在全球气候变化与城市化进程加速的双重影响下，城市内涝问题日益严峻。强降雨天气下，城市排水系统不堪重负，大量积水不仅阻碍交通、干扰居民正常生活，更可能引发次生灾害，威胁生命财产安全。而精准的内涝积水监测，是应对城市内涝的关键环节。传感器作为监测系统的 “感知触角”，其合理选择与科学部署，直接决定着内涝监测的准确性与及时性，对城市内涝预警、应急决策和灾害防控具有重要意义。

城市内涝积水监测常用传感器类型

液位传感器

液位传感器是城市内涝积水监测的基础设备，通过测量积水深度来反映内涝情况。常用的液位传感器包括超声波液位传感器、雷达液位传感器和压力式液位传感器。超声波液位传感器利用超声波在空气中的传播时间来计算液位高度，具有非接触测量、安装方便、成本较低等优点，适用于道路、广场等开阔区域的积水深度监测 。但它受环境温度影响较大，在高温或低温环境下测量精度会有所下降。雷达液位传感器则利用电磁波反射原理测量液位，具有测量范围广、精度高、抗干扰能力强等特点，尤其适用于恶劣天气条件下的监测，即便在暴雨、浓雾等环境中也能稳定工作，可用于城市立交桥下、地下通道等关键易涝点的积水深度监测。压力式液位传感器基于液体压力与液位高度的关系进行测量，将其安装在积水底部，通过测量液体压力换算出液位高度，该传感器精度较高、稳定性好，但需直接接触积水，长期使用可能受到水中杂质腐蚀，影响使用寿命，常用于河流、湖泊等相对稳定水体的内涝监测辅助。

流量传感器

流量传感器用于监测排水管道、河道等的水流流量，能直观反映排水系统的运行负荷和排水能力。电磁流量传感器是常见类型之一，它依据法拉第电磁感应定律工作，测量精度高、量程范围宽，对流体的电导率有一定要求，适用于含有一定电解质的污水、雨水流量测量，可安装在城市排水管网的主干管上，实时监测排水流量，判断排水系统是否超负荷运行。超声波流量传感器通过检测超声波在流体中的传播时间差来计算流速和流量，具有非接触测量、安装维护方便等优势，适用于渠道、河道等明渠流量监测，帮助了解城市周边水系的水流情况，为内涝防控提供更全面的数据支持。

水质传感器

在城市内涝过程中，积水水质可能因雨水冲刷、污水倒灌等受到污染，影响居民健康和生态环境。水质传感器可实时监测积水的关键水质指标，如 pH 值、溶解氧、电导率、化学需氧量（COD）等。例如，当 pH 值出现异常波动，可能意味着有工业废水等污染物质混入积水；电导率升高则可能暗示污水混入。通过水质传感器的监测数据，相关部门能及时评估内涝积水的污染程度，采取针对性的处理措施，避免污染扩散。

气象传感器

气象条件与城市内涝密切相关，气象传感器能够实时获取降雨强度、风速、风向、空气湿度等气象数据，为内涝监测和预警提供重要的前置信息。雨量传感器是最基础的气象传感器之一，通过测量单位时间内的降雨量，帮助判断降雨是否达到可能引发内涝的阈值。结合风速风向传感器的数据，还能预测降雨的移动趋势和影响范围，提前做好内涝防范准备。温湿度传感器则可辅助分析空气湿度对积水蒸发和排水系统运行的影响，例如在湿度较大的天气，积水蒸发缓慢，可能加重内涝程度，为决策提供更全面的参考依据。

城市内涝积水监测传感器的部署策略

重点区域优先部署

城市中存在一些内涝风险较高的重点区域，需优先部署传感器。低洼地带、立交桥下、地下通道、老旧小区等区域，由于地形或排水设施老化等原因，容易形成积水，应加密部署液位传感器和流量传感器。以立交桥下为例，可在桥洞两端、底部等关键位置安装多个液位传感器，实时监测积水深度变化；在连接桥洞的排水管道入口处安装流量传感器，监测排水流量，一旦发现积水深度超过安全阈值或排水流量异常，立即发出预警。此外，城市商业区、学校、医院等人员密集区域，一旦发生内涝，后果严重，也需重点部署传感器，确保能及时掌握内涝情况，保障人员安全疏散。

结合排水系统布局部署

传感器的部署应紧密结合城市排水系统的布局。在排水管网的关键节点，如主干管与支管的交汇处、泵站入口、出水口等位置，安装流量传感器和液位传感器，实时监测管网内的水流状态和水位变化，判断排水系统的运行效率和是否存在堵塞等问题。在河流、湖泊等城市周边水系与排水系统的连通处，部署流量传感器和液位传感器，监测水系水位和水流对城市排水的影响，当水系水位过高可能倒灌城市时，及时发出预警。通过对排水系统各关键节点的全面监测，实现对整个排水系统运行状态的实时掌控，为内涝防控提供准确的数据支持。

构建多层次监测网络

为提高内涝积水监测的全面性和准确性，应构建多层次的传感器监测网络。在宏观层面，利用卫星遥感、无人机等技术，对城市大面积区域进行积水情况的宏观监测，快速获取城市内涝的整体分布和严重程度；在中观层面，在城市道路、小区、商业区等区域部署各类地面传感器，进行局部区域的精准监测；在微观层面，针对一些特殊场所，如地下停车场、地铁隧道等，安装专门的传感器，实时监测这些封闭空间内的积水情况。通过将宏观、中观和微观监测数据相结合，形成一个完整的内涝积水监测网络，为城市内涝防控提供全方位的数据支撑，提高预警和决策的科学性。

考虑数据传输与供电

传感器部署时，需充分考虑数据传输和供电问题。为实现监测数据的实时传输，可采用多种通信技术相结合的方式，如在网络信号良好的区域，利用 4G/5G 无线网络进行数据传输，确保数据快速、稳定上传至监测中心；在网络覆盖不足的偏远区域或地下空间，可采用 LoRa、NB - IoT 等低功耗广域网通信技术，保障数据传输的可靠性。在供电方面，对于安装在道路、广场等位置且有电力供应条件的传感器，可采用市电供电，确保稳定供电；对于一些偏远地区或不易接入市电的区域，可采用太阳能供电、电池供电或太阳能与电池结合的供电方式，太阳能供电环保节能，但受天气影响较大，电池供电可作为备用电源，保证传感器在各种天气条件下都能持续工作。

定期维护与更新

为确保传感器长期稳定运行，提供准确可靠的监测数据，需建立完善的传感器定期维护与更新机制。定期对传感器进行清洁、校准和检查，清除传感器表面的污垢、杂质，确保其正常工作；对传感器的测量数据进行校准，保证测量精度；检查传感器的通信模块、供电系统等部件是否正常运行，及时发现并解决故障问题。随着技术的不断发展，适时对老旧传感器进行更新换代，采用性能更优、功能更强的新型传感器，提高内涝积水监测的水平和效率。

结论

城市内涝积水监测中，传感器的选择和部署是一项系统性工程。合理选择液位、流量、水质、气象等不同类型的传感器，并根据城市内涝风险区域、排水系统布局等因素进行科学部署，构建多层次监测网络，同时解决好数据传输和供电问题，加强传感器的定期维护与更新，才能实现对城市内涝积水的全面、精准监测。这不仅有助于及时预警内涝灾害，为城市应急管理提供有力的数据支持，还能为城市排水系统的规划、建设和改造提供重要依据，提升城市应对内涝灾害的能力，保障城市居民的生命财产安全和城市的可持续发展。