在气候变化与城市化加速的双重压力下，城市积水内涝已成为制约宜居发展的突出难题。传统监测依赖人工巡查与单点设备，存在响应滞后、覆盖不足、决策被动等痛点。智慧水务背景下，物联网、人工智能、数字孪生等新技术的深度融合，正在重构 “感知 - 传输 - 分析 - 决策” 全链条监测体系，实现内涝从 “被动应对” 向 “主动防控” 的范式转变。以下从四大技术维度，解析城市积水内涝监测的创新应用与实践价值。

一、感知层：多模态传感网络，构建水文 “神经末梢”

感知是内涝监测的基础，新一代传感技术通过 “高精度、全要素、低功耗” 的设备矩阵，打破传统监测的空间局限与精度瓶颈。

1. 高精度水位感知技术升级

传统压力式传感器易受水质浑浊、漂浮物干扰，而雷达水位计凭借多普勒测速原理实现突破：发射高频电磁波分析反射信号，达成毫米级水位测量，在广州智慧排水项目中，4244 个物联监测点中近半数采用此类设备，有效应对河道、管网的复杂水环境。针对桥涵、隧道等低矮空间，电极阵列式电子水尺采用模块化设计，1-5 米量程可灵活配置，通过不同高度电极的导通状态精准定位水位，在广州 277 个易涝风险点的布防中发挥关键作用。

2. 多参数融合感知体系

单一水位数据难以支撑全面研判，多传感器集成技术实现 “水位 - 雨量 - 流速 - 水质” 协同监测：翻斗式雨量计搭配自清扫机构，避免树叶堵塞导致的降雨量误判；声学多普勒流速仪同步获取三维流速分量，结合水位数据自动计算流量，为管网负荷分析提供依据；水质传感器实时监测 COD、氨氮等指标，预警内涝次生污染风险。厦门某项目中，这类多参数节点使内涝成因分析准确率提升至 92%，较单一监测设备提高 40%。

3. 极端环境适配设备创新

针对地下车库、下沉广场等特殊场景，地埋式智能监测仪采用 304 不锈钢密封舱体，防护等级达 IP68，可耐受 - 30℃至 70℃温差，内置锂亚硫酰氯电池结合动态休眠算法，实现 5 年免维护运行。在广州暴雨应急中，这类设备在 1.5 米积水浸泡下仍稳定传输数据，解决了传统设备 “泡水即失效” 的难题。

二、传输层：全域互联技术，打造数据 “神经脉络”

数据传输的稳定性直接决定监测效率，新一代通信技术通过 “多模冗余、边缘智能” 保障极端条件下的信息畅通。

1. 多模通信冗余机制

极端天气常导致单一通信中断，4G/5G + 北斗短报文 + LoRa 三模通信模块构建主备信道自动切换体系：日常采用 5G 实现毫秒级传输，暴雨导致基站瘫痪时，自动切换至北斗卫星通信，在郑州 2025 年特大暴雨中，该技术确保 1.2 亿条内涝预报数据无丢失。设备内置的 128GB 存储芯片可缓存 30 天数据，网络恢复后自动断点续传，广州智慧排水平台借此实现 “断网不断数” 的全时效监控。

2. 边缘计算赋能前端智能

传统设备需依赖云端分析，而边缘计算终端搭载 ARM Cortex-A55 处理器，在前端完成数据清洗与异常识别：通过轻量化 AI 模型实时判断雷达水位计 “无水误报”、雨量计 “翻斗卡滞” 等故障，主动上报 18 项设备状态参数，使广州排水设施的运维效率提升 60%。在杭州亚运会防汛保障中，边缘节点还实现协议实时转换，快速对接交通信号系统，为跨部门联动奠定基础。

三、平台层：智能分析中枢，构建决策 “数字大脑”

平台层通过数据融合与模型算法，将海量感知数据转化为可执行的决策依据，是智慧监测的核心。

1. 数字孪生可视化推演

CIM+GIS+BIM 融合技术构建城市排水三维数字孪生体，将排水管网、泵站、河道等设施精准映射至虚拟空间。广州智慧排水平台整合 17 万余条管段数据，实现积水深度、影响范围、撤离路径的动态推演，管理人员可直观掌握 “雨水从哪里来、积在哪里、排向哪里”。在深圳前海片区，该技术结合 SWMM 水文模型，模拟不同降雨情景下的管网负荷，为改造方案提供量化支撑。

2. AI 驱动的预警与调度模型

人工智能算法突破传统水动力学模型的算力局限：LSTM 时序预测模型融合雨量、水位、地形数据，提前 12 小时预测内涝风险，广州已通过该模型完成 54 场降雨预报，准确率达 85% 以上；强化学习调度模型实时分析积水数据与泵站状态，动态生成最优排水方案，使深圳试点泵站排水效率提升 35%，能耗降低 22%。此外，视频 AI 分析技术接入 47 万路城管云视频资源，自动识别积水区域被困人员与涉水车辆，为抢险提供精准靶向。

3. 全周期数据闭环管理

平台建立 “监测 - 告警 - 处置 - 复盘” 闭环机制：设置蓝、黄、橙、红四级预警阈值，超标时自动推送短信、APP 告警，广州 2024 年通过该机制处置 632 次水尺告警、594 宗积水事件；雨后生成 “一雨一报”，复盘内涝成因并更新 1088 个历史涝点台账，为管网改造提供依据。

四、应用层：场景化联动，实现防控 “高效落地”

新技术的价值最终体现在应用场景中，通过跨领域联动将监测数据转化为防控行动。

1. 设施智能联动控制

监测系统与排水设备的自动联动打破 “人工启停” 局限：武汉光谷片区通过平台继电器输出端口，当积水超阈值时自动启动 12 座泵站，使积水消退时间从 4 小时缩短至 1.2 小时；广州厂网河一体化调度模型，将典型泵站防洪标准从 20 年一遇提升至 30 年一遇。

2. 跨部门协同响应

数据共享打破 “信息孤岛”：南京新街口商圈监测系统对接交通信号，积水超 375px 时缩短绿灯引导绕行，超 750px 触发红灯禁行，使暴雨拥堵指数下降 40%；广州平台整合气象、水利数据，联动 433 辆抢险车辆与 214 支队伍，将物资调配时间从 2 小时压缩至 35 分钟。

3. 公众协同预警服务

通过导航软件、社区 APP 推送个性化预警：结合积水预测数据，为市民提供 “绕行路线建议”；在地下车库入口设置联动 LED 屏，实时显示积水深度与禁入预警，2024 年广州通过该方式避免 120 余起车辆涉水事故。

结语：技术融合重塑内涝防控新格局

从广州 “三全一有” 智慧管控体系到厦门 “感知 - 决策 - 执行” 全链条方案，新技术正在让城市积水内涝监测从 “点状监测” 走向 “全域感知”，从 “经验判断” 走向 “数据决策”。未来，随着数字孪生与 AI 预测的深度迭代，以及 “平战结合” 管理模式的普及，城市将逐步构建起 “雨前精准预报、雨中高效处置、雨后科学复盘” 的智慧防控体系，为宜居城市建设筑牢水务安全屏障。