排水管网监测系统在防汛排涝中通过实时监测管网状态、动态预警内涝风险、优化排水调度、辅助应急决策及评估系统效能等关键作用,实现从 “被动应对” 到 “主动防控” 的转变。例如,上海、深圳等城市通过液位监测定位堵塞点,北京、武汉等借助数据联动提升调度效率,深圳光明区试点项目使内涝持续时间缩短 50%。系统依托物联网、AI 和数字孪生技术,为城市内涝防治提供精准支撑,助力构建智慧防汛体系。
排水管网监测系统通过实时采集、传输和分析管网数据,为防汛排涝提供了科学决策依据和动态管控手段。
一、实时监测管网运行状态,预警内涝风险
关键数据实时采集
通过部署在排水管网中的液位计、流量计、水质传感器等设备,实时监测管网水位、流量、流速、水质(如COD、氨氮浓度)等参数。例如,当某路段管网水位超过警戒值时,系统立即触发预警。
案例:在暴雨期间,上海、深圳等城市的排水管网监测系统曾通过液位数据快速定位管网堵塞点,提前预警易涝区域。
内涝风险动态预警
结合历史数据和气象预报(如降雨量、风速等),系统通过算法模型预测管网负荷趋势。当预测到某区域管网排水能力不足时,自动生成内涝风险预警信息,通知防汛部门和公众。
应用场景:2023年北京暴雨期间,某区监测系统提前2小时预警管网超负荷运行,为紧急疏散和泵站调度争取了时间。
二、优化排水调度,提升管网运行效率
泵站与闸门联动控制
监测系统与排水泵站、闸门等设施的控制系统对接,根据实时数据自动调整设备运行参数。例如,当上游管网水位过高时,系统远程控制泵站加大抽排力度,或开启闸门向河道泄洪。
效益:武汉某排水系统通过 “监测-调度” 联动,将暴雨期间的管网排水效率提升了20%以上。
多区域协同调度
对于复杂的排水管网系统(如分区排水、雨污分流),系统可根据各区域的实时数据协调调度,避免局部积水向其他区域扩散。例如,通过关闭特定闸门,防止高水位区域的污水倒灌至低水位区域。
三、辅助应急决策,指挥防汛抢险
积水区域精准定位
结合管网监测数据和GIS地图,系统实时标注积水严重区域,为抢险队伍提供精准的地理坐标和积水深度信息。例如,杭州某监测系统在暴雨期间通过GPS定位和管网数据,快速定位50余处积水点,指导抢险车精准调度。
模拟推演与方案优化
利用历史数据和水力模型,系统可模拟不同暴雨强度下的管网运行情况,预测积水范围和退水时间,辅助防汛部门制定应急预案。例如,预先模拟“泵站故障+ 持续暴雨”场景,评估备用方案的有效性。
数据共享与部门协同
监测数据接入城市防汛指挥平台,实现气象、交通、城管等多部门信息共享。例如,交通部门根据积水预警实时调整公交线路,城管部门提前清理雨水篦子杂物,形成防汛合力。
四、评估排水系统效能,支撑规划改造
管网运行效能分析
系统通过长期数据积累,分析管网的薄弱环节(如排水瓶颈、老化管道),为管网改造和扩建提供依据。例如,南京某区通过监测数据发现部分老旧管网排水能力仅为设计值的60%,推动了管网更新工程。
防汛预案效果评估
暴雨过后,系统可对比实际监测数据与预案预测数据,评估防汛措施的有效性。例如,分析某次暴雨中泵站调度是否及时、闸门启闭是否合理,为优化下一次预案提供参考。
五、典型案例:深圳光明区排水管网监测系统
背景:光明区易受台风和暴雨影响,内涝风险较高。
应用:
部署300余个液位监测点和50余个流量计,覆盖主要道路和居民区管网。
暴雨期间,系统实时监测管网水位,通过 APP 向社区和抢险队伍推送预警信息。
联动泵站自动启停,结合人工疏通车快速处置积水点。
效果:2024年台风“海葵”期间,光明区内涝持续时间较往年缩短50%,未发生严重积水导致的交通中断。
排水管网监测系统通过“监测-预警-调度-评估”全流程管控,实现了防汛排涝从“被动应对”到“主动防控”的转变。未来,随着物联网(IoT)、人工智能(AI)和数字孪生技术的应用,监测系统将进一步提升智能化水平,为城市内涝防治提供更精准、高效的支撑。