关于城市内涝积水监测系统的想法

有关都市内涝、积水监测系统的想法一、概述1、内涝现状随着城乡化的迅猛推动，都市内涝防治成了汛期防灾减灾的“新课题”。有关统计数据显示，以来，我国平均每年有185座都市受到都市内涝的威胁。事实上，从上世纪90年代开始，我国的都市内涝问题就已经凸显，但当时内涝造成的损失相比江河洪水的损失要小，因而尚未引发足够的关注。然而，自以来，5年中有4年洪涝灾害造成的损失超出了发生流域型大洪水的1998年（2551亿元），面对损失与受淹都市数成正比的趋势，人们开始对都市内涝问题予以更多关注。2、都市内涝产生的因素分析2.1极端天气频发受气候变化影响，每年的极端性强降雨频次呈现上升趋势。加之往年受厄尔尼诺等各类极端天气现象影响，越来越大的降水量也带给都市越来越大的挑战。2.2地表硬化面积增加随着着都市规模的不停扩张，都市内涝易发点也在与日俱增。随着国内都市建设速度加紧，原本覆盖着植被的土地被柏油路、水泥路取代，用来蓄水的低洼地变成了住宅，下凹式立交桥越建越多，都市地下空间开发越来越充足（如地下车库、地铁等），种种做法造成雨水的积存和渗入能力减少，仅依靠市政管网来疏导雨水已是杯水车薪。2.3现状排水系统能力局限性2.4排水设施维护管理不善都市排水设施的管理是设施发回效能的重要确保，都市排水管沟的正常运行时离不开惊颤性的维护清理的。现在我国部分都市环境卫生较差，再加上某些市民卫生习惯不好，造成道路上垃圾杂物较多，下雨时这些杂物经常被雨水聚集在雨水口，然后雨水口就被封堵；有时雨水口还被当成垃圾口，有的居民间垃圾杂物倒入雨水口，由于管理不善，雨水口的杂物得不到及时清理，雨水不能正常泄入排水管沟，由此造成地面局部积水。另外尚有某些经济相对落后的中小都市，排水管沟大多还是合流制系统，雨污水在同一管沟中泄流，雨污水中没有随流冲走的沉积物就积存在管道中，即使是分流制的雨水管沟，降雨出旗也有大量污物被带到管沟中沉积下来，随着年代越积越多，形成了淤塞，不仅使排水管沟过水断面减小，还增加了排水阻力，排水量大为减少。3、都市内涝存在的必要性这些因素造成的“暴雨成灾”现象已经引发市政、防汛、路政等政府有关部门的高度关注：首先要主动修剪并管理好排水设施，另首先要加紧都市道路（涵洞）积水监测系统等非工程性方法的建设和应用。都市道路（涵洞）积水监测系统的建设极为必要，它实现了都市重要积水点的水位监测，既可觉得决策机构的领导提供道路积水的实时信息，也能为市政排水调度管理机构提供支持。但现在国内已建及在建的积水监测系统在平台架构设计和功效实现上都立足于满足特定的应用群体（领导和政府有关职能部门），没有考虑将这些实时监测和预警信息直接共享给普通百姓，并提供一种便捷直观获取信息的途径，老百姓只能从有关媒体上获取到事后的报道信息，无法满足信息需求，从而造成避灾、疏导和参加抢险救灾等行动的滞后。4、监测系统现状针对都市防涝，国外发达国家长久以来都非常重视排水基础设施建设，并不停采用新的技术来提高应对能力，使得全民能够及时获取风险预警和实时雨情信息。国外对排水设施的研究重要集中在暴雨模型、智能神经网络控制、GIS系统等方面，现在已有诸多成熟的排水设施商业应用软件及有关模型。对都市暴雨积水过程模拟和预测重要集中于都市雨洪模型的应用研究，其中代表性的都市雨洪模型有SWMM模型、MOUSE模型、STORM模型和Wallingford模型等。与国外发达国家相比，我国不仅在都市基础排水设施建设和管理上远远不够，在都市洪涝汛情风险预警评定系统的研究和应用也相对落后。但近年来，随着国内各地不停出现严重的都市内涝现象，给政府和社会敲响了警钟，政府、研究机构和公司都在主动行动起来，采用主动有效的方法解决这个问题，并获得了主动的进展。现在，国内多省市一堆都市暴雨积涝进行研究并建设了内涝监测预警系统，众多的产学研机构及公司致力于都市道路积水监测系统的设计和开发，在都市暴雨内涝积水模型构建、风险评定和预测方面也获得较多的研究成果，但对普通民众如何便捷有效获取实时的道路积水和通行信息仍然关注不够，不利于避灾和参加抢险救灾。二、国内各厂家系统介绍按照《都市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则（试行）》规定：1、都市内涝积水监测系统-唐山升平1.1系统构成1.2实现功效雨量筒采集道桥低洼处的实时、累计降雨量。

