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城市排水管网运行维护项目实施方案--智慧管网

一、项目背景

城市排水管网监测是保障城市正常运行的“地下生命线”，承担着雨水排放、污水收集输送的核心功能，其运行状态直接关系到城市内涝防控、水环境质量及居民生活品质。随着城市化进程加速，我国城市排水管网规模持续扩大，但多数城市管网存在建设年代久远、运行负荷攀升、运维手段传统等问题。近年来，极端降雨事件频发，加之污水混流、管道腐蚀破损等问题凸显，导致管网堵塞、溢流污染、路面塌陷等安全隐患时有发生，不仅增加了运维成本，还严重威胁城市公共安全与生态环境。

为落实《“十四五”城市排水防涝体系建设行动计划》《城镇排水与污水处理条例》等政策要求，破解传统排水管网运维“效率低、成本高、响应慢”的痛点，亟需开展城市排水管网运行维护项目建设。本项目通过构建“智能化监测+精准化运维+数据化管理”的新型运维体系，依托武汉水测家科技的高精度智能监测设备，实现对排水管网运行状态的实时感知、故障精准定位与高效处置，全面提升管网运维精细化水平，保障城市排水系统安全稳定运行。

二、现状问题

（一）运维手段传统，故障排查效率低

当前多数城市排水管网运维仍依赖“人工巡检+经验判断”模式，对管网堵塞、破损、渗漏等故障的排查需逐段开挖或人工下井检测，不仅耗时费力（单次排查耗时超8小时），还存在作业安全风险。对于地下深层管网、密闭管廊等区域，人工巡检难以覆盖，导致故障发现不及时，小问题逐渐演变为大隐患。

（二）监测体系缺失，运行状态难掌控

排水管网关键节点（干管交汇口、泵站进出口、溢流口、低洼段）缺乏常态化监测设备，无法实时掌握管网水位、流量、流速等核心运行参数。当出现暴雨内涝、管网超载、污水溢流等异常情况时，无法快速获取关键数据支撑决策，导致应急处置盲目性大、响应滞后（预警时间不足30分钟）。

（三）管网老化严重，安全隐患突出

部分城市排水管网使用年限超20年，混凝土管腐蚀、钢筋管锈蚀、管道接口松动等问题普遍存在，破损率达30%以上，易引发地下水倒灌、污水渗漏污染土壤地下水等问题；同时，老旧管网设计标准低，排水能力不足，暴雨时易出现管网超载溢流，加剧城市内涝风险。

（四）雨污混接普遍，运维负担加重

老旧小区、城中村雨污管网混接率超50%，餐饮、工业企业等违规排污现象时有发生，导致污水进入雨水管网直排河道，或雨水混入污水管网增加污水处理厂负荷。雨污混流不仅污染水环境，还易造成管网淤积堵塞，大幅增加运维清淤频次与成本。

（五）数据管理碎片化，运维决策缺支撑

管网运维数据（巡检记录、故障处置、清淤养护等）多以纸质台账或分散电子文档形式存储，缺乏统一的数字化管理平台，数据无法共享整合。同时，缺乏对监测数据、运维数据的融合分析，无法为管网养护计划制定、改造方案优化提供科学依据，运维决策主观性强。

三、解决思路

本项目以“精准感知、智能预警、高效处置、科学决策”为核心目标，构建全流程智能化排水管网运维体系，具体思路如下：

1.  构建智能监测网络：在排水管网关键节点布设武汉水测家科技的水位、流量、水质等监测设备，实现对管网运行状态的实时感知，替代传统人工巡检的被动模式。

2.  搭建数字化运维平台：整合监测数据、管网拓扑数据、运维记录等多源信息，实现数据可视化展示、异常自动预警、故障精准定位，支撑运维工作高效调度。

3.  推行精准化运维模式：基于监测数据与平台分析结果，制定差异化养护计划，实现管网清淤、修复等运维工作的精准化开展，减少无效作业，降低运维成本。

4.  强化多部门联动处置：打通运维平台与应急、环保、市政等部门的数据接口，建立“预警-响应-处置-反馈”闭环机制，提升异常情况处置效率与协同能力。

四、硬件感知体系

本项目硬件感知体系以“管网运行状态全参数监测”为核心，涵盖前端感知设备、数据采集传输设备、供电保障设备及防护设备，形成“感知-传输-存储”全链路保障，确保数据精准、稳定、连续。

（一）前端感知层

核心功能为采集管网水位、流量、流速、水质及设备运行状态等参数，覆盖管网关键节点与隐患高发区域，为运维决策提供基础数据支撑。

（二）数据采集传输层

负责汇总前端感知设备数据，进行本地化处理与缓存，并通过多模通信技术实时上传至数字化运维平台，保障复杂环境下数据传输不中断。

（三）供电保障层

针对管网监测节点多无市电供应的特点，采用锂电池储能的方式，为前端设备与传输设备提供稳定供电，确保设备24小时连续运行。

（四）防护层

通过加装防雷防水保护箱、防盗装置等，保障设备在地下潮湿、暴雨、强雷电等恶劣环境及野外无人值守场景下的安全稳定运行，延长设备使用寿命。

五、产品选型（武汉水测家科技）

（一）前端感知设备

1.  武汉水测家雷达水位计：采用高频雷达波技术，非接触式测量管网水位，不受水流浑浊、水草缠绕、漂浮物等影响，测量范围0.2-10m，精度±3mm，分辨率0.001m，防护等级IP68，可在地下管网环境下稳定运行。部署于排水检查井、管网低洼段、泵站集水池等节点，实时监测水位变化，当水位超阈值（提示堵塞或超载）时触发预警，为故障定位提供数据支撑。

