用,空港新城管网项目通过系统实现汛期内涝提前预警,有效规避溢流灾害,旱季则依托监测数据优化污水处理厂与泵站调度,大幅降低运行能耗;佛山南北大涌管网项目借助系统完成旱天偷排漏排行为精准识别,同时为城市防涝、水厂调度提供数据支撑,实现管网智慧化决策与运维。
五、系统应用价值
监测系统让管网管理从事后处置转向事前预警,长期的运行数据积累为管网建模与能力分析提供基础,使管网调度更具科学性。管理人员可通过多终端远程掌握管网状态,实现数据追溯、报表生成与多站对比,显著提升管网运营效率,为城市防汛排涝、水生态治理筑牢技术保障。