排水管网水质水量监测项目方案,智慧管网监测

一、项目背景

随着城市化进程加速，城市排水管网作为城市基础设施的重要组成部分，其运行状况直接关系到城市水环境质量和防洪安全。当前，工业废水、生活污水的违规排放及雨污混流等问题日益突出，部分企业为逃避监管，通过隐蔽方式进行偷排、漏排，导致河道水体污染、城市内涝等问题频发。据生态环境部门统计，我国城市水体污染中约35%源于排水管网的违规排放，而传统监测手段因覆盖不足、精度有限，难以有效识别偷排漏排行为。

从政策导向看，《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》明确要求强化排水管网源头管控，建立“水质+水量”协同监测体系；《城镇排水与污水处理条例》亦强调需对排水管网进行实时监测，严禁偷排漏排行为。在此背景下，建设排水管网水质水量监测项目，通过电导率传感器与多普勒超声波流量计等先进设备，构建“参数联动分析+智能预警”机制，成为实现排水管网精细化监管、保障城市水安全的重要举措。

二、现状问题

监测体系不完善：现有排水管网监测站点覆盖率不足，尤其在工业园区、老旧城区等重点区域存在大量监测盲区，无法全面捕捉水质水量异常。部分监测点仍采用人工采样，数据滞后性强，难以及时发现偷排漏排行为。

设备技术落后：传统水质监测设备（如电阻式电导率仪）测量精度低，易受水体杂质干扰；流量监测多采用堰槽式流量计，受淤积影响大，误差率高达15%-20%，无法满足精准监管需求。

数据联动不足：水质与水量数据独立采集，缺乏协同分析机制。当出现电导率异常时，无法同步关联流量变化，难以快速定位偷排漏排源头；反之，流量突变时也无法通过水质参数验证是否存在污染排放。

智能分析缺失：缺乏基于电导率与流量参数的智能算法模型，无法自动识别异常排放模式（如间歇性偷排、雨污混流等），监管依赖人工排查，效率低下。

运维管理薄弱：监测设备缺乏远程运维能力，故障响应慢，部分站点因维护不及时导致数据中断，形成监管真空。

三、解决思路

构建双参数协同监测网络：以电导率传感器和多普勒超声波流量计为核心，加密重点区域监测站点，实现“水质+水量”数据同步采集与传输，形成立体化监测网络。

升级智能感知设备：采用高精度电导率传感器与多普勒超声波流量计，提升测量精度与抗干扰能力，确保数据真实反映管网运行状态。

开发联动分析模型：基于电导率与流量参数，构建“阈值预警+模式识别”算法，自动识别偷排漏排特征（如电导率骤升伴随流量异常波动），实现违规排放的智能研判。

搭建一体化监管平台：整合监测数据，实现实时监控、异常预警、溯源分析等功能，为监管部门提供“数据-分析-决策”全流程支持。

完善运维保障机制：建立设备远程监控系统，实现故障自动报警与快速修复，保障监测数据的连续性与可靠性。

四、硬件感知体系

1.电导率监测设备

设备原理：采用高精度电导率传感器，通过测量水体导电能力反映水中离子浓度，可有效监测工业废水、生活污水中的电解质含量变化。

技术特点：具备自动温度补偿功能，消除水温对测量结果的影响；防护等级达IP68，可长期浸没在污水中稳定工作；响应时间≤10秒，能及时捕捉水质突变。

安装方式：在排水管网主干管、企业排污口等位置采用插入式安装，传感器探头直接接触水体，确保数据实时准确。

2.多普勒超声波流量监测设备

设备原理：基于多普勒效应，通过发射超声波并接收水流中颗粒物的反射信号，计算水流速度，结合管道截面积换算流量，适用于满管及非满管流量监测。

技术特点：非接触式测量，不受水体杂质、淤积影响；测量精度±1%，量程范围大；支持RS485通信接口。

安装方式：在排水管网监测断面采用管内支架式安装，同时便于维护。

武汉水测家多普勒超声波流量计SCJ-LL01，测量精度±1%，接触式测量方式，满管非满管和渠道都可以安装，适用于农业面源排污口复杂的水流条件。支持RS485、Modbus通信协议，方便数据传输。

3.数据采集与传输系统

采集终端：采用工业级RTU（远程终端单元），支持多路电导率与流量传感器接入，实现数据预处理与本地存储。具备数据断点续传功能，确保数据不丢失。

通信网络：构建4G通信网络，确保数据实时上传至监管平台。

4.辅助设备

视频监控：在关键开阔排污口安装高清智能摄像头，支持AI行为识别，对人员靠近、设备异常等情况自动抓拍，辅助验证偷排漏排行为。

供电系统：开阔排口采用太阳能+市电混合供电，在地下封闭管网采用电池供电，保障设备在停电或恶劣天气下持续运行。

平台数据报表

五、场景应用

（一）偷排漏排识别与监管

电导率异常预警：当排水管网中电导率值超过设定阈值（如工业废水排放标准），系统自动报警并定位异常点位。例如，某工业园区排污口电导率突然升高至5000μS/cm（远超生活污水1000-2000μS/cm的范围），结合流量同步增大，可判定为工业废水偷排，平台立即推送预警至执法部门。

流量突变分析：通过多普勒流量计监测到某时段流量突然增加30%以上，且电导率同步升高，可判断为非法排污。如夜间非排水高峰期，某小区周边管网流量骤增，电导率从800μS/cm升至1500μS/cm，结合视频监控发现有人私接排污管道，监管部门可迅速查处。

雨污混流识别：雨季时，若雨水管网电导率持续高于500μS/cm（正常雨水电导率<300μS/cm），且流量随降雨同步增大，可判定为雨污混流。系统自动标记混流点位，为管网改造提供依据。

（二）日常运行管理

水质水量协同监测：在污水处理厂进水口部署电导率与流量监测设备，实时监控进水水质水量变化，当电导率异常升高（如超过污水处理工艺设计值）或流量骤减（影响处理效率），系统自动调整处理工艺参数，保障处理效果。

管网健康评估：通过长期监测电导率与流量数据，分析管网内水质变化趋势与流量分布，识别淤积、堵塞等问题。例如，某段管网流量持续偏低，电导率异常升高，可能存在淤积导致水流不畅，需及时清淤。

（三）应急事件处置

突发污染溯源：当河道水体出现污染时，通过排水管网电导率与流量监测数据，逆向追踪污染源头。如某河道COD超标，上游管网电导率在对应时段升高，结合流量变化可锁定污染排放企业。

内涝风险预警：在易涝区域，结合多普勒流量计监测的管网流量与电导率数据，预测内涝风险。当流量超过管网设计负荷且电导率异常（可能伴随雨水混排），系统提前发布内涝预警，通知市政部门启动应急排水。

（四）执法取证与溯源

电导率与流量数据可作为执法证据，通过历史数据查询，还原偷排漏排的时间、强度及影响范围。例如，某企业排污口电导率在非生产时段持续偏高，流量波动明显，结合视频监控记录，可作为环保执法的直接证据，提高执法效率与准确性。

通过电导率与多普勒超声波流量计的协同监测，形成“水质特征识别+水量异常预警”的双重监管机制，可有效解决传统监测中“偷排难发现、漏排难取证”的问题，为排水管网精细化管理提供技术支撑。