四信排水管网监测解决方案，助力海绵城市建设健康排水系统

　　

背景概述

　　随着城市发展和用水人口大幅度增加，城市的雨、污水的排放量出现新高。

　　近日，全国多地发生持续强降水，各大水系河道排水量的急剧增大，福建龙岩、三明局部区域发生洪涝灾害，出现河水上涨、积水内涝、农田被淹等汛情，给防洪排水、公众出行、安全生产工作等带来了极大的挑战。

　　

　　城市排水管网系统被称为“城市生命线系统”之一，是衡量城市现代化水平的重要标志，是保证城市生活正常运作至关重要的基础设施。因此对排水管网进行科学、高效的监测管理，使市政管理者能够全面、准确、及时的掌握排水管网信息，给出及时、正确的应对措施，充分发挥排水管网信息在城市规划、建设、运行和管理中的作用，对于实现智慧城市建设和城市的可持续发展意义重大。

　　政策导向

　　01.2014年3月《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》

　　发展智能水务，构建覆盖供水全过程、保障供水质量安全的智能供排水和污水处理系统

　　02.2015年10月《全国城市市政基础设施规划建设“十三五”规划》

　　发展智慧水务，构建覆盖供水全过程，涵盖水量、水质、水压、水设施的信息采集、处理与控制体系

　　03.2017年5月“十三五”规划

　　构建智慧水务信息采集、处理与控制体系

　　04.2020年7月“十四五”规划

　　通过推进智慧城市建设推进市政公用设施、建筑等物联网应用和智能化改造

　　

痛点分析

　　01.雨水管网存在问题

　　污染源头难以追溯，无法确定污水偷排点的具体位置。

　　数据不可视，管道分布、管道流向、管内液位、管内水质、井盖状态等数据不可视，难以定位污染原因及源头。

　　02.污水管网存在问题

　　污水满溢现象严重

　　雨污合流至排水管网体系下，雨天大量污水通过溢流口流入雨水排水管网，引起河道严重污染。

　　污水管网液位过高

　　污水管网长期处于高液位运行状态，排水户无法有效排污，存在私偷排等行为。

　　污水处理存在短板

　　污水管网数量不足，污水处理能力缺口大。雨天大量雨水进入污水系统，造成污水处理厂水质波动加大，影响污水处理正常运行。

　　调度能力较为薄弱

　　提升泵站的输水能力和污水处理厂的处理能力难以满足要求，主要依靠人工驻点看护和运行，难以对整体管网情况进行调度和把控。

　　

解决方案

　　为此，四信以物联网、云计算、水动力分析等技术为支撑，全面掌握排水系统的运行情况如管网水位、流量、水质等，保证排水系统安全高效运行；通过构建安全预警平台，提高应急指挥及快速处置能力；提供科学、先进的城市级水力分析模型，全面评估城市排水管网能力；以城市排水设施数据为基础，结合管网监控数据、气象预报、雨情信息，为城市排水规划、防涝预测提供决策依据，切实提高城市排水防涝信息化水平与管控能力，加速海绵城市的建设步伐。

　　

系统功能

　　01.管线基础信息采集

　　实现对排水管网管线的位置、高度、属性等信息收集；对河道水位标高、地下水水位标高、污水厂、泵站运行情况数据信息进行收集，对于区域用水情况进行收集，对管网信息进行规范管理。

　　02.管网感知数据采集

　　实现排水管网窨井井盖监测数据采集，实现井盖状态、管网液位、管网流量、管网水质等参数采集，实现管网泵站运行参数采集监测，构建整个排水管网的智能感知。

　　03.GIS“一张图”监测

　　运用GIS技术构建地下排水管网管线规划分析系统、静态沙盘等，实现多维度直观展示排水系统；绘制地下排水管网动态“一张图”，全局透视城市地下管网，全方位、多角度、多元化动态展示地理信息空间分布。

　　04.大数据分析

　　通过可视化监测平台，实现整体水质、液位、流量、雨量等监测告警，实现漫溢警报；对河道断面数据、排水数据信息、污水趋势数据等进行分析，对管道淤堵、雨污合流、低洼液位及内涝等进行报警、定位。

　　核心能力

 

　　1.管网流量监测

　　在雨污水管道关键节点上布设流量计，实时采集排水管网的流量、流速等数据，通过管理平台实现雨污水管道流量、流速的实时感知和城域化汇集管理，实现实时监测告警、精准快速定位事故地段，并通过数据传输网络将采集到的数据接入到各个应用系统中，为城市排水精细化管理、应急决策指挥以及行业应用等方面提供科学有效的数据支撑。

