在全球气候变暖背景下,多雨地区极端降雨事件频发,短时强降雨引发的城市内涝已成为制约城市发展、威胁居民生命财产安全的突出问题。传统内涝防治模式依赖固定排水设施与人工调度,难以应对降雨的突发性、不确定性,而智慧水务解决方案通过融合物联网、大数据、人工智能等前沿技术,针对多雨地区的气候特征、管网现状与内涝痛点,提供全流程、定制化的技术支持,构建 “监测 - 预警 - 调度 - 治理” 的闭环防控体系,从被动应对转向主动防御,全面提升内涝防治的精准性与高效性。
一、定制化全域监测感知体系,筑牢内涝预警 “第一道防线”
多雨地区内涝的核心痛点在于降雨强度大、汇流速度快,传统监测手段存在覆盖不全、响应滞后等问题。智慧水务解决方案针对这一特性,打造定制化全域监测感知网络,实现对降雨、水位、流量等关键数据的实时捕捉。
在降雨监测层面,方案采用 “天空地” 三维监测模式:高空整合气象卫星数据与区域气象雷达监测,精准预测降雨时段、强度与覆盖范围,提前 4-24 小时发布降雨预警;地面部署高密度自动雨量站,重点覆盖城市易涝点、低洼路段、管网关键节点,监测精度达 0.1mm,数据更新频率最快可达 1 分钟 / 次,实时捕捉短时强降雨的时空分布特征;地下在排水管网干管、支管、泵站进水口等关键位置,安装定制化电子水尺、超声波液位计、雷达液位计等设备,适配地下高湿、腐蚀性环境,防护等级达 IP68,可精准监测管网水位、流量变化,同时联动智能井盖的水位监测模块,实时掌握低洼区域积水深度。
针对多雨地区管网复杂、淤积频发的问题,方案还定制了管网健康监测功能,通过管道机器人、声呐探测设备定期排查管网淤积、破损情况,结合流量监测数据反演管网过流能力,提前识别内涝风险点,为清疏养护提供精准依据。所有监测数据通过 NB-IoT、LoRa 等低功耗广域网实时传输至云端平台,实现 “降雨 - 积水 - 管网” 数据的全域贯通。
二、智能动态预警系统,实现内涝风险 “精准预判”
多雨地区内涝预警的关键在于 “早发现、早预警、早处置”。智慧水务解决方案基于定制化监测数据,构建多维度动态预警模型,打破传统固定阈值预警的局限性。
方案针对不同区域的地形地貌、管网承载能力、历史内涝情况,定制差异化预警阈值:例如,老城区管网老化、地势低洼,预警阈值设置更为严格,当降雨量达到 50mm/2 小时或管网水位超过管径 60% 时,自动触发一级预警;新城区管网标准较高,可适当调整阈值,同时结合区域人口密度、重要设施分布(如学校、医院、交通枢纽),优化预警优先级。
预警模型融合气象预报数据、实时监测数据与历史内涝案例,通过机器学习算法动态推演内涝发展趋势,精准预测内涝发生时间、影响范围、积水深度与持续时长。例如,当监测到某区域 1 小时降雨量达 80mm 时,系统可结合该区域管网拓扑结构、地形坡度数据,预测 30 分钟后低洼路段积水深度将超过 750px,自动向相关部门、周边居民推送预警信息,提醒车辆绕行、行人避险。
预警信息发布采用 “多渠道联动” 模式,除传统的短信、广播、电视外,还整合城市电子屏、社区公告栏、导航 APP 等渠道,实现预警信息的精准触达。同时,方案支持定制化预警权限设置,针对市政、交警、消防等不同部门,推送差异化的预警数据与处置建议,为多部门协同应对提供技术支撑。
三、自适应排水调度系统,提升内涝应急 “处置效能”
多雨地区内涝应对的核心是快速排出积水,而传统排水调度依赖人工经验,难以实现管网、泵站、调蓄设施的协同联动。智慧水务解决方案定制化开发自适应排水调度系统,基于实时监测数据与预警信息,自动优化调度策略,最大化提升排水能力。
