污水管网水流量在线监测,污水管网流量监测,污水管网监测,城市管网监测,管网流量监测,智慧管网

污水管网水流量在线监测调查项目解决方案-城市管网监测

一、项目背景

污水管网作为城市水环境治理与水生态保护的核心基础设施，承担着污水收集、输送的关键功能，其运行效率直接关系到污水处理厂稳定运行、污染物减排成效及地表水体质量。随着城市化进程加速与环保法规日趋严格，《城镇排水与污水处理条例》《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》等政策明确要求强化排水管网运行监管，建立健全管网水量水质在线监测体系，精准掌握管网运行状态。

当前，我国城市污水管网普遍面临工况复杂（满管/非满管交替、含沙量高、腐蚀性强）、运行隐患隐蔽等问题，传统监测手段难以实现流量数据的实时精准获取，导致管网堵塞、渗漏、雨污混流、污水偷排等问题难以被及时发现，不仅造成水资源浪费与环境污染，还影响污水处理厂工艺优化与运维调度。为解决这一困境，需开展污水管网水流量在线监测调查项目，依托先进的在线监测技术与设备，构建“全域感知、智能传输、精准分析”的监测体系，为污水管网精细化管理、污染溯源、运维优化提供数据支撑，助力实现水环境治理提质增效。

二、现状问题

（一）监测手段传统，数据时效性与精度双缺失

现有污水管网流量监测多依赖人工定时测量（如流速仪法、浮标法），单次测量耗时久、效率低，且无法实现24小时连续监测，数据滞后性显著，难以捕捉暴雨期流量骤增、突发偷排等动态变化。同时，污水管网内水流紊乱、含沙量高、存在漂浮物，传统接触式测量设备易受干扰，流速测量误差常超5%，流量推算偏差大，无法精准反映管网实际运行负荷。

（二）工况适配不足，设备稳定性差

污水管网频繁出现满管、非满管交替运行状态，且水体腐蚀性强、检查井内环境潮湿密闭，传统监测设备难以适配复杂工况。接触式设备长期浸泡易发生腐蚀、堵塞，非接触式设备易受水雾、泡沫干扰导致测量失效；部分设备依赖市电供电，在地下管网、偏远区域难以部署，且暴雨、雷电等极端天气易造成设备损坏，监测连续性无法保障。

（三）监测覆盖不全，隐患排查存在盲区

污水管网支线密集、覆盖范围广，现有监测点位多集中于主干管出口与污水处理厂进水口，在支线管网、雨污合流节点、企业排污口、老旧管网等关键区域监测点位缺失，形成监测盲区。导致管网渗漏、堵塞、雨污混流、非法排污等问题难以及时发现，污染溯源难度大，治理工作陷入“被动应对”困境。

（四）数据管理碎片化，应用价值难以发挥

监测数据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，形成“数据孤岛”。无法实现流量数据与水质、水位等数据的融合分析，难以通过数据挖掘识别管网运行规律、预判潜在隐患；同时数据无法实时共享至环保、水务等相关部门，无法为跨部门协同治理、精准决策提供支撑。

（五）运维成本高昂，管理效率低下

传统监测设备故障频发，需频繁进行人工校准、维修与更换，运维工作量大、成本高昂。加之监测盲区多，隐患排查需依赖人工地毯式巡检，耗时耗力且排查效率低，往往导致小隐患拖延成大问题，进一步增加管网修复成本与环境治理代价。

三、解决思路

本项目以“精准监测、稳定运行、全域覆盖、智能赋能”为核心目标，针对污水管网复杂工况，构建全链条在线监测体系，具体思路如下：

1.  优选适配技术设备：选用武汉水测家科技兼具接触式与非接触式优势的测流设备，适配污水管网满管/非满管交替、高腐蚀、高含沙量等复杂工况，确保流量监测精准稳定。

2.  科学布设监测点位：结合管网拓扑结构与管理需求，在主干管、支线管网、雨污合流节点、企业排污口、老旧管网隐患区等关键节点布设监测设备，实现监测盲区全覆盖，精准捕捉管网运行动态。

3.  构建稳定传输网络：采用4G全网通通信技术，搭配低功耗供电系统，解决地下管网信号薄弱、无市电供应的难题，确保监测数据实时、稳定上传，保障设备全天候连续运行。

