城乡供水一体化管网水质压力流量在线监测解决方案｜项目应用实践

城乡供水一体化管网水质压力流量在线监测解决方案｜项目应用实践

随着国内县域供水工程建设持续推进，城乡供水一体化项目落地数量持续上涨，供水主管网向乡镇村落不断延伸，管网覆盖范围扩大同时也带来大量分散监测点位。传统依靠人工定期取样送检的模式，会受人员、交通、采样频次限制因而很难对管网末梢水质、压力、流量实现全天候动态掌握，部分区域存在水质异常无法及时发现、管网爆管漏损发现滞后等现实问题。水务建设单位需要一套可适配复杂现场工况，兼顾硬件采集、数据传输、平台管控的一体化在线监测方案，以此实现供水全流程数字化监管。

本文结合实际县域项目案例，解析武汉德希科技面向城乡供水一体化打造的管网多要素在线监测整套方案，从硬件设备技术指标、系统架构、现场落地价值几个维度展开阐述，可为同类型水务项目方案设计、设备选型提供现实参考。

一、项目概况

本次实施对象为某县域城乡供水一体化改造工程，监测点位覆盖县城水厂出水端、乡镇加压泵站、农村管网末梢等多处关键节点。项目建设目标在于搭建一套集水质、管网压力、供水流量感知于一体的物联网监测体系，实现 24 小时不间断数据采集，异常指标自动预警上报，打通前端感知设备到云端管理平台完整链路。项目实施阶段建设方对比过多套集成方案，多品牌设备拼凑的模式容易出现通讯协议不兼容，故障问题多方推诿的情况，整套系统的后期运维难度随之加大，项目方最终选用武汉德希科技完整软硬件方案，设备供货、现场调试、云平台对接全部由同一主体完成。

