1.前景目标

随着城市化快速发展与极端天气增多，排水管网面临堵塞、内涝、溢流及结构安全等风险，严重威胁城市安全运行。

城市排水管网安全监测预警系统建设方案目的是构建“全面感知、智能预警、高效协同”的监测预警体系，推动管理从被动应对向主动预警转变。实现管网关键节点水位、流量、水质的全天候监测；基于数据与模型实现内涝、溢流等风险精准预警；为调度、抢险与维护提供科学决策支撑；最终提升运维效率，保障城市生命线安全。

2.监测内容与对象

2.1监测对象：

排水管网：主干管、次干管、重要支管。

关键节点：排水泵站、溢流口、调蓄池、闸门、下穿立交、低洼易涝点。

接入源：重点排污企业、污水处理厂进水口。

2.2核心监测参数：

水力参数：

水位/液位：核心参数，用于判断管道充满度、淤积情况和内涝风险。

流量/流速：评估管网输送能力，分析运行负荷。

水质参数：

常规五参数：pH、水温、电导率、溶解氧、浊度。

特征污染物：化学需氧量、氨氮、总磷等（用于监测偷排漏排）。

视频图像：

对关键节点（如溢流口、易涝点）进行视频监控，直观掌握现场情况。

管网结构状态（辅助）：

通过管道闭路电视检测、快速摄像检测等定期获取管道内部结构性缺陷数据（如破裂、变形、脱节、腐蚀等）。

3.系统架构

本系统采用分层设计理念，自下而上由感知层、传输层、平台层和应用层构成，确保数据流畅通、业务逻辑清晰。

感知层负责前端数据采集。通过在管网、泵站、易涝点等关键节点布设液位计、流量计、水质传感器和视频监控等物联网设备，实现对水位、流量、水质及现场画面的实时感知。

传输层负责数据的稳定回传。主要采用NB-IoT、4G/5G等无线通信技术，以其低功耗、广覆盖和高带宽的特性，将感知层采集的数据安全、高效地传输至中心平台。

平台负责数据的汇聚、管理与分析。它基于云平台或数据中心，整合GIS（地理信息系统）、水力模型和大数据分析引擎，不仅完成海量监测数据的存储与处理，更能通过模型模拟进行趋势预测与风险评估，为智能预警提供核心支撑。

应用层是系统的“交互界面”，面向最终用户提供具体服务。通过Web端及移动端的监测预警平台，实现管网运行状态的可视化一张图管理、实时报警信息的推送与处置、统计分析报告的生成以及应急调度指令的下达，最终将数据价值转化为管理决策和实际行动。

4.预警机制与等级

建立“监测-分析-预警-发布”的闭环预警流程。

5.技术支撑

物联网技术：实现监测设备的广泛接入和低功耗数据传输。

GIS/BIM技术：将监测数据与管网空间位置关联，实现“一张图”可视化管理和分析。

水文水力模型：通过构建城市排水管网模型，结合实时监测数据和降雨预报，进行动态模拟，预测未来1-3小时内可能出现的积水点和风险等级，实现从“现状监测”到“未来预测”的跨越。

大数据与人工智能：

利用历史数据训练AI算法，识别管网运行的异常模式（如异常入渗、偷排行为）。

通过机器学习，不断优化预警阈值和模型参数，提高预警准确性。