城市窨井作為地下排水系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點，液位變化直接反映管網(wǎng)運行狀態(tài)，汛期或強(qiáng)降雨時，液位異常上漲易引發(fā)路面淹沒、管網(wǎng)溢流等隱患，威脅市民出行安全與城市基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定。窨井液位監(jiān)測設(shè)備憑借精準(zhǔn)監(jiān)測技術(shù)與智能傳輸能力，成為城市內(nèi)澇防控體系的核心裝備，為排水管理、防汛決策提供科學(xué)依據(jù)，推動城市水利管理向精細(xì)化、智能化轉(zhuǎn)型。

研發(fā)背景與現(xiàn)實需求

我國多數(shù)城市汛期集中在 4-10 月，強(qiáng)降雨天氣頻繁，傳統(tǒng)人力巡查的窨井液位監(jiān)測方式耗費大量人力物力，且存在監(jiān)測滯后、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)等問題，難以滿足快速防汛需求。隨著城市化進(jìn)程加快，排水管網(wǎng)復(fù)雜度提升，窨井分布廣、部分位置隱蔽，人工監(jiān)測局限性愈發(fā)突出。科研人員基于雷達(dá)測距技術(shù)與現(xiàn)代傳感技術(shù)，研發(fā)出適用于窨井復(fù)雜環(huán)境的液位監(jiān)測設(shè)備，通過非接觸式測量實現(xiàn)液位實時捕捉與數(shù)據(jù)傳輸，解決傳統(tǒng)監(jiān)測效率低下、數(shù)據(jù)滯后的痛點。

核心技術(shù)與性能優(yōu)勢

設(shè)備采用高頻脈沖雷達(dá)測量技術(shù)，優(yōu)化后的發(fā)射頻率與波束角能精準(zhǔn)捕捉液位細(xì)微變化，測量精度達(dá)毫米級。水利工程專家指出，非接觸式測量無需與水體直接接觸，避免污水腐蝕、泥沙淤積對精度的影響，即便在含污染物或沉淀物的復(fù)雜水環(huán)境中仍能穩(wěn)定工作。

設(shè)備具備超低功耗設(shè)計，工作與值守電流處于極低水平，配合太陽能或市電供電，可滿足無人值守場景長期運行需求，大幅降低運維成本。結(jié)構(gòu)上融合防水、防雷、抗干擾多重防護(hù)技術(shù)，外殼采用耐腐蝕材質(zhì)，防護(hù)等級達(dá)行業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)，能在 - 35℃至 80℃寬溫度范圍穩(wěn)定運行，適應(yīng)戶外極端天氣。天線方向性強(qiáng)、能量集中，有效抵御電磁干擾，內(nèi)置存儲模塊與多種通信接口，支持 4G、以太網(wǎng)傳輸，北斗通訊作為備用鏈路，確保網(wǎng)絡(luò)中斷時數(shù)據(jù)仍能實時傳輸。

系統(tǒng)組成與功能設(shè)計

設(shè)備系統(tǒng)涵蓋監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)傳輸模塊、供電系統(tǒng)與中心管理平臺四大核心部分。監(jiān)測終端通過雷達(dá)傳感器捕捉液位數(shù)據(jù)，經(jīng)信號處理后傳遞至傳輸模塊，傳輸模塊將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化格式，借助無線或有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至管理平臺，同時支持設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程配置與狀態(tài)監(jiān)控。

供電系統(tǒng)可選擇太陽能或市電供電，寬電壓設(shè)計賦予反接與短路保護(hù)功能，保障供電穩(wěn)定。中心管理平臺具備數(shù)據(jù)接收、處理、可視化展示功能，以圖表、曲線呈現(xiàn)液位數(shù)據(jù)，支持歷史查詢、報表生成與數(shù)據(jù)導(dǎo)出。設(shè)備支持指令采集與間隔采集兩種模式，可自動記錄歷史數(shù)據(jù)與異常事件，遠(yuǎn)程管理功能讓工作人員無需抵達(dá)現(xiàn)場即可完成參數(shù)調(diào)整、固件升級與故障重啟，本地 USB 接口方便現(xiàn)場數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出，多中心數(shù)據(jù)傳輸功能可實現(xiàn) “一包多投”，滿足多部門協(xié)同管理需求。

安裝部署關(guān)鍵要求

設(shè)備采用模塊化設(shè)計，外形小巧、安裝靈活，可通過螺紋固定快速部署于各類窨井場景。安裝時需確保雷達(dá)波發(fā)射方向與液面保持合理夾角，避免障礙物遮擋信號，設(shè)備集成于防護(hù)機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱經(jīng)噴塑處理，金屬外殼形成等電位體并接入保護(hù)地網(wǎng)，提升防雷防干擾能力。線纜采用線槽與保護(hù)管組合布置，接頭通過接線端子壓接固定，安裝點需避開高大建筑物或樹木遮擋，保證通信信號穩(wěn)定，可借助現(xiàn)有橋梁、支架等建筑基礎(chǔ)優(yōu)化布局，降低施工成本。

應(yīng)用價值與發(fā)展趨勢

實際應(yīng)用中，設(shè)備在多地城市內(nèi)澇防控中發(fā)揮重要作用。強(qiáng)降雨天氣下，設(shè)備實時監(jiān)測液位變化，達(dá)到預(yù)警閾值時管理平臺觸發(fā)提示，相關(guān)部門可快速調(diào)配排水設(shè)備、設(shè)置警示標(biāo)識，避免安全事故。通過長期數(shù)據(jù)積累，管理人員能分析管網(wǎng)排水瓶頸，為管網(wǎng)改造、泵站優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。環(huán)境工程研究人員認(rèn)為，設(shè)備的廣泛應(yīng)用讓城市內(nèi)澇防控響應(yīng)速度顯著提升，使排水管理從被動應(yīng)對轉(zhuǎn)向主動預(yù)判，為海綿城市建設(shè)提供技術(shù)保障。

未來，設(shè)備將進(jìn)一步融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測能力，實現(xiàn)液位變化精準(zhǔn)預(yù)判。同時，設(shè)備與城市防洪指揮系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)動將不斷深化，形成全方位、立體化防控體系。在技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動下，設(shè)備將持續(xù)優(yōu)化性能、降低成本，為城市安全運行與市民生活保障提供更堅實的技術(shù)支撐，成為智慧城市建設(shè)的重要組成部分。