城区排水防涝数字化监测系统

极端降雨频发背景下，城市内涝已成为制约城市安全运行的突出问题。我国排水管道建设虽持续推进，但管网密度、污水收集率等指标与发达国家仍有差距，雨污混接、管道堵塞等问题突出。传统排水防涝依赖人工巡检与经验判断，数据滞后、响应缓慢等短板难以应对复杂管网管理需求。城区排水防涝数字化监测系统整合先进技术，构建 “感知 - 传输 - 分析 - 决策” 全链条智能体系，为城市防涝提供科学支撑，其建设严格遵循国家相关政策与行业标准。

一、系统核心技术架构

（一）感知层：立体监测网络

感知层在易涝点、管网关键节点等区域布设多元设备，形成全方位监测格局。雷达水位计以 8° 窄波束角减少干扰，7 米范围内实现 ±3 毫米高精度监测，非接触式设计不受水体污染影响；多普勒超声波流量计精准捕捉水流速度与流量，测量精度达 ±2%-3%。科研团队按功能需求优化布点，主管线设流量 - 水位双参数设备，居民区以水位监测为主，汇流节点侧重流量监测。设备通过不锈钢模块化支架安装，兼顾通讯稳定性与后期维护便利性。

（二）传输层：多元数据保障

传输层采用 4G/5G、NB-IoT、卫星传输等多链路方式，确保极端条件下数据不中断。设备默认每 5 分钟采集一次数据，警戒状态下自动提高上传频率，通讯故障时本地缓存数据，恢复后自动补传，保障数据完整性。一线运维人员反馈，多链路设计搭配大功率天线，使数据丢失率控制在极低水平。

（三）数据处理与应用层：智能分析终端

数据处理层整合 42 类数据构建时空数据库，32 位工业级处理器支持海量数据存储与挖掘，借助水力模型与 AI 算法生成预测及调度建议。应用层以多终端可视化界面呈现数据，支持远程配置、升级等功能，管理人员可实时掌握管网运行状态，快速获取关键参数。

二、核心应用功能

（一）实时监测与隐患定位

系统 24 小时不间断采集积水深度、管网水位等核心数据，动态更新内涝态势图，快速定位堵塞、水位异常等隐患。多地项目实践表明，数字化监测使隐患发现时间从数小时缩短至数十秒，大幅提升排查效率。

（二）预警预测与应急调度

系统结合气象预报与管网实时状态，提前数小时预测内涝风险，阈值触发后通过多渠道推送预警信息。旱季优化泵站调度降低能耗，汛期通过科学预判实现应急处置，避免管网溢流内涝。设备支持多方式参数配置与数据迁移，适配多样化管理需求。

（三）数据支撑与管理优化

长期数据积累为管网运行能力评估提供量化依据，结合数学模型构建动态管理系统，推动水务管理从 “事后抢修” 向 “事前预防” 转型。设备丰富接口可接入多类监测模块，满足多样化数据采集需求。

三、实践成效与发展方向

多地项目验证了系统应用价值，通过汛期预警、旱天监控等功能，有效减少内涝灾害，遏制违法偷排，为管网调度提供智慧决策。行业专家认为，未来系统将向智能化、协同化深化发展：数字孪生技术构建 “数字镜像” 支持模拟推演，AI 算法优化提升预测精度，跨域协同打破信息壁垒实现多系统联动，同时强化能耗优化助力 “双碳” 目标。

城区排水防涝数字化监测系统通过数据驱动替代经验判断，以精准防控提升城市防涝能力，成为城市韧性建设的核心支撑，为城市安全可持续发展筑牢基础。