　　2.管网水质监测

　　在雨污水管道以及排水河道的关键节点布设水质监测设备，实时掌握城市排水管网水质情况，并上传至管理平台及各个应用系统，实现对管网水质监测、预警，能精准快速定位水质问题。可控制污水向地表水环境和市政雨水管道排入，同时也可控制河湖等地表水进入污水系统。实现晴天截流污水、雨天截流初雨、后期雨水入河。

 

　　3.窨井液位监测

　　在城市窨井内安装液位计，将窨井液位数据动态传输到管理平台，实现排水管网液位在线分析、多级报警、淤堵分析、内涝分析等，为排水管理部门提供实时的、有效的系统化监测数据。

　　4.井盖状态监测

　　在城市窨井井盖上安装智能井盖监测终端，当井盖发生位移、倾斜等变化时，将触发智能井盖监测终端工作，及时将报警信息传输到监测管理平台，实现对窨井井盖状态实时监测，实现城市窨井安全防御监测。

　　5.雨水在线监测

　　在排水管网分区关键节点布设雨量监测站，实时掌握城市排水分区降水量，并将数据及时上传至管理平台进行统计分析。对连续降雨进行长历时监测，对典型的中雨、大雨、暴雨等级雨量进行筛查，有助于应急部门精准、高效采取应急措施，避免城市内涝灾害。

　　6.泥沙检测

　　通过在管道设置泥沙厚度监测仪，将数据实时采集至智慧排水管网信息管理平台，以使工作人员在任何时候能清楚地掌握排污管道，污水管道，城市地下水管道的污泥量，及时有效地执行排泥操作，避免因积泥太多造成排泥管口堵塞。

　　7.能耗监测

　　通过建设能耗监测系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号，实现对整个排水管网监测站点用电的实时监控，帮助管理者对排水过程进行合理的能耗评估，以达到降低能耗的目的。

　　8.视频监控

　　在易涝点布设视频监控，掌握路面积水实况，以便及时采取防洪排涝措施；在重点排水户排水口布设红外视频监控，夜间偷排时自动报警并触发拍照，及时发现偷排事件。

　　9.泵站远程监测

　　在排水泵站通过智能网关对接水泵控制柜，实时采集排水泵站的运行数据，数据统一汇聚到管理平台，实现泵站运行状态实时监测，实现对水泵手动控制、远程控制，可对多个监测泵站设备进行分布式监控和集中管理，为排水管网精细化管理提供科学、有效的数据支撑。

　　10.管网养护

　　在易聚集有毒有害、易燃易爆气体的污水管网关键节点内布设有害气体监测传感器和压力传感器，实时掌握城市排水管网内有害气体浓度指标和压力状态，并及时上传至管理平台，对管网异常情况进行快速预警，可对报警点位置进行快速定位，为管网问题的追溯提供有效的、准确的系统化监测数据。

　　智慧排水管网信息管理平台

　　结合物联网技术，实现对排水、污水排放情况、污水处理厂、城市内涝情况进行实时监控以及异常情况预警报警，实现管网事故“主动式”处理和预防；对市政管网的日常维护等管理应用进行功能设计与应用，提高市政管网运维信息化水平，保证城市市政管线的安全、高效运维，保障城市顺畅运行。

　　GIS“一张图”

　　通过“一张图”展示管网设施数据、监测数据等，包括实时监测数据、运行状况、风险提示等，方便管理部门快速、精确处理。

　　移动智能终端APP

　　

应用价值

　　1.降低企业运营成本

　　远程在线监控各站点及设备的实时运行数据，实现无人值守，节省大量的人力、物力、财力，有效降低运行维护成本。

　　2.降低事故风险与隐患

　　基于物联网技术，通过可视化平台进行展示与监控，对异常情况进行实时预警、快速响应，智能调控设备的运行状态。当异常事件发生时，能够第一时间进行干预和处置，确保安全、持续地排水。

　　3.实现智慧决策

　　大数据中心可全面整合，实现多平台数据互联互通，消除各部门之间的“信息孤岛”。对水务数据进行深度挖掘与分析，发挥数据的智慧决策能力，为企业业务管理提供快速、有效的决策支撑。

　　4.推进海绵城市建设

　　城市排水管网系统的建设可实现对管网运行情况实时在线监测，通过智慧水循环利用达到减少碳排放、节约水资源的目的，通过智慧水污染控制与治理实现雨水及再生水的循环利用，从而推进智慧化的海绵城市建设。