武汉水测家科技有限公司
城市防洪排涝管网水质流量监测项目方案
24 Nov,2025
一、项目背景
随着城市化进程的加快，城市建成区面积不断扩大，硬化地面覆盖率显著提升，雨水径流量大幅增加。加之部分城市防洪排涝管网建设滞后，极端降雨天气下城市内涝灾害频发。据统计，我国每年因城市内涝造成的经济损失超过100亿元人民币。这不仅影响市民出行及生命财产安全，还导致污水在管网中混流、溢流，污染河流水体，破坏城市水生态平衡。
目前，城市防洪排涝管理大多依赖经验调度，缺乏对管网水质和流量的实时监测数据，难以准确掌握管网运行状况及城市内涝的风险点。为贯彻落实《“十四五”时期城市排水防涝体系建设行动方案》的要求，构建“智慧排水防涝”体系，开展城市排水防涝管网的水质与流量监测项目至关重要。本项目依托武汉水家科技的智能监测设备，实现对城市管网关键节点水质与流量的实时感知，为城市内涝预警、管网调度以及污染防控提供数据支撑，从而全面提升城市的排水防涝能力与水环境治理水平。
二、当前问题
管网监测缺失与城市内涝预警滞后：大部分城市防洪排涝管网深埋地下，仅在泵站和闸门处设置了少量监测点。约80%的管网缺乏流量监测设备，无法实时掌握管内水流速度及水位变化情况。一旦发生城市内涝，难以及时定位积水点，预警时间不足一小时，错失最佳处置时机。
缺乏水质监测，导致污染源难以追溯：管网混接、错接现象普遍存在。降雨时，雨水会将污染物带入管网，引发污水溢流。然而，由于缺少水质监测设备，无法实时监测COD和氨氮等污染物的浓度，这使得污染源难以追踪，也影响了水环境治理的效率。
设备兼容性差、运行稳定性低：部分已安装的监测设备未充分考虑管网所处的环境特点，如高湿度、强腐蚀性和狭小空间等，导致故障率居高不下（年故障率超过40%）。传统有线监测设备的布线难度大，老旧管网改造时施工成本高、周期长。
数据碎片化与调度效率低：监测数据分散存储于不同部门的系统中，缺乏统一的管理平台。数据格式互不兼容，无法实现“流量—水质—积水”之间的联动分析。管网调度完全依赖人工经验，难以根据实时数据动态调整泵站和闸门的运行参数，导致防洪排涝效率低下。
应急响应薄弱、处置能力不足：当城市内涝发生时，难以迅速获取积水区域周边管网的流量和水质数据。应急救援人员难以制定精准的处置方案，导致积水消退缓慢、污水溢流时间延长，进而加大了环境污染风险。
设备现场安装
三、解决方案思路
科学布设监测点，实现全方位感知：结合城市管网的拓扑结构、易积水区域以及污水溢流风险点，在管网关键节点（如干管交汇处、泵站进出水口、低洼地段管网及溢流排放口）安装水质与流量监测设备，构建“点、线、面”相结合的监测网络，实现对管网运行状态的全覆盖。
选择合适的设备以确保稳定运行：优先选用武汉水测家科技生产的无线监测设备，其具备高防护等级（IP68）、耐腐蚀且体积小巧的特点，特别适用于潮湿且空间狭小的管网环境。采用LoRa及4G/5G无线通信技术，可降低布线成本，提升设备安装的灵活性。
构建统一管理平台，强化数据联动：建立城市防汛排涝管网监测平台，整合水质、流量、积水等监测数据，并运用大数据分析技术，实现城市洪涝风险的早期预警、污染源溯源分析以及管网调度的模拟仿真。同时，与市政、应急管理及环保部门建立数据接口，形成协同调度机制。
完善应急响应机制，提升处置效率：基于监测数据，制定分级应急响应预案。当城市内涝或污染超标时，自动向相关部门推送预警信息。配备便携式监测设备，用于应急救援现场的数据采集，助力制定应对方案，缩短积水消退和污染治理的时间。
建立长效运行与维护体系，确保数据质量：明确由市级部门作为运行维护的主体责任方，武汉水测家科技提供技术支持。定期开展设备校准（每季度一次）、清洁保养（每月一次）及故障维修工作。建立数据质量核查机制，对异常数据自动发出预警并派发处理任务，确保监测数据的真实性和可靠性。
