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    城乡一体化供水流量压力监测
    时间:2025-05-06 涉川
    一、方案介绍
    城乡一体化供水系统普遍面临覆盖范围广、地势复杂、用水不均、水压波动大等挑战。本方案通过部署流量计与压力传感器,结合4G无线数据采集与云平台,实时监测城乡一体供水系统中关键节点的供水流量与水压,支撑调度优化、保障水质水量安全,实现智慧化运营。

    二、监测目标
    1. 实时掌握水厂出水、管网干线、村镇用户端的供水流量和压力变化;
    2. 发现供水异常(泄露、爆管、水压不足)并预警;
    3. 辅助调度与管网分区管理;
    4. 形成完整的城乡供水运行数据体系。

    三、需求分析
    城乡供水系统常因地势、用户分布、管径变化引起流量不均与压力失衡。村镇末梢常出现“水压低”“用水高峰水量不足”等问题,难以凭经验判断。需建立基于数据的动态监测系统,提升精细化管理能力。

    四、监测方法
    • 在水厂出水口、主管道、支管、乡镇末梢等节点部署电磁流量计与压力传感器;
    • 采用4G无线传输,数据上传至统一云平台;
    • 平台提供实时监控、历史趋势、超限报警、地图定位等功能;
    • 支持与供水调度系统、远程阀控联动。

    五、应用原理
    流量计通过电磁感应原理测得管道内流速及流量,压力传感器测得管道压力,采集终端将数据转换为数字信号,经4G网络发送至服务器;平台对数据进行实时可视化、报警分析及历史记录管理。

    六、功能特点
    • 双参监测:同时监测水压与流量;
    • 远程传输:4G通讯即装即用,支持微信/网页查看;
    • 低功耗运行:支持电池或太阳能供电;
    • 异常报警:压力超限、流量突变自动预警;
    • 区段比对:支持多个监测点流量差异比对,识别漏损区段;
    • 对接平台:支持接入城市水务调度平台。

    七、硬件清单
    1. 电磁流量计(带通讯)
    2. 压力传感器(0–1.6MPa)
    3. 4G远传采集终端(带GPS定位)
    4. 防护箱(IP65/IP68)
    5. 云平台/移动端软件
    6. 可选:太阳能供电模块

    八、硬件参数(量程、精度)
    • 电磁流量计
      • 口径:DN15~DN800
      • 精度:±0.5%(可选±0.2%)
      • 输出信号:RS485(Modbus RTU)、4G
      • 工作压力:≤1.6MPa
    • 压力传感器
      • 量程:0~1.6MPa(可定制)
      • 精度:±0.25%FS
      • 通讯:4G无线/RS485
    • 采集终端
      • 通讯协议:MQTT、Modbus
      • 电源:太阳能/锂电池/市电可选
      • 防护等级:IP68

    九、方案实现
    1. 在城乡供水网络关键节点部署监测设备(主支管、水厂出水口、村镇末端);
    2. 数据通过4G实时上传至平台;
    3. 平台展示各点流量、水压、历史曲线、GIS定位;
    4. 系统设置报警阈值,触发异常通知;
    5. 管理员远程调阅数据,优化调度方案。

    十、数据分析
    • 流量总量统计(日/月/年)
    • 各区域压力变化趋势曲线
    • 高低压区域分布图
    • 水压异常频次与持续时间分析
    • 供水量与用水量比对,评估漏损率

    十一、预警决策
    • 水压过高/过低、流量突增/骤减自动报警;
    • 实时推送至平台、微信、短信提醒;
    • 支持与调压阀、泵站联动控制,实施自动响应;
    • 可对多点异常进行智能定位分析。

    十二、方案优点
    • 部署灵活:支持分布式部署,无需布线;
    • 精准监测:流量与压力双维数据支持精细化管理;
    • 通讯稳定:4G全网通,远程数据接入便捷;
    • 智能预警:具备强大的平台预警与报表能力;
    • 成本节约:减少人工巡检与水损。

    十三、应用领域
    • 城乡统筹供水工程
    • 水厂至乡镇主干输水监测
    • 农村饮水安全工程运维
    • 村镇自来水改造项目
    • 水务公司分区计量/漏损管控工程

    十四、效益分析
    经济效益:提高漏损发现能力,降低输水浪费和维修成本;
    管理效益:为供水运营公司提供实时运行依据;
    社会效益:提升城乡居民用水保障水平;
    服务效益:提升服务响应效率,满足多区域管理需要。

    十五、国标规范
    • 《GB/T 21268 城镇供水管网运行管理规范》
    • 《GB/T 778-2018 冷水水表和热水水表》
    • 《CJ/T 188 城市供水水压监测技术规范》
    • 《GB 50015 建筑给排水设计规范》

    十六、参考文献
    • 《城乡一体化供水系统设计与运行》
    • 《水务物联网标准体系建设研究》
    • 《农村饮水工程后续管理关键问题探讨》
    • 《基于NB-IoT/4G的智慧水务解决方案分析》

    十七、案例分享
    河南某地级市实施城乡一体化供水改造工程,在21个乡镇与城区交界点安装了流量/水压在线监测设备,实现主干管实时水量与压力监管。平台建成后,某支管出现流量突变报警,运维人员定位出村内地埋管爆裂点,及时处理,避免近800吨水损。
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