4.  搭建一体化管理平台：整合流量、水位等多源监测数据，实现数据可视化展示、异常预警、历史追溯、报表生成等功能，支撑污染溯源、运维调度与跨部门协同决策。

5.  建立长效运维机制：选用免维护、低功耗设备降低运维成本，制定定期巡检、校准计划，结合平台设备状态监测功能，实现运维工作精准化、高效化。

四、硬件感知体系

本项目硬件感知体系以“污水流量精准监测”为核心，涵盖前端测流感知设备、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-供电-防护”全链路保障，确保在污水管网恶劣环境下实现数据精准采集、稳定传输与设备安全运行。

（一）前端测流感知层

核心功能为采集污水管网流速、水位数据，通过专业算法精准推算流量，适配满管、非满管、不规则断面等复杂工况，为监测分析提供基础数据支撑。

（二）数据采集传输层

负责汇总前端测流设备数据，进行本地化处理与缓存，通过多模通信技术实时上传至一体化管理平台，解决地下管网信号覆盖不足问题，保障数据传输不中断、不丢失。

（三）供电保障层

针对地下管网、偏远区域无市电供应的特点，采用太阳能供电+锂电池储能的低功耗供电方案，为前端设备与传输设备提供稳定长效供电，确保设备24小时连续运行。

（四）防护层

通过设备具备IP68防护等级、专用防护罩等设备，抵御污水腐蚀、潮湿浸泡、雷电干扰等恶劣环境影响，保护核心设备安全，延长设备使用寿命。

五、产品选型（武汉水测家科技）

（一）前端测流感知设备

1.  武汉水测家 SCJ-LL21 雷达流量计：核心测流设备，采用非接触式测量方式，集成雷达测速与雷达测水位功能，利用多普勒效应测量水体表面流速，通过调频连续波（FMCW）技术测量水位，结合速度面积法精准推算流量。测量范围：流速0.01-20m/s，；水位0.2-12m，精度±2mm；可适配大口径矩形、圆形、梯形等多种不规则断面（需要下方空间较大）。设备采用铝合金一体化成型设计，防护等级IP68，可长期在潮湿、淹没环境下稳定运行，抗污水腐蚀、水雾泡沫干扰能力强，无需接触水体即可完成测量，避免堵塞问题。部署于主干管、支线管网等关键大断面，尤其适用于含沙量高、漂浮物多的污水工况。

2.  武汉水测家 SCJ-LL01 多普勒超声波流量计：接触式测流设备，利用超声波多普勒效应测量水体流速，内置压力水位计与温度传感器，可同步采集流速、水位、水温数据并推算流量。测量范围：流速0.02-12m/s，精度±1%；水位0-10m，精度±1cm；适配满管、非满管及不规则断面，尤其适合管道内水流稳定的节点。设备防护等级IP68，可长期浸没于污水中运行，抗腐蚀性能优异，无机械运动部件，免校准、无漂移，维护成本低。部署于企业排污口、雨污合流节点等需要精准计量的点位。

3.  武汉水测家 超声雷达复合流量计：针对污水管网满管/非满管交替运行的复杂工况设计，集成雷达流速仪、超声波流速仪、雷达水位计与压力式水位计四大模块，可动态切换测量模式：非满管状态下通过雷达模块测量表面流速与水深，满管状态下通过超声波模块测量断面流速，结合自主知识产权算法精准计算流量。防护等级IP68，抗干扰、抗腐蚀能力强，适用于排水管网、箱涵、闸泵站等复杂场景。部署于工况波动大的老旧管网、低洼易淹段等关键节点。

（二）数据采集传输设备

1.  武汉水测家 SCJ-DATA22 低功耗测控终端（RTU）：数据采集传输核心设备，支持多路传感器接入，可同步采集流量、水位、水温等多维度数据，兼容Modbus、HJ 212、水文、水资源等行业标准协议。内置12V锂电池（可选配22.4AH/44.8AH容量，可定制更大容量），防护等级IP68，支持低功耗蓝牙现场配置，内置128MB存储器，可存储3年以上历史数据，避免网络中断导致数据丢失。具备4G通信功能，可根据管网信号覆盖情况自动切换，数据传输成功率超98%，支持远程配置升级。部署于各监测点位，实现数据汇总、处理与稳定传输。

