雨污分流改造水位流速监测
时间：2025-05-13
涉川
方案介绍
本方案针对城市排水系统雨污分流改造过程中对管道运行状态监控的需求，构建以水位和流速监测为核心的智慧感知系统。通过在雨水管道和污水管道关键位置布设传感器，实时采集水位、流速等数据，实现排水系统运行效率监控、异常预警、溢流识别与改造评估分析，为市政部门提供科学、动态的决策依据。
本方案针对城市排水系统雨污分流改造过程中对管道运行状态监控的需求，构建以水位和流速监测为核心的智慧感知系统。通过在雨水管道和污水管道关键位置布设传感器，实时采集水位、流速等数据，实现排水系统运行效率监控、异常预警、溢流识别与改造评估分析，为市政部门提供科学、动态的决策依据。
监测目标
监测雨污分流系统中雨水与污水管道的水位、流速、流量变化情况，判断是否存在混接、倒灌、溢流等异常，为雨污分流改造成效评估与后期运行维护提供数据支撑。
监测雨污分流系统中雨水与污水管道的水位、流速、流量变化情况，判断是否存在混接、倒灌、溢流等异常，为雨污分流改造成效评估与后期运行维护提供数据支撑。
需求分析
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实时掌握雨污分流管道水位和流速变化情况；
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支持管网混接识别、倒灌监控和异常报警；
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系统需具备高可靠性、抗污性和长周期稳定运行能力；
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可部署于狭小、潮湿、高腐蚀环境；
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支持远程平台查看、历史数据分析和多点组网。
监测方法
选用雷达/超声波水位计与多普勒流速仪组合，安装于雨水井、污水检查井或合流井等节点，实现对水位高度、流速方向和流量的连续采集，数据经无线通信模块上传至监测平台。
选用雷达/超声波水位计与多普勒流速仪组合，安装于雨水井、污水检查井或合流井等节点，实现对水位高度、流速方向和流量的连续采集，数据经无线通信模块上传至监测平台。
应用原理
水位传感器通过测量水面与探头的距离，计算液位高度；多普勒流速仪通过声波反射原理测得流速；结合管道断面信息，平台可计算瞬时流量。通过历史数据与模型对比，可识别异常流态，如混接、倒灌等现象。
水位传感器通过测量水面与探头的距离，计算液位高度；多普勒流速仪通过声波反射原理测得流速；结合管道断面信息，平台可计算瞬时流量。通过历史数据与模型对比，可识别异常流态，如混接、倒灌等现象。
功能特点
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水位+流速组合监测，实现动态排水行为感知
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流向识别，辅助判断污水倒灌或雨水入污等异常
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数据实时上传平台，支持GIS可视化展示
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支持远程设置、报警推送、历史查询
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传感器防腐蚀、抗污能力强，适应恶劣井下环境
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可与雨量计、水质仪等协同构建智慧排水系统
硬件清单
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雷达/超声波水位计
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多普勒流速计（管底/侧壁安装型）
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数据采集与远程通信模块（4G/NB-IoT）
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电源系统（太阳能+电池或市电+UPS）
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防护机箱、防水电缆、井盖固定组件
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云端监控平台（Web端/APP端）
硬件参数（量程、精度）
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水位计：量程0–5 m，精度±0.5%FS，防护等级IP68
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多普勒流速仪：量程0–5 m/s，精度±0.02 m/s，双向感知
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通信模块：支持4G/NB-IoT，数据延迟<5秒
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电源系统：太阳能板30W，电池容量20Ah以上，支持连续阴雨天运行不少于7天
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工作温度：-20℃～+70℃，防护等级IP68
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安装环境适配：支持狭窄井筒与浑水条件
方案实现
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现场勘查后选择雨水井、污水井及合流节点作为监测点；
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安装水位计与流速计，接入采集器与通信模块；
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配置测量频率、阈值报警规则，系统自动采集上传数据；
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平台展示水位、流速、水量变化曲线，识别倒灌、混接及管道堵塞问题；
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若出现异常，如污水井水位快速升高、流向异常，系统自动报警并通知维护人员；
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数据长期存储，支持导出、趋势分析、改造后效果对比等功能。
数据分析
系统平台支持流速-水位联合趋势分析、流向变化判读、雨污混接判断模型、超负荷运作预判分析等功能，生成多维度数据报表和图形，服务于市政运维和改造效果评价。
系统平台支持流速-水位联合趋势分析、流向变化判读、雨污混接判断模型、超负荷运作预判分析等功能，生成多维度数据报表和图形，服务于市政运维和改造效果评价。
预警决策
设定不同管段的水位、流速预警阈值，系统自动识别超限、水流倒灌、长时间静水、溢流等现象，推送至值守人员终端，快速定位问题点并支持调度联动。
设定不同管段的水位、流速预警阈值，系统自动识别超限、水流倒灌、长时间静水、溢流等现象，推送至值守人员终端，快速定位问题点并支持调度联动。
方案优点
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实现雨污管网运行状态动态感知
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辅助识别改造中存在的管道混接或功能失效问题
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无需人工入井，设备运行安全可靠
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系统可灵活部署、支持不同改造阶段的工程需求
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数据直观清晰，提升市政排水管理数字化水平
应用领域
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城市雨污分流改造重点管网段落
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地势低洼区混接改造区域
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污水管道水位异常监测
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城市黑臭水体整治项目评估
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智慧排水系统前端数据采集层
效益分析
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实现排水系统运行状态全天候实时监控
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提高市政管网维护效率，降低人工成本
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优化排水调度方案，减少管网堵塞与溢流事故
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支持工程改造后成效评估，提升投资效益
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为海绵城市建设、智慧水务管理提供基础数据支撑
国标规范
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GB/T 11828-2020《液位测量仪表术语》
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CJ/T 3002-1992《城市排水管渠与泵站设计规范》
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GB/T 17167-2006《用能单位能量计量器具配备和管理通则》
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GB/T 31167-2014《物联网术语》
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CJ/T 224-2006《城市污水监测技术规程》
参考文献
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雨污分流改造后运行评估与监测技术分析
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城市排水系统智慧感知技术发展研究
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多普勒流速仪在城市排水中的应用
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管道流量实时监测系统的集成与实践探索
案例分享
2022年武汉某老城区在雨污分流改造工程后，部署了30套水位流速监测设备，实现对核心雨污干管的动态运行监测。系统成功识别5处污水倒灌与混接点位，为改造补漏和排水系统优化提供了有力支持，改造后管网运行效率提升显著，积水点次数下降超过60%。
2022年武汉某老城区在雨污分流改造工程后，部署了30套水位流速监测设备，实现对核心雨污干管的动态运行监测。系统成功识别5处污水倒灌与混接点位，为改造补漏和排水系统优化提供了有力支持，改造后管网运行效率提升显著，积水点次数下降超过60%。
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