城市排水管网水位流量监测｜城市生命线建设实施方案（武汉德希科技）

城市排水管网水位流量监测｜城市生命线建设实施方案（武汉德希科技）

一、方案导读

国内城市生命线安全工程的落地推进，使地下排水管网的在线感知能力成为排水防涝体系建设的重要组成部分。地下管网具备隐蔽性强、工况多变的特征，降雨期间管道水位、流量会发生剧烈波动，依靠人工巡检很难实现 24 小时不间断风险识别。排水工程研究人员指出搭建成套物联网感知监测体系，能够把管网内部水力动态转化为可统计分析的数字化信息，使城市内涝预警、管网淤积排查、合流溢流管控的工作基础有所夯实。武汉德希科技针对地下检查井、排水管道的复杂工况打造一体化管网感知硬件组合，包含 DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计、DX‑WLX‑2 雷达水位计、DX‑LD‑2 锂电池供电采集终端，整套设备无需市政市电供电，适配井下潮湿多泥沙的恶劣环境，大量城市生命线试点项目已经完成该套系统的现场布设。

二、管网监测核心设备技术参数

DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计

测量原理：声学多普勒速度‑面积法

流速测量范围：0.02‑5m/s，支持硬件量程拓展

流速测量精度：±1%±0.01m/s

水深测量范围：0‑10m

水深测量精度：±1cm

流量输出范围：0.001‑999999999m³/h

整机防护等级：IP68

工作供电：DC9‑24V

整机功耗：≤1W

数据通信接口：RS485 Modbus‑RTU

工作环境温度：‑20℃~65℃

DX‑WLX‑2 雷达水位计

水位测量量程：0‑7m

水位测量精度：±3mm

天线波束角：8°

供电输入：DC6‑24V，典型 12V

平均工作功耗：≤30mW

通信输出：RS485 Modbus‑RTU

防护等级：IP68

工作温度区间：‑35℃~80℃

设备外壳材质：铝合金

DX‑LD‑2 锂电池供电采集终端（集成 RTU）

本地存储配置：16M Flash，TF 卡最大可拓展至 256G

7.2V 条件静态电流：＜1.3mA

硬件对外接口：1 路 RS485、USB 本地调试口，内置 4G 通信模块

整机防护等级：IP68

设备工作温度：‑35℃~75℃

系统功能：本地缓存存储、断线断点续传、远程固件配置、多平台一包多投

三、整套感知系统运行机制

完整的管网监测系统由井下感知探头、井口采集供电单元、上层业务管控平台三部分构成。DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计借助不锈钢模块化支架被固定在管道底部位置，持续采集管道内部的流速与水深原始数据，DX‑WLX‑2 雷达水位计被吊装布置在井盖下方用来获取检查井窨井实际水位。两类传感器输出的信号统一接入 DX‑LD‑2 锂电池采集终端，管道断面几何参数被预先写入终端内部，系统结合实时水深换算过水截面积之后输出瞬时流量以及累计流量数值。系统默认启用低功耗间歇采样模式以此降低锂电池电量消耗，水位或者流量触发预设告警阈值之时终端自动提升数据上报频率故而完成险情快速推送。现场出现 4G 公网中断的情况全部监测原始数据会被保存在终端本地存储芯片，通信链路恢复之后自动补传全部历史记录，有效规避野外井下环境下的数据丢失问题。采集所得监测数据既可接入德希云平台做可视化展示，也能够对接城市生命线综合业务平台完成数据汇聚。

四、工程适配应用场景

1. 城市排水主干管网监测

城市排水主管以及管网汇流节点承担片区雨水污水输送任务，管道淤积、局部堵塞会放大汛期内涝发生概率。监测站点被部署在关键交汇检查井，不间断输出流量水位实测数据，这些实测数据可为管网水力模型运算提供底层数据源，辅助运维人员判别管道淤积演变趋势。

2. 合流制溢流井在线监测

老城区合流制管网在强降雨条件之下极易出现溢流排污现象，溢流井位置部署整套感知设备，可以完整留存溢流发生时刻、持续时长、过流流量等原始记录，为海绵城市成效评估、溢流污染管控提供实测依据。

3. 低洼易涝点位风险监测

城市下穿隧道、老旧低洼片区配套排水管网，把 DX‑WLX‑2 雷达水位计布置于对应检查井，窨井水位快速抬升产生的信号变化能够被系统及时捕获，告警消息推送至运维管理人员，支撑排水防涝的前置处置作业。

4. 雨水及污水泵站进出管监测

雨水泵站、污水提升泵站进出口管道布设监测设备，设备输出的流量记录可以和泵站启停运行日志开展联合比对分析，帮助运维人员研判泵站实际调蓄输送能力。

五、现场勘测与设备安装管控要点

排水管网勘测技术人员强调监测井位需要优先选取上游具备足够顺直管段的位置，管道弯头、跌水口、多管汇流等水流扰动点位应当予以规避，紊流会干扰水流形态进而造成测量结果出现偏移。DX‑LSX‑1 探头安装姿态需要正对来流方向，线缆内部集成导气管，导气端头必须放置在井口干燥区域，导气管进水会直接造成水深测量失效。DX‑LD‑2 采集终端安置于井盖下方空间，方便后期电池更换与设备调试，井下高湿度腐蚀环境下全部接线接头都必须做防水密封处理。结合现场泥沙淤积情况对支架安装高度做出调整，抬高探头可以减少淤泥直接掩埋探头带来的设备故障。井下大量金属构件会削弱无线通信信号，远程调试、参数修改的操作尽量选择井口开阔环境完成。

六、项目落地实施现实提示

城市生命线项目建设不可直接照搬产品样本上的实验室标定参数，井下泥沙淤积、漂浮杂物、高湿腐蚀环境都会改变设备实际工作表现。项目前期阶段建设单位应当向设备厂商提供管道断面图纸、井室内部空间尺寸、区域降雨统计数据，上述资料可以支撑厂商完成支架定制、锂电池容量的合理化配置。站点投入运行之后探头附着物清洗、现场数据比对校准需要被纳入常态化运维工作，硬件本身性能、现场安装工艺、周期性运维管理共同决定管网监测站点的数据质量。