二、系统硬件组成及详细技术参数

整套监测系统由水质监测单元、流量采集单元、压力感知单元、遥测终端采集单元、现场供电单元、德希云管理平台共同组成，各设备详细技术指标如下。

DX‑VWATER‑1 在线多参数水质分析仪

该设备作为管网水质监测核心机柜，用于实时采集供水管道 pH、余氯、浊度、水温，可根据项目需求扩展电导率等其他监测因子。

供电规格采用 85～305VAC 宽范围市电输入。

设备工作环境温度 0～60℃，使用环境下水体不能结冰，工作湿度≤95% RH，环境内部不允许出现冷凝结露。

进水流量可在 100‑1000mL/min 之间调节，400mL/min 为推荐进水流量，该流量条件可保障余氯传感器测量数据稳定可靠。

配置 7 寸工业触控显示屏，可完成本地实时数据查阅，支持 U 盘接入导出存储的全部历史监测数据。

设备具备 3 路继电器输出通道。

通讯接口采用 RS485 Modbus 标准协议，支持网页 WEB 端、微信小程序两种远程数据访问方式。

机箱外部尺寸 500×420×240mm。

设备整机重量约 15kg。

配套水质传感器参数：

DX‑PH‑1 酸碱度传感器，测量原理为电极法，测量量程 0‑14pH，测量精度 ±0.1pH，数据分辨率 0.01pH。

DX‑CL‑1 余氯传感器，测量原理为恒压法，测量量程 0‑20mg/L，测量精度 ±5% 或 ±0.05mg/L，数据分辨率 0.01mg/L。

DX‑ZS‑1 浊度传感器，测量原理采用 90° 散射光法，测量量程 0‑20NTU，测量精度 ±2% 或 ±0.02NTU，数据分辨率 0.01NTU。

内置 NTC 水温传感器，依托热敏电阻完成温度采集，测量量程 0‑60℃，测量精度 ±0.5℃，数据分辨率 0.01℃。

管段式超声波流量计

设备部署在水厂出口、乡镇主干管网关键节点，用于统计管网供水总量，同时为管网漏损分析提供原始流量数据。

整机测量精度优于 ±1%。

支持测量管径区间 DN15‑DN6000mm。

适配钢管、铸铁管、PVC 管、水泥管等致密材质管道，管道内部带有内衬同样可以正常测量。

流体流速测量范围 0‑±10m/s。

信号输出包含 4‑20mA 模拟量、OCT 脉冲信号、隔离 RS485 Modbus 数字接口。

主机工作温度‑20~60℃，流量传感器耐受温度‑30~160℃。

压力变送器

设备安装在管网各个关键节点，实时捕捉管网压力变化，以此识别超压、降压、爆管、停水等管网运行异常工况。

设备量程可按需选择 0‑0.01～100MPa。

测量精度可选档位包含 0.05% F.S、0.1% F.S、0.25% F.S、0.5% F.S。

设备长期稳定性小于 0.1% F.S/ 年。

接液部位材质选用 316L 不锈钢，密封部件采用氟橡胶。

通讯输出接口为 RS485 Modbus‑RTU。

供电电压区间 9‑30VDC。

遥测终端机

遥测终端机作为整套系统的数据中枢，承担前端各类传感器的数据采集、本地存储、无线网络上报全部工作。

设备内置 4G 全网通通讯模块。

硬件接口配置 2 路 4‑20mA 输入，3 路 RS485 接口，3 路 12V 可控电源输出。

自带 Flash 本地存储，支持 TF 卡存储扩展，设备断电之后历史监测数据不会丢失。

12V 供电环境下待机电流小于 1mA。

整机工作温度‑30~60℃，工作湿度小于 95% RH 无凝露。

设备符合 SL180‑2015 水文自动测报系统设备技术标准，支持多中心一包多投的数据上报模式。

具备远程配置、远程程序升级、远程设备重启等远程维护功能。

现场供电单元

水厂、加压泵站点位直接接入市电完成设备供电，不具备市电接入条件的农村末梢监测点位，采用太阳能搭配锂电池的组合供电方案，保障整套监测设备可以常年无人值守稳定运行。

三、德希云平台系统能力

前端硬件采集得到的全部监测数据被统一上传至德希云平台做集中处理。平台可以实现站点档案管理、实时监测数据看板、历史数据曲线调取、EXCEL 格式报表导出、GIS 地图点位展示、多站点数据横向对比等功能。水务运维管理人员通过电脑网页端或者微信小程序就可以随时调取各个监测点位数据，监测数值触发预设告警阈值之后告警消息会及时推送至管理人员。研究人员认为，云端化集中管控模式可以降低现场人工巡检工作量，供水调度人员可直接获取真实量化管网运行数据，因而使调度决策依据变得更加充分。

四、项目落地应用价值

水质多参数持续采集可以对管网末梢饮用水安全状态形成长期把控，管网水质出现异常波动时系统可以快速锁定对应监测点位。流量、压力两类数据相互结合，可帮助运维人员定位管网压力异常区间，为管网漏损排查工作提供数据支撑。统一供应商交付模式，使设备安装调试、故障处置沟通链路得到简化，后期新增监测点位，沿用现有硬件型号与通讯协议就可以快速接入整套监测网络。

城乡供水一体化项目监测点位分散，现场工况条件参差不齐，硬件书面技术参数无法完全等同于现场实际运行效果。设备环境适应性、系统协议兼容性、供应商本地化技术服务能力，都会对项目长期运行状态产生直接影响。大量县域水务项目建设阶段，建设方容易把全部注意力放在硬件参数对比层面，却忽略系统集成以及后期运维带来的隐性成本。

该项目实践给到同类水务工程一定参考意义，建设单位开展项目规划阶段，需要把现场实际工况、后期运维条件纳入整体评估范围，推动在线监测系统真正服务于日常供水安全管控，而不是仅满足项目阶段性验收指标。优质的供水监测解决方案，应当兼顾硬件采集可靠性、平台实用性以及可落地的技术服务能力，以此更好支撑城乡供水一体化数字化转型工作。