四信排水管網監測解決方案，助力海綿城市建設健康排水系統

背景概述

隨著城市發展和用水人口大幅度增加，城市的雨、污水的排放量出現新高。

近日，全國多地發生持續強降水，各大水系河道排水量的急劇增大，福建龍巖、三明局部區域發生洪澇災害，出現河水上漲、積水內澇、農田被淹等汛情，給防洪排水、公眾出行、安全生產工作等帶來了極大的挑戰。

城市排水管網系統被稱為“城市生命線系統”之一，是衡量城市現代化水平的重要標志，是保證城市生活正常運作至關重要的基礎設施。因此對排水管網進行科學、高效的監測管理，使市政管理者能夠全面、準確、及時的掌握排水管網信息，給出及時、正確的應對措施，充分發揮排水管網信息在城市規劃、建設、運行和管理中的作用，對于實現智慧城市建設和城市的可持續發展意義重大。

政策導向

01.2014年3月《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》

發展智能水務，構建覆蓋供水全過程、保障供水質量安全的智能供排水和污水處理系統

02.2015年10月《全國城市市政基礎設施規劃建設“十三五”規劃》

發展智慧水務，構建覆蓋供水全過程，涵蓋水量、水質、水壓、水設施的信息采集、處理與控制體系

03.2017年5月“十三五”規劃

構建智慧水務信息采集、處理與控制體系

04.2020年7月“十四五”規劃

通過推進智慧城市建設推進市政公用設施、建筑等物聯網應用和智能化改造

痛點分析

01.雨水管網存在問題

污染源頭難以追溯，無法確定污水偷排點的具體位置。

數據不可視，管道分布、管道流向、管內液位、管內水質、井蓋狀態等數據不可視，難以定位污染原因及源頭。

02.污水管網存在問題

污水滿溢現象嚴重

雨污合流至排水管網體系下，雨天大量污水通過溢流口流入雨水排水管網，引起河道嚴重污染。

污水管網液位過高

污水管網長期處于高液位運行狀態，排水戶無法有效排污，存在私偷排等行為。

污水處理存在短板

污水管網數量不足，污水處理能力缺口大。雨天大量雨水進入污水系統，造成污水處理廠水質波動加大，影響污水處理正常運行。

調度能力較為薄弱

提升泵站的輸水能力和污水處理廠的處理能力難以滿足要求，主要依靠人工駐點看護和運行，難以對整體管網情況進行調度和把控。

解決方案

為此，四信以物聯網、云計算、水動力分析等技術為支撐，全面掌握排水系統的運行情況如管網水位、流量、水質等，保證排水系統安全高效運行；通過構建安全預警平臺，提高應急指揮及快速處置能力；提供科學、先進的城市級水力分析模型，全面評估城市排水管網能力；以城市排水設施數據為基礎，結合管網監控數據、氣象預報、雨情信息，為城市排水規劃、防澇預測提供決策依據，切實提高城市排水防澇信息化水平與管控能力，加速海綿城市的建設步伐。

系統功能

01.管線基礎信息采集

實現對排水管網管線的位置、高度、屬性等信息收集；對河道水位標高、地下水水位標高、污水廠、泵站運行情況數據信息進行收集，對于區域用水情況進行收集，對管網信息進行規范管理。

02.管網感知數據采集

實現排水管網窨井井蓋監測數據采集，實現井蓋狀態、管網液位、管網流量、管網水質等參數采集，實現管網泵站運行參數采集監測，構建整個排水管網的智能感知。

03.GIS“一張圖”監測

運用GIS技術構建地下排水管網管線規劃分析系統、靜態沙盤等，實現多維度直觀展示排水系統；繪制地下排水管網動態“一張圖”，全局透視城市地下管網，全方位、多角度、多元化動態展示地理信息空間分布。

04.大數據分析

通過可視化監測平臺，實現整體水質、液位、流量、雨量等監測告警，實現漫溢警報；對河道斷面數據、排水數據信息、污水趨勢數據等進行分析，對管道淤堵、雨污合流、低洼液位及內澇等進行報警、定位。

核心能力

1.管網流量監測

在雨污水管道關鍵節點上布設流量計，實時采集排水管網的流量、流速等數據，通過管理平臺實現雨污水管道流量、流速的實時感知和城域化匯集管理，實現實時監測告警、精準快速定位事故地段，并通過數據傳輸網絡將采集到的數據接入到各個應用系統中，為城市排水精細化管理、應急決策指揮以及行業應用等方面提供科學有效的數據支撐。