投入式水位计采集道桥低洼处的实时水深。LED显示屏和大屏幕在雨天显示积水水深，提示行人/车辆谨慎通行或者严禁通行。声光报警器在雨天不间断报警提示。积水监测终端DATA–9201采用市电供电，实时采集雨量、水位、视频等信息并上报指挥中心。

指挥中心掌握实时现场状况，安排应急抢险方案，并控制LED显示屏、大屏幕和声光报警器的报警提示内容。应用业绩：重庆市道路积水监测系统

宁波市道路积水智能处置系统广东惠州市都市内涝监测系统山西太原市道桥积水监测系统江西南昌市防洪排涝监控系统2、都市道路积水监测解决方案---武汉新峰光电2.1系统构成2.2实现功效都市水文监测系统重要对积水点进行实时的水位（水深）监测，系统普通由中心站和遥测站（监测站）构成。遥测站（监测站）重要监测各个积水点的实时水位（水深）数据，并上传至中心站。中心站通过对应的软件，接受并解决由遥测站发来的数据，根据需要给政府职能部门提供对应的技术信息。

系统通过

WEB

公布有关的实时信息，市民可通过微信、手机、PC等移动终端随时随处查看积水点水位（水深）等有关实时信息。

路桥桥洞隧道等积水点，能够通过

LED

大屏实时显示水位（水深）值，给行人和车辆提供明确的建议信息，进一步确保了行人和车辆的安全。

平时不下雨，无积水出现时，该LED大屏可为市民提供水文、环保等科普知识。或者提供公益性广告宣传。

预留扩展接口，满足此后增加其它业务系统扩展的需要。方案优势：1、核心传感器及传输设备自主研发，为增强方案的竞争力，我公司自主研发了核心激光水位计与专用RTU设备，激光水位计已获得生产许可证并在类似的案例中获得良好的推广效果。

2.自主研发的系统平台，该平台采用GIS技术，可通过地图实时统计分析各监测子站的水位雨量信息，如有水位超限可及时通过现场LED显示屏、短信等方式发出预警信息。3、都市洪涝监测预警决策系统—深圳宏电3.1系统构成3.2实现功效实时监测积水点（隧道、道路低洼处、立交桥）水位，通过无线网络将现场数据传送至监测预警中心；积水监测点含有声光报警及LED预警信息（“允许通行”、“谨慎通行”、“严禁通行”等警示信息）公布；积水监测系统可与排水泵站实现系统联动，根据积水监测点水位变化，自动控制水泵的启停积水监测点支持图像抓拍及视频召拍功效，可扩展支持视频本地存储和实时上报功效；支持积水监测点超限预警功效，预警信息可通过短信、网络推送给负责人手机、移动APP终端，可通过手机查看易涝点实时雨量、水位和图像/视频信息；支持与山洪预警广播系统联动功效，可在积水监测点配备无线预警广播，可通过系统联动预警广播公布预警信息；积水监测点设备含有低功耗模式，可通过太阳能供电系统供电监测预警平台含有电子地图信息公布功效，决策人可通过电子地图查看积水点分布，直接查看各积水点的实时水位、雨量数据；监测预警平台内置积水水位预测算法，经扩展可支持都市暴雨洪水模拟功效。4、积水监测一体站—北京国信华源科技4.1系统构成4.2系统功效系统是由雨量筒、电子水尺、遥测终端(RTU)、LED屏、摄像头、太阳能供电系统等构成的立杆式一体化监测站。

