一、項目背景
城市雨水管網(wǎng)是防汛排澇、雨污分流、海綿城市建設(shè)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)監(jiān)測普遍存在工況復(fù)雜、低流速難測、含沙含雜干擾大、安裝維護(hù)不便、數(shù)據(jù)滯后等痛點。某南方濱海城市老城區(qū)雨水管網(wǎng)建成年限久、管徑多樣(DN300–DN1500)、混接與淤積普遍，汛期強(qiáng)降雨易引發(fā)局部內(nèi)澇與溢流污染，亟需一套穩(wěn)定、精準(zhǔn)、易部署的在線流量監(jiān)測方案，實現(xiàn)雨水管網(wǎng)實時感知、智能預(yù)警、精細(xì)化調(diào)度。
項目核心需求：
1. 適配非滿管 / 滿管、低流速(0.03m/s 起)、高含沙、多氣泡的雨水工況;
2. 非侵入安裝，不破管、不停排，降低施工與安全風(fēng)險;
3. 多參數(shù)同步監(jiān)測(流速、流量、水位、溫度)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳;
4. 接入智慧水務(wù)平臺，支撐內(nèi)澇預(yù)警、管網(wǎng)評估、雨污分流監(jiān)管。
二、設(shè)備選型
(一)選型原則
以工況適配性、測量穩(wěn)定性、安裝便捷性、長期可靠性為核心，對比電磁流量計、時差式超聲波流量計、雷達(dá)流量計與多普勒超聲波流量計，最終選定大禹電子小型多普勒流量計。
(二)選型依據(jù)與設(shè)備優(yōu)勢
1. 測量原理適配雨水復(fù)雜工況
基于超聲波多普勒效應(yīng)，依靠水中懸浮顆粒、氣泡反射回波計算流速，無需清潔流體、不懼泥沙與雜物，完美匹配雨水高濁度、多雜質(zhì)特點;流速量程 0.03–5m/s，覆蓋旱季低流與汛期洪流，滿管度監(jiān)測 5%–100%，解決非滿管測量盲區(qū)。
2. 非侵入式安裝，降本增效
管壁外夾或井下非接觸安裝，無需截斷管道、無需停水施工，單點位安裝周期≤1 小時，施工成本較插入式降低約 60%，適配老舊管網(wǎng)改造與密集城區(qū)作業(yè)。
3. 高精度與高穩(wěn)定性
流速精度±(V*1%+0.01)m/s(水文檢定中心檢定精度)水位精度 ±0.03m;IP68 防護(hù)、防腐抗磨設(shè)計，耐受潮濕、腐蝕、淤積環(huán)境，惡劣工況下年故障率≤3%，長期在線率≥98%。
4. 智慧化集成能力
支持 RS485/Modbus-RTU，兼容 NB-IoT/4G/LoRa 通信，可直接接入智慧水務(wù)平臺;具備數(shù)據(jù)本地存儲、斷點續(xù)傳、異常閾值報警，滿足防汛實時調(diào)度需求。
(三)對比結(jié)論
大禹電子多普勒流量計解決傳統(tǒng)設(shè)備 “測不準(zhǔn)、裝不便、易損壞” 的核心短板，是雨水管網(wǎng)在線監(jiān)測的最優(yōu)選型。
三、實施方案與部署
(一)監(jiān)測點位布設(shè)
選取主干道雨水干管、低洼易澇點、管網(wǎng)匯合口、泵站進(jìn)水口等16 個關(guān)鍵節(jié)點，覆蓋 DN500、DN800、DN1200、DN1500 等主流管徑，形成全域感知網(wǎng)絡(luò)。
(二)安裝部署要點
1. 點位選在直管段、無坡度突變、遠(yuǎn)離淤積與雜物聚集區(qū)，距離彎頭 / 三通≥5 倍管徑，保證流場穩(wěn)定;
2. 井下作業(yè)先通風(fēng)檢測有毒氣體，清潔管壁、涂抹耦合劑，固定傳感器并校準(zhǔn)角度;
3. 搭配防水 RTU 與太陽能供電模塊，實現(xiàn)無外接電源場景穩(wěn)定運(yùn)行;
4. 統(tǒng)一接入市級智慧排水平臺，設(shè)置汛期 5分鐘 / 次、旱季30 分鐘 / 次采集頻率，超閾值自動提升上傳頻率并觸發(fā)預(yù)警。
(三)系統(tǒng)架構(gòu)
感知層(大禹多普勒流量計)→ 傳輸層(NB-IoT/4G)→ 平臺層(智慧水務(wù)平臺)→ 應(yīng)用層(實時監(jiān)測、預(yù)警推送、數(shù)據(jù)分析、運(yùn)維管理)。
四、應(yīng)用成效
(一)監(jiān)測性能穩(wěn)定可靠
連續(xù)運(yùn)行 12 個月，設(shè)備在線率 98.7%;暴雨天氣流量峰值測量準(zhǔn)確，低流速段無丟數(shù)、無漂移，數(shù)據(jù)一致性與重復(fù)性滿足市政監(jiān)測規(guī)范。
(二)防汛預(yù)警能力顯著提升
汛期可提前 20–40 分鐘識別管網(wǎng)高水位、高負(fù)荷狀態(tài)，自動推送預(yù)警信息;項目實施以來，轄區(qū)內(nèi)澇點處置響應(yīng)時間縮短 40%，未發(fā)生大面積積水與溢流事故。
(三)支撐管網(wǎng)精細(xì)化管理
1. 長期流量數(shù)據(jù)用于管網(wǎng)水力模型校核，精準(zhǔn)定位淤積、瓶頸、混接點位，指導(dǎo)清淤與改造，養(yǎng)護(hù)效率提升 35%;
2. 量化雨水排放總量與峰值，為海綿城市效果評估、徑流污染控制提供數(shù)據(jù)支撐;
3. 輔助識別雨污混接與違規(guī)排放，推動雨污分流整改，水環(huán)境治理成效明顯。
(四)運(yùn)維成本大幅降低
無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件、無堵塞風(fēng)險，日常僅需定期巡檢清潔，年維護(hù)工作量減少 70%，全生命周期成本優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)備。
五、項目總結(jié)
(一)核心價值
1. 技術(shù)適配：多普勒原理 + 非侵入安裝，完美適配雨水管網(wǎng)復(fù)雜工況，破解低流速、高含沙、非滿管監(jiān)測難題;
2. 工程友好：施工快、無擾動、易維護(hù)，適合老舊城區(qū)與密集管網(wǎng)改造;
3. 管理賦能：數(shù)據(jù)驅(qū)動防汛調(diào)度、管網(wǎng)運(yùn)維、水環(huán)境治理，實現(xiàn)從 “被動搶險” 到 “主動防控” 的轉(zhuǎn)變。
(二)推廣意義
大禹電子多普勒流量計在雨水管網(wǎng)的成功應(yīng)用，驗證了該技術(shù)在市政排水、智慧防汛、海綿城市、雨污分流等場景的通用性與可靠性，可規(guī)?；瘡?fù)制到各類城市雨水管網(wǎng)監(jiān)測項目，為城市地下管網(wǎng)智慧化升級提供成熟方案。