2.管網水質監測

在雨污水管道以及排水河道的關鍵節點布設水質監測設備，實時掌握城市排水管網水質情況，并上傳至管理平臺及各個應用系統，實現對管網水質監測、預警，能精準快速定位水質問題?？煽刂莆鬯虻乇硭h境和市政雨水管道排入，同時也可控制河湖等地表水進入污水系統。實現晴天截流污水、雨天截流初雨、后期雨水入河。

3.窨井液位監測

在城市窨井內安裝液位計，將窨井液位數據動態傳輸到管理平臺，實現排水管網液位在線分析、多級報警、淤堵分析、內澇分析等，為排水管理部門提供實時的、有效的系統化監測數據。

4.井蓋狀態監測

在城市窨井井蓋上安裝智能井蓋監測終端，當井蓋發生位移、傾斜等變化時，將觸發智能井蓋監測終端工作，及時將報警信息傳輸到監測管理平臺，實現對窨井井蓋狀態實時監測，實現城市窨井安全防御監測。

5.雨水在線監測

在排水管網分區關鍵節點布設雨量監測站，實時掌握城市排水分區降水量，并將數據及時上傳至管理平臺進行統計分析。對連續降雨進行長歷時監測，對典型的中雨、大雨、暴雨等級雨量進行篩查，有助于應急部門精準、高效采取應急措施，避免城市內澇災害。

6.泥沙檢測

通過在管道設置泥沙厚度監測儀，將數據實時采集至智慧排水管網信息管理平臺，以使工作人員在任何時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，及時有效地執行排泥操作，避免因積泥太多造成排泥管口堵塞。

7.能耗監測

通過建設能耗監測系統，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量和開關信號，實現對整個排水管網監測站點用電的實時監控，幫助管理者對排水過程進行合理的能耗評估，以達到降低能耗的目的。

8.視頻監控

在易澇點布設視頻監控，掌握路面積水實況，以便及時采取防洪排澇措施；在重點排水戶排水口布設紅外視頻監控，夜間偷排時自動報警并觸發拍照，及時發現偷排事件。

9.泵站遠程監測

在排水泵站通過智能網關對接水泵控制柜，實時采集排水泵站的運行數據，數據統一匯聚到管理平臺，實現泵站運行狀態實時監測，實現對水泵手動控制、遠程控制，可對多個監測泵站設備進行分布式監控和集中管理，為排水管網精細化管理提供科學、有效的數據支撐。

10.管網養護

在易聚集有毒有害、易燃易爆氣體的污水管網關鍵節點內布設有害氣體監測傳感器和壓力傳感器，實時掌握城市排水管網內有害氣體濃度指標和壓力狀態，并及時上傳至管理平臺，對管網異常情況進行快速預警，可對報警點位置進行快速定位，為管網問題的追溯提供有效的、準確的系統化監測數據。

智慧排水管網信息管理平臺

結合物聯網技術，實現對排水、污水排放情況、污水處理廠、城市內澇情況進行實時監控以及異常情況預警報警，實現管網事故“主動式”處理和預防；對市政管網的日常維護等管理應用進行功能設計與應用，提高市政管網運維信息化水平，保證城市市政管線的安全、高效運維，保障城市順暢運行。

GIS“一張圖”

通過“一張圖”展示管網設施數據、監測數據等，包括實時監測數據、運行狀況、風險提示等，方便管理部門快速、精確處理。

移動智能終端APP

應用價值

1.降低企業運營成本

遠程在線監控各站點及設備的實時運行數據，實現無人值守，節省大量的人力、物力、財力，有效降低運行維護成本。

2.降低事故風險與隱患

基于物聯網技術，通過可視化平臺進行展示與監控，對異常情況進行實時預警、快速響應，智能調控設備的運行狀態。當異常事件發生時，能夠第一時間進行干預和處置，確保安全、持續地排水。

3.實現智慧決策

大數據中心可全面整合，實現多平臺數據互聯互通，消除各部門之間的“信息孤島”。對水務數據進行深度挖掘與分析，發揮數據的智慧決策能力，為企業業務管理提供快速、有效的決策支撐。

4.推進海綿城市建設

城市排水管網系統的建設可實現對管網運行情況實時在線監測，通過智慧水循環利用達到減少碳排放、節約水資源的目的，通過智慧水污染控制與治理實現雨水及再生水的循環利用，從而推進智慧化的海綿城市建設。