2.  武汉水测家雷达流量计：基于多普勒雷达原理，非接触式测量水流速度与流量，适配DN500-DN2000管径及明渠场景，测量范围0.01-10m/s（流速），支持双向流量监测（可识别雨污倒灌现象）。部署于管网干管交汇口、溢流口、泵站进出口，实时掌握管网流量负荷，判断管网运行状态，为清淤调度、泵站调控提供依据。

3.  武汉水测家多参数水质传感器：可同时监测COD（0-1000mg/L）、氨氮（0-50mg/L）、浊度（0-1000NTU）、溶解氧（0-20mg/L）等核心指标，精度满足地表水监测要求，防护等级IP68，采用沉入式安装，内置自动清洗刷（每24小时自动清洁），避免污染物附着影响测量精度。部署于污水溢流口、雨污分流口、河道入河口，实时监测水质变化，及时发现污水直排、雨污混流等问题，为环保监管与污染溯源提供依据。

4.  武汉水测家积水监测仪：测量范围0-100cm（积水深度）、0-5cm/min（上涨速度），精度±1cm，分辨率0.1cm，防护等级IP68，可在1米深积水内连续浸泡72小时。部署于管网覆盖范围内的低洼路段、地下通道等易涝点，实时监测积水动态，为内涝应急处置提供数据支撑。

（二）数据采集传输设备

1.  武汉水测家IP68 遥测终端机：作为数据采集传输核心，支持多路传感器接入，可同时采集水位、流量、水质等多维度数据，兼容Modbus、HJ 212等行业标准协议。具备4G通信功能，在地下管网、偏远区域等信号薄弱场景下可自动缓存数据，数据传输成功率超98%；内置存储芯片，可缓存3个月数据，通信中断后自动补传。部署于各监测节点，实现数据汇总、处理与稳定传输。

六、场景应用

（一）管网堵塞精准定位与清淤调度

在管网干管交汇口、低洼段部署雷达水位计与雷达超声波流量计，实时监测水位、流量变化。当某节点水位骤升30%以上、流量同步骤降时，平台判定为管网堵塞，结合管网拓扑图精准定位堵塞点（误差≤50米），自动生成清淤任务并推送至运维人员移动端。运维人员携带设备赶赴现场，1小时内即可完成堵塞物清理，较传统“逐段排查”模式节省7小时以上，大幅提升清淤效率，降低管网超载溢流风险。

（二）雨污混流与污水溢流防控

在雨污分流口、污水溢流口部署多参数水质传感器与雷达流量计，实时监测水质与流量数据。当监测到雨水管网中COD、氨氮浓度超标（提示污水混入），或污水溢流口流量异常增大时，平台立即触发预警，管理人员通过遥测终端机调取周边监测数据，锁定混流或排污源头（如某小区、企业）。执法人员快速赶赴现场核查处置，同时调度运维队伍封堵混接节点，避免污水持续污染水环境。某城市应用后，雨污混流事件发生率下降65%，污水溢流污染问题得到有效遏制。

（三）管网老化破损监测与修复

在老旧管网路段布设雷达水位计，通过长期监测水位变化规律，当出现水位异常波动（非降雨、排水负荷变化导致）时，判定为管道渗漏或破损。平台结合历史运维数据与管网年限，生成破损风险评估报告，为管网修复计划制定提供依据。针对高风险路段，优先安排管道检测与修复（如非开挖修复技术），避免破损扩大引发路面塌陷、地下水污染等安全事故。项目实施后，老旧管网破损事故发生率下降40%，管网修复针对性显著提升。

（四）内涝应急处置与运维保障

在管网覆盖范围内的易涝点部署积水监测仪与高清摄像头，暴雨期间实时监测积水深度与上涨速度。当积水深度超50cm或上涨速度超2cm/min时，平台触发橙色预警，通过短信、社区广播推送预警信息，联动交警封闭积水路段。同时，结合管网流量监测数据，调度周边泵站提升抽排能力，将积水快速排入管网并输送至污水处理厂。运维人员通过摄像头实时查看积水处置情况，调整作业方案，将积水消退时间缩短40%以上，保障居民出行安全。

（五）运维数据管理与计划优化

数字化运维平台整合所有监测数据与运维记录（清淤、修复、巡检等），生成管网“健康档案”。通过数据分析，对流量长期超设计值80%的管网段，制定“每月1次检测、每季度1次清淤”的高频养护计划；对运行稳定的管网段，将维护周期延长至每半年1次。同时，平台自动生成运维报表（月度、季度、年度），直观展示管网运行状态、故障处置效率、运维成本等信息，为管网改造规划、运维预算编制提供科学依据。项目实施后，管网维护次数减少35%，运维成本降低40%，实现运维资源的精准配置。