城市积水内涝监测的精准性直接关系到防汛决策效率与群众生命安全。传统人工标尺测量、监控目视观察等方式,存在响应滞后、数据误差大等问题,已无法满足现代城市防汛需求。随着雷达、超声波、光纤等技术的应用,新一代监测设备实现了积水数据的实时采集与精准传输。本文将解析主流监测设备的技术特性,结合应用场景给出选型方案,助力构建高效的内涝监测体系。
一、精准监测的核心指标:设备选型的 3 个关键维度
选型前需明确监测核心需求,重点关注以下指标,确保设备适配实际应用场景:
测量精度:地面积水监测误差需≤±5mm,管网内水位监测误差≤±2mm,才能为内涝预警提供可靠数据支撑;
环境适应性:需耐受暴雨、强风、高温高湿等极端天气,同时具备抗电磁干扰、防泥沙堵塞能力;
响应效率:积水超阈值后需在 1 分钟内触发报警,数据传输延迟≤30 秒,保障预警时效性。
此外,设备安装便捷性、续航能力(电池续航≥1 年)、数据兼容性(支持接入城市生命线系统)也是重要考量因素。
二、主流设备对比:4 类核心设备的精准性与场景适配
不同监测设备基于技术原理差异,在精准性、适用场景上各有侧重,需针对性选择:
(一)超声波类设备:地面积水监测的 “常规主力”
这类设备通过发射超声波并接收反射信号计算积水深度,代表产品包括地埋式、立柱式、贴壁式监测终端。地埋式终端形似大铆钉,整体埋于地下,通过声呐技术精准感知积水,不占用地面空间,适合车流量大的主干道;立柱式终端集成在交通立柱中,兼具积水监测与安全警示功能,遇积水时自动发光报警,适配道路两侧场景;贴壁式终端体积小巧,可安装于路缘,改进了传统产品精度低、抗干扰差的问题,适用于涵洞、隧道等人流密集区域。
精准性优势:测量误差≤±3mm,不受水面波动影响;局限:积雪、落叶覆盖时可能出现误判,需定期清理探头。
(二)雷达类设备:复杂环境的 “抗干扰能手”
一体化内涝监测水位计是典型代表,整合雷达、压力等多传感器技术,可嵌入路缘石安装,能自动过滤路面洒水、零星降雨的干扰,仅在积水超阈值时启动高频监测(1-5 分钟 / 次)。其采用非接触式测量,避免了探头与污水直接接触导致的堵塞问题,在暴雨、洪涝等极端场景下仍能保持稳定精度。
精准性优势:测量范围 0-1.5m,误差≤±2mm,抗电磁干扰能力强;适配场景:下穿立交、低洼路段等核心防涝点位,武汉等城市已在重点防渍区安装百余套此类设备。
(三)投入式监测设备:管网内部的 “深层感知器”
投入式超声波流量监测仪无需下井安装,投入排水管网后可实时监测流速、水位、流量等参数,通过无线传输同步至防汛指挥中心。其优势在于能精准捕捉管网满管、非满管等不同工况下的数据变化,为判断管道堵塞导致的内涝隐患提供依据,与路面监测形成 “地上下联动”。
精准性优势:水位测量误差≤±1mm,可识别 0.01m/s 的流速变化;适配场景:雨水管网、排水泵站进水口等地下关键节点。
(四)分布式光纤传感系统:管网泄漏与内涝的 “双重预警员”
这类设备通过在管网外部布设光纤,利用声波传感技术捕捉管道破损、渗漏引发的轻微震动,实现故障点精准定位,误差每 20 公里不足 1 米。当管道因堵塞导致水位异常升高时,水流冲击管壁产生的震动信号也能被实时捕捉,从而提前预警内涝风险。
精准性优势:可实现管网全域覆盖监测,定位精度达米级;适配场景:长距离市政排水干管、老旧管网集中区域,尤其适合复杂管网的隐患排查。
三、场景化选型方案:按区域特性精准匹配设备
主干道与下穿立交:优先组合 “雷达类 + 立柱式超声波设备”。雷达设备监测积水深度,立柱式设备同步提供路面警示,安徽等地明确要求下穿立交需设置此类自动监测报警装置;
小区与人行道:选择 “贴壁式超声波 + 投入式设备”。贴壁式设备监测路面积水,投入式设备监控小区管网运行,防止管道堵塞引发倒灌;
隧道与涵洞:采用 “雷达类 + 分布式光纤系统”。雷达设备监测洞内积水,光纤系统预警管道破损,双重保障密闭空间安全;
全域统筹监测:将各类设备数据接入智慧管控平台,结合视频监控构建 “电子作战地图”,实现积水点定位、发展趋势预判、调度指令下发的一体化管理。
四、选型避坑与优化:提升精准性的 3 个关键动作
避免单一设备依赖:地面积水与管网监测需协同,例如路面雷达监测到积水后,通过投入式设备核查管网水位,判断是降雨超排还是管道堵塞导致内涝;
重视设备校准维护:每季度清理超声波、雷达探头杂物,每年对传感器进行精度校准,确保数据准确性;
适配地方标准:参照《城镇内涝防治技术标准》要求,在低洼地段、行泄通道等区域强制布设监测设备,并确保数据接入城市生命线系统。
城市积水内涝监测的精准性,本质是 “设备技术特性 + 场景适配度” 的有机结合。超声波设备适合常规路面监测,雷达设备胜任复杂环境,投入式与光纤设备则聚焦管网深层感知。通过科学组合选型、强化运维管理,可构建 “地上下全覆盖、点线面全贯通” 的精准监测网络,为城市防汛提供可靠的数据支撑,最大限度降低内涝灾害影响。