排水管网监测如何实现全覆盖无盲区?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-11-29 | 25 次浏览 | 分享到:
排水管网监测全覆盖无盲区需以 “设备适配 + 点位优化 + 技术协同 + 管理闭环” 为核心,针对地下深层管网、城乡结合部、复杂工况区域、跨区域节点等四类监测盲区,通过精准选型专用监测设备、构建 “核心节点 + 关键路段 + 末梢分支” 三级点位网络、融合多技术破解 “监测孤岛”、建立全生命周期运维机制,实现管网全场景、全维度智能监测。多地实践表明,该模式可大幅提升监测覆盖率、预警准确率,缩短故障处置时间,为城市排水系统安全运行提供保障。

在城市排水系统运维中,“监测盲区” 始终是制约管理效率的关键瓶颈 —— 地下深层管网数据缺失、偏远区域监测缺位、复杂工况下数据失真等问题,易导致管道堵塞漏检、内涝预警滞后、污染溯源困难,严重影响城市水环境安全与居民生活质量。实现排水管网监测全覆盖无盲区,需以 “设备适配 + 点位优化 + 技术协同 + 管理闭环” 为核心,构建全场景、全维度的智能监测体系,让每一段管网、每一个关键节点都处于有效监控范围内。


一、精准诊断:排水管网监测盲区的典型场景与成因

要实现监测全覆盖,首先需明确盲区的具体分布与形成原因。从实际运维情况来看,监测盲区主要集中在四类场景:一是地下深层管网,部分老旧城区管网埋深超过 10 米,传统传感器信号易受土壤、混凝土干扰,且安装空间狭窄,难以实现有效监测;二是城乡结合部与乡镇区域,这类区域管网布局分散、管径差异大,且运维资金有限,监测点位覆盖率普遍不足 30%,存在大量 “监测真空带”;三是复杂工况区域,如穿越河流的倒虹吸管、靠近化工厂的污水管网,受水流冲击、化学腐蚀影响,传感器易损坏或数据失真,形成 “功能性盲区”;四是跨区域管网节点,不同行政区域的管网监测系统独立运行,数据不互通,导致上下游汇流点、跨区衔接段出现 “协同性盲区”。这些盲区的存在,本质是设备适配性不足、点位规划不合理、技术协同性欠缺、管理机制碎片化共同作用的结果。


二、设备适配:针对不同场景的监测设备选型策略

实现监测全覆盖的基础,是选择适配不同管网场景的监测设备,打破 “一刀切” 的设备选型模式,让每一类管网都有对应的监测解决方案。


针对地下深层管网,需选用 “小型化 + 抗干扰” 的专用监测设备。例如,采用直径小于 5 厘米的嵌入式液位传感器,通过管道壁打孔安装,无需开挖路面,适配狭窄安装空间;同时搭载 LoRaWAN 低功耗广域网模块,信号穿透能力强,即使在地下 15 米深处,也能实现数据稳定传输,误码率控制在 0.1% 以内。对于大口径主干管网,部署超声波流量传感器与水质多参数监测仪,可同时采集流量、流速、pH 值、化学需氧量等数据,且设备防护等级达到 IP68,能耐受长期浸泡与管道内水流冲击。


在城乡结合部与乡镇区域,推广 “低成本 + 易维护” 的便携式监测设备。选用太阳能供电的无线液位监测终端,安装无需外接电源,单台设备续航可达 6 个月以上,部署成本仅为传统有线设备的 1/3;同时配套无人机巡查系统,通过搭载高清摄像头与红外热成像仪,对分散的管网检查井、井盖状态进行每周 1 次的低空巡检,快速发现井盖缺失、管道渗漏等问题,填补固定点位监测的空白。


针对复杂工况区域,采用 “耐腐蚀 + 高稳定性” 的特种监测设备。穿越河流的倒虹吸管内,安装耐高压的压力传感器与水流速仪,传感器外壳采用 316L 不锈钢材质,可耐受 5MPa 水压与水体腐蚀;靠近化工厂的污水管网,部署抗化学干扰的离子选择电极传感器,能精准监测重金属离子、挥发性有机物浓度,且具备自动校准功能,每月校准 1 次即可保证数据精度,避免 “数据失真型盲区”。


三、点位优化:科学布局构建 “立体式监测网络”

设备选型之外,合理的监测点位布局是实现全覆盖的关键。需结合管网拓扑结构、流量分布、风险等级,构建 “核心节点 + 关键路段 + 末梢分支” 的三级点位网络,确保无死角覆盖。


核心节点加密布局:在管网交汇井、泵站进出口、污水处理厂入水口等流量大、风险高的核心节点,实现监测点位 100% 覆盖。例如,每座排水泵站进出口均安装液位、流量、水质三合一监测设备,每 500 米主干管网至少设置 1 个压力监测点,实时掌握管网负荷变化,提前预判堵塞风险。某省会城市通过核心节点加密,将主干管网监测覆盖率从 65% 提升至 98%,内涝预警响应时间缩短至 10 分钟以内。