遥测终端实现雨量、水位信息的自动采集、存储，实时将监测站的雨量、水位和电压数据，发送到管理平台。监测到雨量或水位数据达成预警值时，预警信息传输到管理平台，管理平台控制启动摄像头拍摄图像（予以确认和保存现场状况），并发送预警信息。5、城区防汛监测系统—深圳奥企科技5.1系统构成雨量雨量/水位监测计RTU通信模块防涝预警闸门控制5.2系统功效对降雨量、水位信息、监控图片进行自动采集、存储、传输、解决等，重要涉及水雨情监测站网布设、信息采集、信息传输通信组网、设备设施配备等。将现场监控图片、易积水区域的现状传输至监控中心；系统对采集到水位、雨量信息进行自动分析，超限时预警。根据水位、雨量信息来控制电动闸阀的启动和关闭。6、都市防涝监测预警系统方案—中科华恒6.1系统构成6.2实现功效1、排水管网调度运行管理掌握排水管网的真实运行状况；对重要排水户进行实时监控；重现排水管网运行历史状况，进行事故分析；高效协调排水运行单位和排水养护单位协同工作。2、都市内涝应急指挥及时精确获得内涝点实时水情数据和管网运行预警信息，为应急防汛工作提供决策根据；为制订不同等级雨情下科学的应急预案提供数据支持；根据区域内全局的管网运行数据合理指挥局部内涝浸水区域的排水抢险工作。

3、预警防险功效在都市隧道、低洼等易积水的核心地点设施水位监测点，并建设预警屏，实时显示积水深度，第一时间提示路过人员和车辆，避免险情发生。4、排险管网规划设计与建设的评定 评定排水泵站的运行效果，发现和诊疗排水泵站设计与运行存在的问题；诊疗管网中的瓶颈段，为管网改造提供科学根据；为评定低洼易涝地区的排水能力提供分析数据。7、都市内涝防汛监测系统—四信物联网7.1系统构成7.2实现功效精确采集采集点普通位于都市楼层地下室、桥洞、都市内河、排水口等低洼区域，遥测终端RTU结合雨量计、水位计、摄像头等传感器，将现场的水位、雨量、实时图片进行采集存储和上报数据中心。防汛预警系统预先录入以往出现内涝的水雨情数据，将实时上报的水雨情信息进行科学化计算解决，在内涝状况未发生前提前预估和预警，更能对接第三方系统，让民众和有关单位更及时的获取汛情信息以做好提前准备方法。智能联动

预设对应的内涝防汛参数，在恶劣天气状况下能够提前判断内涝汛情的到来，联动LED实时公布信息，且能够联动现场排水设备进行及时排水，避免和延缓都市内涝的发生。地图定位系统支持地图定位，可快速通过地图查找拟定现场位置，结合数据跟踪显示，直观动态的观察理解终端设备的有关信息，更加好的管理布置全局，实现系统布局的信息化。8、长沙排水中心易涝点监测系统—清环水务8.1系统构成8.2实现功效实现对于水情、雨情、工情信息的在先监测、在线报警以及统计分析：以采集的研究区域水情、雨情、工情信息为根据，实现对于水情、雨情、工情状况的实时监控，同时在地图上动态显示各个监测点水位、流量、降雨量等指标数据；根据实时动态监测数据以及气象部门提供的降雨预报信息等，结合研究区域的防汛特点，将实时的汛情分为不同的预警级别，并在地图上用不通过的颜色标注出来进行预警。同时，也能够通过系统内置的设定程序由短信、微信、Email等形式将警情发送给有关负责人员，方便为采用应急调度决策提供支持。对收集的监测数据进行预解决，特别是排除异常值的干扰，并对监测数据进行统计分析及对比，定量化掌握各区块在不同气象条件下的水位、液位变化状况，从而辅助监测方案优化工作的开站。三、监测设备及平台介绍1、遥测终端机