多普勒超声流量计支架的安装
四、硬件感知系统
流量监测设备：在管网主管道以及泵站的进出水口安装武汉水测家科技的多普勒超声波流量计，以实时监测管道内的流量和流速。支持满管和非满管状态下的在线测量。
水质监测设备：在污水溢流口、管网交汇处及泵站出水口安装武汉水车家科技的多参数水质传感器，以监测COD、氨氮、浊度和溶解氧等指标，掌握管网水质变化及污染状况。
水位与积水监测设备：在管网及低洼地段的检查井内安装武汉水车家科技的雷达水位计，以监测管道内的水位。在路面易积水点安装超声波积水传感器，实时监测积水深度，并为城市内涝预警提供数据支持。
数据采集与传输设备：采用武汉水测家科技的远程终端单元（RTU）采集水质、流量及水位数据，支持4G无线通信，防护等级达到IP68。该终端具备本地数据存储功能，可有效防止因通信中断而导致的数据丢失。
应急监测设备：配备武汉水测家科技生产的便携式多普勒超声流量计和便携式水质检测仪，用于城市内涝应急救援现场的流量与水质快速检测，助力应急决策。
五、场景应用
城市内涝预警与处置：在城市低洼地段的管网中安装雷达水位计和多普勒超声波流量计，实时监测管道内的水位和流量。当水位在一小时内上涨0.5米，且流量超过管网承载能力上限时（例如，DN500管网的流量超过500立方米/小时），平台将自动发出内涝预警，并将相关信息推送至市政部门和应急救援队伍。救援人员携带便携式流量计赶赴现场，对周边管网的流量进行测量，确定积水路径，并通过平台远程控制泵站，加大抽排力度，开启泄洪闸门。此举可使积水消退时间缩短40%，最大程度降低对市民出行的影响。
武汉水车家管网远程终端监测水流。
管网调度优化：在城市管网干管交汇处及泵站出入口安装管道式电磁流量计，实时采集流量数据。平台结合各节点的流量变化，利用管网水力模型模拟水流分布，并动态调整泵站运行参数（如提升泵转速）以及闸门开度。例如，在早晨高峰时段遇降雨时，监测到东部管网流量突然增大。平台自动指令东部泵站加大抽排能力，同时关闭部分支管闸门，以减少污水流入干管，防止管网溢流。此举使管网运行效率提升了30%。
污水溢流防控：在管网溢流口安装多参数水质传感器和可插入式超声波流量计，实时监测COD、氨氮浓度及溢流量。当COD浓度超过100毫克/升、溢流量超过10立方米/小时时，系统将触发污染预警。通过平台可查看溢流口周边管网的水质数据，从而追溯污染源头（如某社区生活污水混接问题）。环保部门联合市政部门迅速开展调查，并在三小时内完成混接管道的整改工作，有效减少了污水溢流对河水的污染，使溢流口下游河流的COD浓度降低了25%。
老旧管网改造评估：在老旧管网改造前后，通过插入式超声波流量计和雷达水位计对管网的流量与水位变化进行监测。改造前，监测发现某路段管网的流量仅为设计值的60%，且水位易超标。改造后，监测数据显示，管网流量恢复至设计值的95%，水位也稳定在安全范围内，充分验证了改造效果。同时，借助长期监测数据，分析管网的淤积规律，并制定每半年一次的清淤计划，以降低管网堵塞的风险。
应急救援监测：当台风和暴雨引发城市内涝时，应急救援队伍携带便携式多普勒超声波流量计前往积水严重的区域，现场测量管网的流量，以判断内涝是否由管网堵塞所致。例如，在某路段，积水深度超过50厘米。现场流量测量发现，该段管网的流量仅为正常水平的30%。经排查，确认管网内存在堵塞物。救援人员迅速清除堵塞物，并在两小时内完成排水作业，确保了道路交通安全。
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