关键路段动态补点:针对历史内涝点、老旧管网集中区、人口密集区等关键路段,采用 “固定点位 + 移动补点” 结合的方式。在易涝点周边 200 米范围内,增设 3-5 个液位监测点,同时配备应急监测车,汛期可随时在积水路段临时部署便携式水位仪,形成 “固定 + 移动” 的双重保障。某沿海城市在台风季通过这种方式,成功实现对 23 个易涝点的实时监测,未出现 1 起内涝预警滞后问题。


末梢分支全面覆盖:对于管径小于 300 毫米的支线管网与小区内部管网,采用 “低成本、广覆盖” 的策略。在小区污水井内安装简易式液位传感器,每 2-3 个小区共享 1 个数据采集终端,降低部署成本;同时推动物业与水务部门数据互通,将小区管网监测数据接入城市智慧水务平台,实现 “市政管网 + 小区管网” 的无缝衔接,消除末梢分支的监测盲区。


四、技术协同:多技术融合破解 “监测孤岛”

单一监测技术难以覆盖所有场景,需通过 “感知 + 传输 + 分析” 多技术协同,打破技术壁垒,实现全维度数据互通,避免 “技术型盲区”。


在数据传输层面,构建 “5G+NB-IoT+LoRa + 卫星” 的多网络融合传输体系。地下管网、偏远区域优先采用 NB-IoT 与 LoRa 技术,利用其低功耗、广覆盖优势,实现数据稳定传输;跨区域管网节点通过 5G 网络实现高清数据、视频流的实时共享;无地面网络覆盖的偏远山区,借助卫星通信模块,确保监测数据 “全域互通”。同时,建立数据断点续传机制,即使出现短暂网络中断,设备也能本地存储数据,网络恢复后自动补传,避免数据丢失。


在数据分析层面,依托边缘计算与云端平台协同处理,消除 “数据整合盲区”。在监测终端部署边缘计算模块,对采集的液位、流量数据进行实时预处理,自动过滤异常值,仅将有效数据上传至云端,减少数据传输量与云端算力压力;云端平台构建统一的数据标准,将不同品牌、不同类型的监测设备数据进行归一化处理,形成 “管网监测一张图”,直观展示各区域、各路段的管网运行状态。某城市通过这种技术协同,将跨区域管网数据整合效率提升 70%,成功破解了 “上下游数据割裂” 的难题。


在可视化层面,利用数字孪生技术构建管网虚拟模型,实现 “物理管网 + 虚拟模型” 的实时联动。通过无人机航拍、管道机器人检测获取管网三维数据,在虚拟模型中精准还原管网走向、管径、埋深等参数;同时将实时监测数据接入模型,动态模拟管网内水流变化、液位波动情况,一旦出现数据异常,模型可自动定位异常点位,甚至预判可能出现的堵塞、渗漏风险,让 “隐性盲区” 显性化。


五、管理闭环:建立全生命周期监测运维机制

技术落地离不开管理机制的支撑,只有建立 “监测 - 预警 - 处置 - 反馈” 的管理闭环,才能确保监测系统长期稳定运行,避免 “运维缺位型盲区”。


一方面,建立设备全生命周期管理机制。对所有监测设备建立电子档案,记录设备型号、安装位置、校准时间、维护记录等信息,通过物联网技术实时监测设备运行状态,当传感器电量低于 20%、数据传输中断超过 1 小时时,自动发送运维提醒;同时制定季度校准、年度更换计划,确保设备精度,避免因设备老化导致的监测失效。某城市通过这种机制,将设备故障率从 15% 降至 3% 以下,监测数据准确率保持在 98% 以上。


另一方面,构建跨部门协同管理体系。打破水务、市政、环保等部门的数据壁垒,建立统一的监测管理平台,实现数据共享与联动处置。例如,环保部门发现水质超标时,可通过平台快速调取对应管网的流量、液位数据,联合水务部门追溯污染源头;市政部门在道路施工时,能实时查看施工区域的管网分布与监测点位,避免损坏监测设备。这种协同机制,有效消除了 “跨部门监测盲区”,提升了问题处置效率。


六、实践验证:多地案例彰显全覆盖监测成效

排水管网监测全覆盖无盲区的路径,已在多地实践中得到验证。在某东部沿海城市,通过 “设备适配 + 点位优化 + 技术协同”,将全市 1200 公里排水管网的监测覆盖率从 45% 提升至 92%,其中地下深层管网监测覆盖率达 88%,汛期内涝预警准确率提升至 95%,管道堵塞处置时间从 24 小时缩短至 4 小时;在某西部县城,采用 “低成本便携式设备 + 无人机巡查” 的模式,仅用半年时间就实现了乡镇区域排水管网监测全覆盖,污水偷排发现率提升 3 倍,水环境质量明显改善。


实现排水管网监测全覆盖无盲区,并非简单的 “设备堆砌”,而是技术、场景、管理的深度融合。通过精准匹配不同管网场景的监测需求,优化点位布局,强化多技术协同,完善管理机制,才能构建起 “全域覆盖、全时监测、全程可控” 的智能监测体系,让排水管网真正实现 “透明化运行”,为城市水环境治理与安全运行提供坚实保障。