重要功效：■定时采集上报水位数据■预警触发加报水位数据■与监测预警平台交互完毕水位预测■触发上报雨量■定时、抓拍图片■本地存储采集数据■远程召测现在雨量、水位数据■远程查询本地历史数据■电池电压上报功效■支持一站双发，最多可支持同时向4个中心发送数据，支持主备信道切换■支持不少于5年的测站数据存储■可设立自动上报式与应答式工作模式■两种方式实现本地配备，一种是PC通过串口连接实现快速配备，一种是通过遥测终端机液晶屏与键盘操作■支持远程管理功效，能够实现远程参数配备、程序升级■可接入视频服务器，实现现场实时的视频监控2、压力式/雷达式/超声波水位计

技术指标：■精度：0.05%/FS（0～50℃）■量程：10m■供电电压：5～24VDC（外部电源电压）■静态工作电流：3~4mA■温度赔偿范畴：0～50℃■工作温度：-10～70℃■通讯方式：RS485接口MODBUS-RTU合同■温度测量精度：±0.2℃■温度测量分辨率：0.02℃■防护等级：IP683、翻斗式雨量计

技术规格：■承雨口内径：Φ200＋0.60，外刃口角度45°■仪器分辨力：0.1mm、0.2mm、0.5mm可选■降雨强度测量范畴：0.01～4mm/min（毫米／分）■翻斗计量误差：≤±４％（在0.01～4mm/min雨强范畴）■输出信号方式：磁钢~干簧管式接点通断信号■开关接点容量：ＤＣV≤12V，I≤120mA■接点工作次数：1×107次■工作环境温度：–10～+50℃■工作环境湿度：≤98%RH（40℃凝露）4、电子水尺

重要功效：■先进的组态方式，可嵌入多个渠道类型的流量关系曲线计算参数；■含有高可靠性和稳定性，安装牢固，适合野外无人环境应用；■结合明渠量水规范，把量水计算公式固化到电子水尺中，按照预置的量水公式进行计算，从而实时显示流量、水量等数据；■特低功耗设计、外置锂电池可持续工作六到十二个月，如果加装外部供电系统，可长时间实时在线监测计量；■现场液晶显示（时间、水位、瞬时流量和累积流量），公开用水量，减少用水纠纷；■配备手机检修程序可近距离对电子水尺多个参数设立、查询和修改、数据抄录等；■内置实时时钟，能够精确统计采样时刻的时间；■内置大容量数据存储器、设立的参数和测量数据可保持十年以上；■GPRS/SMS无线数据转存，远程通讯合同支持国家水资源合同原则(SZY206-)。5、摄像机

技术规格：■七寸双层金属防护罩，防水等级IP66；■独创红外灯控制技术：PWM控制；■第三代“点阵”发光组件，高能低耗；■远、近光切换倍数可设立，切换区间9级灯光赔偿，

光场分布均匀，无“手电筒”现象；■智能控制，输出功率分5级可调；启动照度可调（1-15级），满足监控目的的不同距离与亮度规定；■自动调光技术，球机跟踪功效状态下，发现目的功率提到最高，确保最佳效果，常态下转为待机；■待机功效，功率（分9级）/待机时间可设立（15-30秒），人性化设计，使用寿命提高3倍以上；■红外有效距离可达140米；■全铝构造，结实牢固，散热效率高；■自动跟踪功效，有效监控预设场景内的移动目的，并跟随目的变倍放大；■移动侦测报警功效，四进二出报警联动