一、方案介绍
本方案以“城市排水数字化监测 + 内涝风险智能预警”为核心，针对城市雨水排水渠在强降雨期间水位快速上涨、流速变化剧烈、溢流与倒灌风险高等问题，构建集水位监测、流速监测、数据分析与预警于一体的雨水排水渠在线监测系统。
系统通过布设非接触式水位传感器、流速流量监测设备及数据采集与无线传输终端，实时获取排水渠水位高度、流速变化等关键水动力参数，并通过4G/5G无线网络上传至云端平台，实现对排水渠运行状态的连续监测、趋势分析和风险预警，形成“监测—分析—预警—处置—归档”的闭环管理体系，为城市防汛排涝调度和管网运维提供科学依据。

二、监测目标
实现雨水排水渠水位的实时在线监测；
实时掌握排水渠内水流速度变化情况；
识别暴雨条件下的水位暴涨、流速异常等风险；
为防汛排涝调度、闸门控制和应急处置提供数据支撑；
建立排水渠运行状态的长期监测档案。

三、需求分析
防汛排涝需求：暴雨期间排水渠水位上涨迅速，需实时掌控；
运行安全需求：流速异常可能导致冲刷、坍塌或淤积；
实时预警需求：人工巡查难以及时发现突发水情；
无人值守需求：监测点多且环境恶劣，需自动运行；
数据共享需求：为水务、防汛、应急等部门提供统一数据源。

四、监测方法
水位监测：在排水渠上方或侧壁安装雷达或超声水位传感器，非接触式测量水面高度；
流速监测：在排水渠断面布设流速传感器，实时监测水流速度；
数据采集与传输：各传感器通过RS485或模拟量方式接入采集主机，经4G/5G网络上传至云平台；
云端分析：平台对水位与流速数据进行综合分析，实现风险识别与自动预警。

五、应用原理
系统基于水动力监测与物联网融合原理运行：
雷达或超声测距原理 → 精确获取水位变化；
多普勒效应或电磁感应原理 → 实时测量水流速度；
断面水力计算原理 → 基于水位与流速计算过流能力；
时间序列分析原理 → 识别水位上涨速率与异常趋势；
云端模型判别原理 → 综合判断内涝与溢流风险。

六、功能特点
水位、流速多参数同步在线监测；
实时曲线与历史趋势对比分析；
暴雨期间高频采样与重点监控；
多级阈值预警与风险等级评估；
支持手机端与电脑端远程查看；
支持与排水调度系统联动。

七、硬件清单
设备名称：雷达水位传感器
功能：排水渠水位监测
通讯方式：RS485
安装位置：渠顶或侧壁

设备名称：流速传感器
功能：水流速度监测
通讯方式：RS485或模拟量
安装位置：排水渠断面

设备名称：4G/5G采集主机
功能：数据采集与无线传输
通讯方式：4G/5G、RS485
安装位置：防护箱内

设备名称：防护箱及供电系统
功能：设备防护与供电
通讯方式：DC12–24V
安装位置：渠岸或设备井

八、硬件参数
雷达水位传感器
量程：0–10 m
分辨率：1 mm
精度：±1 cm
输出：RS485 Modbus
防护等级：IP67

流速传感器
量程：0–5 m/s
分辨率：0.01 m/s
精度：±2%FS
防护等级：IP68

采集主机
接口：RS485
通讯：4G/5G
存储容量：≥8 Mbit
防护等级：IP65

九、方案实现
现场部署
根据排水渠断面形式和水流条件选择监测点；
水位传感器固定在渠顶或侧壁；
流速传感器安装在稳定水流区域；
采集主机和电源系统集中安装于防护箱内。
系统集成
数据实时接入云平台；
建立排水渠水情数据库；
多终端同步展示监测结果。

十、数据分析
水位变化曲线分析，判断上涨速率；
流速变化分析，识别冲刷与回水风险；
水位与流速联合分析，评估排水能力；
历史对比分析，为管网改造提供依据。

十一、预警决策
水位超过警戒水位 → 内涝风险预警；
水位上涨速率异常 → 突发暴雨预警；
流速异常增大或减小 → 结构或淤堵风险预警；
多指标异常叠加 → 启动防汛应急响应。

十二、方案优点
实现雨水排水渠运行状态实时可视化；
提升防汛排涝决策的科学性与及时性；
减少人工巡检风险与成本；
系统可扩展接入雨量、水质等监测参数。

十三、应用领域
城市雨水排水渠与明渠；
城市内涝易发区域；
工业园区与新区排水系统；
防汛重点管控区域。

十四、效益分析
防汛效益：提前预警内涝风险，减少灾害损失；
管理效益：提升排水设施精细化管理水平；
经济效益：降低应急处置和维修成本；
社会效益：保障城市安全运行。

十五、国标规范
城市排水监测与防汛相关技术规范
水文监测与数据传输相关标准
城市内涝防治技术要求

十六、参考文献
城市排水系统运行监测技术
水动力监测与内涝预警研究
智慧水务建设指南

十七、案例分享
某城市主干排水渠水位流速在线监测项目，支撑防汛调度；
新区雨水明渠智能监测系统，有效降低内涝发生率；
工业园区排水渠数字化监测示范工程。