在智慧城市建設(shè)的浪潮中，“隱形基礎(chǔ)設(shè)施” 的智能化升級(jí)往往決定著城市運(yùn)行的韌性 —— 城市排水管網(wǎng)正是這類關(guān)鍵設(shè)施，它如同 “城市地下血脈”，既要在汛期快速疏導(dǎo)雨水、防范內(nèi)澇，又要精準(zhǔn)收集傳輸污水、守護(hù)水體生態(tài)，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)聯(lián)居民生活質(zhì)量與城市生態(tài)安全。然而，隨著城市化進(jìn)程加快與極端天氣頻發(fā)，傳統(tǒng)排水管網(wǎng)管理模式逐漸顯露短板：依賴人工巡檢不僅效率低下，難以覆蓋復(fù)雜的地下管網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，且對(duì)管道堵塞、污水滲漏、水位驟升等風(fēng)險(xiǎn)的響應(yīng)滯后，常導(dǎo)致內(nèi)澇突襲、污染擴(kuò)散等問題。在此背景下，排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，成為推動(dòng)水務(wù)管理從 “被動(dòng)搶修” 轉(zhuǎn)向 “主動(dòng)預(yù)判”、適配智慧城市精細(xì)化治理需求的核心技術(shù)方案。

一、核心監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)

工程技術(shù)人員根據(jù)監(jiān)測(cè)需求，將系統(tǒng)拆解為三類功能明確的監(jiān)測(cè)單元，各單元設(shè)備參數(shù)嚴(yán)格適配管網(wǎng)復(fù)雜環(huán)境。

（一）雷達(dá)水位監(jiān)測(cè)單元

該單元聚焦管網(wǎng)水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，由非接觸式雷達(dá)水位計(jì)、鋰電池供電系統(tǒng)（含 RTU 遙測(cè)終端） 及不銹鋼模塊化支架組成。監(jiān)測(cè)設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)定的關(guān)鍵參數(shù)如下：

• 測(cè)量性能：水位監(jiān)測(cè)范圍 0-7m，精度 ±3mm，天線水平 / 垂直波束角均控制在 8° 以內(nèi)，可減少井壁金屬構(gòu)件造成的多徑干擾；

• 環(huán)境適應(yīng)性：具備溫度補(bǔ)償功能，工作溫度覆蓋 - 35~80℃（不結(jié)冰），存儲(chǔ)溫度 - 35~70℃，防護(hù)等級(jí) IP68，可耐受潮濕、腐蝕性環(huán)境；

• 能耗與供電：采用 DC6-24V 寬電壓供電（典型值 12V），平均功耗≤30mW，支持長(zhǎng)期無人值守；

• 數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)：支持 GPRS/3G/4G / 衛(wèi)星 / 433MHz / 以太網(wǎng)等通信方式，本地配備 Flash 芯片及最大 256GB 可擴(kuò)展 TF 卡，數(shù)據(jù)掉電不丟失，同時(shí)支持遠(yuǎn)程配置、升級(jí)與重啟。

（二）超聲波流量監(jiān)測(cè)單元

該單元側(cè)重流速、流量精準(zhǔn)采集，核心配置為接觸式多普勒超聲波流量計(jì)、同型號(hào)鋰電池供電系統(tǒng)及DN32 鍍鋅鋼管拼接支架，關(guān)鍵參數(shù)包括：

• 多參數(shù)測(cè)量：流速范圍 0.02-5m/s（可擴(kuò)展），精度 ±1%±0.01m/s，分辨率 1mm/s；水深范圍 0-10m（可擴(kuò)展），精度 ±1cm，分辨率 1mm；流量范圍 0.001-999999999m3/h，精度 ±2%-3%（依管道斷面形態(tài)調(diào)整），分辨率 0.001m3/h；同時(shí)可監(jiān)測(cè)水溫（-20~65℃，精度 ±0.5℃，分辨率 0.1℃）；

• 運(yùn)行特性：DC9-24V 供電，功耗≤1W，數(shù)據(jù)刷新頻率 1Hz，防護(hù)等級(jí) IP68，工作溫度 - 20~65℃（不結(jié)冰），存儲(chǔ)溫度 - 10~70℃，信號(hào)接口采用 RS485（Modbus 協(xié)議），本地存儲(chǔ) 2M（可擴(kuò)展）。

（三）復(fù)合型監(jiān)測(cè)單元（含水位 + 流量）

為實(shí)現(xiàn)多參數(shù)協(xié)同監(jiān)測(cè)，技術(shù)人員將雷達(dá)水位計(jì)與超聲波流量計(jì)集成，形成復(fù)合型單元。該單元保留前兩類設(shè)備的核心參數(shù)，同時(shí)通過雷達(dá)水位計(jì)覆蓋窨井全域水位，彌補(bǔ)超聲波流量計(jì)水深監(jiān)測(cè)的范圍局限，更適用于易內(nèi)澇區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

二、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)與安裝規(guī)范

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性需依托科學(xué)的布設(shè)與安裝，行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)明確以下要求：

• 布設(shè)原則：排水主管、調(diào)蓄構(gòu)筑物出口及污水廠匯流前節(jié)點(diǎn)，需同步監(jiān)測(cè)水位與流量；商業(yè)區(qū)、居民區(qū)內(nèi)部管網(wǎng)以水位監(jiān)測(cè)為主，流量監(jiān)測(cè)為輔；大管徑污雨水管道匯合處、長(zhǎng)距離運(yùn)輸管道及溢流井出口，需額外增設(shè)水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

• 安裝要求：設(shè)備需安裝在水流平緩、無回流漩渦、無障礙物的管道段，避開排水口、管道彎曲處、垂直跌水點(diǎn)及落水井；若靠近管道結(jié)合處，需與拐點(diǎn)保持至少 10 倍管道直徑的距離；支架采用不銹鋼或鍍鋅鋼管材質(zhì)，拼接前需打磨切口，避免線纜破損，供電系統(tǒng)（含 RTU）固定于井口井蓋下方，兼顧通信信號(hào)穩(wěn)定與后期維護(hù)便利。

三、系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值

在智慧城市運(yùn)營(yíng)中，該系統(tǒng)已展現(xiàn)多維度價(jià)值：汛期時(shí)，實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)可提前識(shí)別溢流風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)度人員通過平臺(tái)接收預(yù)警后，能快速啟動(dòng)泵站、調(diào)控閘門，降低內(nèi)澇影響；旱季時(shí)，流量數(shù)據(jù)可精準(zhǔn)識(shí)別偷排漏排行為，同時(shí)為污水處理廠優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)提供依據(jù)，減少能耗成本；長(zhǎng)期積累的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可支撐管網(wǎng)水力模型構(gòu)建，為雨污分流改造、管道修復(fù)提供數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)水務(wù)管理從 “被動(dòng)應(yīng)對(duì)” 轉(zhuǎn)向 “主動(dòng)預(yù)判”。