武汉德希科技 | 排水管网复杂工况感知监测手段及实施要点

市政管网勘测研究员提出，城市地下排水管网长期处于高湿腐蚀、泥沙淤积、杂物漂浮、无线信号受限的复杂工况，传统人工下井巡检很难实现连续、真实的管网状态采集，故而需要通过感知设备选型、专用终端、定制化安装工艺相互配合，适配检查井、箱涵、溢流排口等多种现场条件。下文从测点布设、设备选型、供电通信、安装工艺、数据应用、现场运维六个维度对管网监测技术展开阐述。

一、管网测点布设策略

管网设计人员把主干交汇井、合流溢流井、工业汇流排口作为重点监测位置，主干管与调蓄构筑物出口搭配流量与水位组合监测，居民区支管井仅部署水位采集单元，污染风险突出点位增设水质传感模块。测点选址需要和弯道、跌水、闸阀保持不小于十倍管径的顺直管段以此降低紊流对测量数据带来的干扰，井筒墙体疏松、长期重度淤堵的井位不适合布设监测设备，多条片区汇流节点增加测点密度使得雨污混接、污水偷排事件能够被及时捕捉。

二、多类型感知设备选型

雷达水位传感器

测量量程：7m

测量精度：±3mm

天线波束角：8°

供电规格：DC6‑24V，平均功耗≤30mW

防护等级：IP68，铝合金外壳

通信接口：RS485 Modbus

多普勒超声流量探头

流速区间：0.02‑5m/s

流量演算精度：±2‑3%（受断面形态影响）

结构特征：无旋转机械部件，抗水草杂物缠绕

安装配套：可配置加高支架规避渠底淤泥掩埋

通信接口：RS485 Modbus

水质传感组件

拓展监测因子：COD、氨氮、浊度

防护结构：镂空防护箱体，阻隔大块漂浮杂物

组网方式：支持井下多传感总线并联

三、井下终端供电通信模式

供电配置：7.2V 大容量锂电供电

静态工作电流：＜1.3mA，适配长期休眠运行

本地存储：16M Flash，TF 卡最高支持 256G 扩容

硬件接口：多路 RS485 接口、井口 USB 调试接口

通信模块：内置 4G 无线模块，支持断网本地缓存，通信恢复自动补发报文

协议适配：符合水务行业传输规约，对接市级排水管控平台

四、特殊工况安装工艺要求

施工班组将多普勒流量探头通过 DN32 镀锌模块化支架固定在管道底部，探头正对来水流向，雷达水位计借助 L 型不锈钢支架水平锁紧在井盖下方预留拆装检修操作空间。全部线缆穿防腐波纹管敷设，接头位置填充防水密封胶，整套金属支架完成除锈处理再涂刷两层防腐底漆加一道耐候面漆。水质传感放置镂空防护箱体，箱体与井壁留存 2cm 间隙以此避免淤泥直接包裹探测头部，流量探头配套线缆内部导气管必须全程保持干燥不得浸泡于污水之中，整套施工结束后把管道底宽、边坡系数录入终端用于后台流量自动演算。

五、多源数据融合应用

排水调度技术人员依托 GIS 电子地图调取全城管网检查井监测点位，鼠标悬浮即可读取实时井内水位、瞬时流量、水质浓度数值，系统自动生成汛期时序变化曲线。水位流量水质触碰预设警戒阈值后触发网页弹窗以及短信告警，平台支持上下游监测点数据对比以此定位管网渗漏、雨污混接、非法排污点位。平台可远程下发采集频次调整指令，枯水期切换低频休眠模式，汛期自动加密上报频次减少整套站点电量消耗，监测时序记录可导出作为环保执法取证材料。

六、复杂环境现场运维处置

管网管护班组按季度下井清理传感探头表面附着的淤泥、藻类杂物，每半年利用标准标尺、标准溶液分别完成水位、水质探头比对校准，不锈钢支架、线缆密封接头同步做防腐复查，电池使用周期达到三年需要完成整体更换作业。设备故障大多来自探头淤堵、线缆护套破损、供电衰减几类问题，井口 USB 调试接口可以快速读取设备工况减少频繁下井作业频次，井下高腐蚀、高淤积环境会加速设备部件老化因而需要适度提高巡检频次。

结尾：

排水管网所处地下环境存在诸多不可控因素，设备选型、现场安装与周期性运维需要相互配合，才可使监测数据具备参考价值，为城市内涝防控、水环境治理提供可靠的基础数据支撑。