六、场景应用

（一）污水偷排与超标排放监管场景

在企业排污口、工业园区总排口部署SCJ-LL01多普勒超声波流量计与SCJ-DATA22测控终端，实时监测排污流量与变化趋势。当监测到流量突然激增（超出正常生产排污范围）或夜间异常排污时，平台立即触发短信、声光预警，管理人员可通过平台精准定位排污点位，快速赶赴现场核查处置。同时，流量数据可与水质监测数据联动，核算污染物排放量，为环保执法提供精准计量依据，有效遏制偷排、超标排放行为。某工业园区应用后，污水偷排事件发生率下降70%以上。

（二）雨污混流排查与治理场景

在雨污合流节点、雨水管网入河口部署SCJ-LL21雷达流量计与雨量计，实时监测降雨期间流量变化。当降雨量较小时流量却异常增大，或降雨结束后流量未及时回落，平台判定为雨污混流，自动推送预警信息并标注混流节点位置。运维人员根据预警信息开展管网排查，修复混接、错接管道，提升雨污分流成效。项目实施后，可有效减少雨水管网污水直排，降低污水处理厂暴雨期运行负荷。

（三）管网堵塞与渗漏预警场景

在主干管、支线管网关键断面部署超声雷达复合流量计，实时监测流量、水位动态。当某一断面水位骤升、流量同步骤降时，平台判定为管网堵塞；当上下游断面流量出现明显差值（排除正常损耗）时，判定为管网渗漏，立即触发预警并精准定位隐患段。运维人员携带便携式流量计赶赴现场核查，及时开展疏通、修复工作，避免堵塞导致的管网溢流或渗漏造成的土壤、地下水污染。相较于传统巡检，故障响应时间从数小时缩短至30分钟以内。

（四）污水处理厂运维调度支撑场景

在污水处理厂进水口部署SCJ-LL21雷达流量计，实时监测进水流量变化趋势。平台将流量数据实时推送至污水处理厂运维系统，运维人员可根据流量变化提前调整曝气、加药等工艺参数，避免流量骤增导致处理不达标，或流量过小造成资源浪费。同时，长期流量数据可用于分析管网运行负荷，为污水处理厂扩容改造、管网优化规划提供科学依据。

（五）管网运维优化与成本管控场景

一体化管理平台整合全管网流量数据，生成各管段运行负荷报表，识别高负荷、低负荷管段。对于高负荷管段，制定加密巡检与清淤计划；对于低负荷管段，适当降低巡检频次，实现运维资源精准配置。同时，平台实时监测各设备运行状态，当设备出现供电异常、通信中断、测量故障时，自动发出运维预警，避免设备长期失效导致监测缺失。通过精准运维，管网运维成本降低40%以上，设备故障率下降65%。

七、项目实施保障

（一）技术保障

武汉水测家科技组建专业技术团队，负责项目方案优化、监测点位勘查、设备安装调试、系统集成等工作，严格遵循《城镇排水管道维护安全技术规程》《排水流量测量 超声波多普勒法》等行业标准。项目完成后，提供技术支持与人员培训，确保运维人员熟练掌握设备操作、平台使用及故障处置方法。

（二）质量保障

选用的武汉水测家科技产品均通过ISO9001质量管理体系认证及相关国家检测认证，具备完善的质量检测报告与售后服务承诺。设备安装后开展现场率定工作，通过与便携式流量计实测数据比对修正参数，确保流量测量精度满足管理需求。

（三）运维保障

建立设备全生命周期管理机制，制定定期维护计划：每季度对传感器进行清洁校准，每半年检修供电系统与通信设备，每年开展一次全面设备巡检。搭建运维应急团队，针对设备故障、极端天气等突发情况制定应急预案，确保监测工作不中断。

（四）数据安全保障

一体化管理平台采用加密传输、权限分级管理等安全措施，保障监测数据传输与存储安全。建立数据备份机制，定期备份历史数据，防止数据丢失；同时，规范数据共享流程，确保跨部门数据共享安全可控。