在泵站调度方面,方案针对多雨地区泵站负荷波动大的特点,定制了 “预判 - 联动 - 优化” 的调度逻辑。系统根据气象预报提前预判降雨强度,在降雨来临前启动泵站预排空模式,降低管网初始水位;降雨过程中,根据各泵站进水口水位、流量数据,动态调整泵站运行参数,实现 “高水位满负荷运行、低水位节能运行”,避免泵站空转或超载运行。对于分布式泵站群,系统通过管网水力模型计算最优调度路径,实现泵站之间的协同联动,例如当某区域管网水位过高时,自动调度周边空闲泵站加大抽排力度,分流排水压力。
在调蓄设施调度方面,方案针对蓄水池、调蓄池等设施,定制化开发容量优化调度功能。系统根据实时降雨量、管网水位数据,动态调整调蓄设施的蓄水与泄水时机:降雨初期,调蓄设施提前蓄水,减少管网汇流压力;当管网水位回落至安全范围后,再有序泄水,避免二次内涝。对于雨洪行泄通道,系统通过视频监测与流量监测数据,实时掌握通道通行状态,及时发布通行预警,确保行洪安全。
此外,方案还支持定制化应急调度预案,针对极端暴雨等突发情况,自动触发应急调度模式,联动闸门、泵站、调蓄设施等所有排水资源,形成 “全域一盘棋” 的应急排水格局。同时,调度系统具备手动干预功能,当出现特殊情况时,管理人员可切换至手动模式,根据实际情况调整调度策略,确保调度的灵活性与可靠性。
四、数字化管网协同治理,夯实内涝防治 “硬件基础”
多雨地区内涝防治不仅需要高效的应急处置,更需要坚实的管网基础设施支撑。智慧水务解决方案通过数字化技术赋能管网治理,为多雨地区定制化提供管网优化、改造与养护的技术支持。
在管网数字化建模方面,方案针对多雨地区管网复杂、数据缺失的问题,定制化开发管网数字化孪生系统。通过无人机测绘、管道机器人探测、GIS 地理信息系统等技术,精准采集管网位置、管径、材质、坡度等数据,构建 1:1 比例的三维管网数字模型。模型融合实时监测数据,可动态模拟管网水流状态,直观呈现内涝风险点、管网瓶颈段等关键信息,为管网改造提供数据支撑。例如,通过模拟发现某区域管网存在管径偏小的瓶颈段,方案可基于水力计算结果,定制化提出管网扩容改造建议,提升区域排水能力。
在管网养护方面,方案针对多雨地区管网淤积严重的问题,定制化开发养护计划生成系统。系统根据管网监测数据、历史淤积情况、降雨规律等因素,自动生成差异化的养护计划:对于易淤积的管网节点,缩短养护周期,采用高压清洗、吸污等方式定期清疏;对于管网破损路段,精准定位破损位置,提出局部修复或更换建议,避免雨水渗漏引发路面塌陷或管网功能下降。同时,系统可跟踪养护进度与效果,形成养护闭环管理,确保养护工作的针对性与有效性。
在海绵城市建设协同方面,方案定制化整合海绵城市设施数据,将下沉式绿地、透水铺装、植草沟等设施纳入智慧水务管理体系。通过监测海绵设施的蓄水、渗流数据,评估设施运行效果,为海绵设施的优化布局提供技术支持。例如,当监测到某区域下沉式绿地蓄水能力不足时,方案可提出扩大绿地面积或优化地形设计的建议,提升区域雨水调蓄能力,从源头减少内涝发生概率。
结语
多雨地区内涝防治是一项系统性、复杂性的工程,智慧水务解决方案通过定制化的监测感知、预警预报、排水调度与管网治理技术,打破了传统内涝防治模式的局限性,实现了内涝防治从 “被动应对” 向 “主动防御”、从 “经验驱动” 向 “数据驱动” 的转变。未来,随着技术的不断迭代升级,智慧水务解决方案将进一步深化定制化服务,结合多雨地区的具体需求,融合更多前沿技术,为城市内涝防治提供更精准、高效、可持续的技术支持,助力打造 “海绵城市”“韧性城市”,守护城市安全与居民福祉。