排水管网智能监测体系的核心架构与实施要点-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-06-17 | 7 次浏览 | 分享到:
本文构建了排水管网智能监测体系的全流程架构,涵盖源头排水单元至末端受纳水体的监测对象范畴,明确物理参数(水位精度 ±1cm、流量误差≤5%)与水质参数(COD、氨氮等)的多维度监测指标。提出化学分析法与动态频次机制结合的技术路径,设计固定式与移动式差异化监测模式,从水力与水质角度阐述点位科学布设原则。实施要点强调结合管网拓扑与历史数据建模,通过 “源头 - 过程 - 末端” 全链条数据采集,为城市排水管网智慧化管理提供决策支撑。

一、监测体系的对象范畴

排水管网监测构建了从源头到末端的全流程监控网络,具体涵盖:

源头排水单元:包括居民小区、工业企业、商业综合体等各类排水终端,重点关注污染物初始排放特征;

重点排污主体:化工、食品、医疗等行业的排水户,需针对其生产工艺特性增设特征污染物监测;

易涝风险区域:下穿隧道、低洼广场、地下通道等暴雨积水高发地段,需实时监控水位变化;

管网关键节点:市政雨污水主干管与支管的汇流处、合流制管网溢流口、污水厂进水前端等,作为流量与水质的枢纽监测点;

末端受纳水体:雨水排口对应的河道、湖泊等水体,需同步监测水质指标以评估排放影响。


二、核心监测项目与技术指标

监测系统通过多维度数据采集实现管网运行状态感知:

物理参数:实时水位(精度 ±25px)、流速(范围 0.1-10m/s)、流量(误差≤5%),结合雨量传感器(分辨率 0.1mm)构建水力模型;


水质参数:

污水管网:COD、氨氮、悬浮物(SS)、pH 值、电导率等常规指标,工业排水户另需监测重金属、挥发酚等特征污染物;

雨水管网:重点监测 COD、电导率以评估面源污染,溢流口需增设浊度与总磷指标;

可视化监控:通过智能摄像头对泵站、截污闸、易涝点等关键位置进行视频巡检,支持 AI 识别漂浮物与管道破损。


三、水质监测技术路径与频次设计

(一)监测方法体系

化学分析法:采用电化学传感器(如 pH 电极)、光谱分析法(紫外 - 可见分光光度法测 COD),适用于固定站点连续监测;


快速检测技术:便携式多参数水质仪可现场测定氨氮、溶解氧等指标,适用于临时采样与应急监测。


(二)动态监测频次机制

水力参数监测:

旱季:液位监测 1 分钟 / 次,流量与流速 5-15 分钟 / 次;

雨季:全参数实时监测(1 分钟 / 次),超标时自动触发高频采集(10 秒 / 次);


水质参数监测:

连续排放场景:pH、流量 10 分钟 / 次,COD、氨氮等 2 小时 / 次,每日不少于 12 组数据;

间歇排放场景:监测频次与排放时长挂钩(如每排放 1 小时获取 6 组 pH 数据)。


四、差异化监测模式与点位布局策略

(一)监测方式分类

固定式监测:合流制溢流排口、主干管节点、重点排水户排口需布设永久监测站,配备太阳能供电与 4G 传输模块;


移动式监测:支次管网节点采用便携式设备周期性巡检,可按流域分区轮换覆盖,降低建设成本。


(二)点位科学布设原则

水力监测点位:

污水干管接入主干管前、污水厂进水端必设监测点,主干管每 3-5 公里布设 1 处;

河道常水位以下的管道入河口及上游 2 公里处需加密布点;

易涝点雨水管渠需在管顶高程以下 1250px 处设置水位预警传感器。


水质监测点位:

重点排水户排口需安装 COD 在线监测仪,食品加工企业另需监测动植物油指标;

雨水主干管汇流前、重要排口处需设置水质自动采样器,同步监测 COD 与电导率。


辅助监测网络:

雨量站按水文分区布设,优先接入气象部门数据,加密区每 5 平方公里增设 1 站;

视频监控覆盖泵站、溢流口等关键设施,汇水面积超 1 平方公里的节点需布设红外摄像头。


五、系统化监测网络的实施要点

监测点位布设需结合管网拓扑结构与历史数据建模分析,现场踏勘需确认管道材质、埋深及周边环境条件。对于不满足安装条件的点位,可调整至上游 50-100 米处的直线井段,确保水流稳定且便于维护。该监测体系通过 “源头管控 - 过程监控 - 末端治理” 的全链条数据采集,为城市排水管网的智慧化管理提供决策支撑。