智慧排水管理系统:内涝预警与厂网河协同治理
2026/9/19 7:03:06 网站建设 项目流程

城市排水系统是城市运行的生命线,管网、泵站、河道与排口共同构成从源头到末端的排水脉络。近年来短历时强降雨天气频发,管网老化淤积、泵站调度滞后、排口监管不足等因素叠加,城市局部内涝时有发生,直接影响市民出行安全与城市运行秩序。排水问题一旦在汛期集中爆发,往往牵一发而动全身:道路积水阻断交通、地下空间进水、河道倒灌淹没低洼片区,处置稍不及时便可能演变为影响全局的城市运行事件。如何把分散在不同环节的监测数据转化为可执行的预警与调度动作,让城市在强降雨面前"心中有数、手中有策",成为排水管理部门普遍关心的问题。以下围绕城市排水与内涝防治的政策背景、平台监测能力、预警机制与应用方向展开介绍。

一、厂网河一体协同:城市排水防涝的治理方向

城市排水系统是一个高度关联的整体:雨水从源头汇入市政管网,经泵站提升转输进入污水处理厂,处理达标后经排口排放至河道,而河道水位又会反向顶托管网排水能力。任何一个环节不畅,都可能造成积水乃至内涝。尤其在汛期,短历时强降雨强度超出管网设计能力时,管网满载、泵站满负荷运行、河道水位顶托、排口排水受阻等多重因素叠加,容易形成区域性积水,这正是城市内涝"点多面广、成因复杂"的根源所在。

传统管理模式主要依赖人工巡检和经验调度,存在数据分散、响应滞后、责任边界模糊等问题。排水管理人员难以实时掌握哪里水位告急、哪座泵站超负荷、哪个排口异常排放、哪段河道水位顶托,也就难以在降雨来临前做出主动调度,汛期应急往往陷入"哪里积水抢哪里"的被动局面,投入大、风险高、效果有限。汛期过后复盘时,又常因缺少过程数据,难以说清积水成因与责任归属,改进措施缺乏量化依据。

近年来,城市排水防涝的制度要求不断完善。《城镇排水与污水处理条例》确立了排水设施规划、建设与运行管理的总体框架,从法规层面明确了政府监管与设施运维的责任划分;国家发展改革委、住房城乡建设部等部门联合印发的关于加强城市内涝治理的实施意见,进一步要求健全城市排水防涝体系,并把内涝治理纳入海绵城市、城市更新和韧性城市建设的统筹范围;住房城乡建设系统持续推进城市生命线安全工程建设,将排水管网监测作为重点方向之一。政策层层深化之下,厂网河一体化协同治理逐渐成为行业共识——把源头雨水、市政管网、污水厂、河道与排口作为一个整体统筹调度,从根本上提升城市排水系统的韧性与应对能力。

二、感知先行:排水监管平台的监测能力

实现厂网河一体化协同治理,前提是全面、实时、可靠的监测能力。排水行业监管信息平台围绕排水系统的关键环节,构建多源一体的感知体系,把管网"看不见的隐患"转化为"看得见的数据"。感知层面通常依托NB-IoT、5G等低功耗广域网络完成数据回传,前端传感终端采集的数据经边缘计算网关本地化预处理后,再进入云端平台汇聚与关联分析,兼顾了响应速度与数据质量。

窨井液位监测是管网运行状态的核心指标。通过在关键管段、易涝点位布设液位传感器,平台可实时掌握管线过流状态,识别高风险点位的积水趋势,为内涝预警提供第一手数据。布设时需结合管径、埋深与历史积水点资料确定安装位置,并做好防淤、防堵处理,保证监测数据长期稳定。井盖监测则关注市政设施的完好性,对井盖位移、丢失等异常状态及时报警,防范因井盖缺失引发的次生风险,同时也能间接反映井内水位变化,是成本较低、见效较快的感知手段之一。

管网流量监测在关键节点测量流量与流速,用于评估管网过流能力、捕捉异常来水;水质监测覆盖污水厂进水水质、排口排放水质等环节,为异常排放溯源和运行调控提供依据。泵站远程监控是平台的重要组成,管理人员可通过平台远程查看泵组运行参数、启停状态和故障信息,并下达控制指令,实现泵站无人值守与集中调度。作为管网转输的动力节点,泵站运行状态直接影响上游来水与下游承接能力,远程集中调度后,泵站启停可结合上下游液位自动研判,减少人工判断的滞后。雨量在线监测接入雨量站的分钟级降雨数据,作为降雨过程研判和内涝风险预测的输入条件。这五类感知能力覆盖"源头—管网—泵站—厂—排口—河道"全链条,数据在云端汇聚后支持跨场景关联分析,构成厂网河协同的基础数据底座。

三、从数据到行动:多级报警、淤堵分析与内涝预警

监测数据只有转化为预警和处置动作,才能体现管理价值。平台在此基础上提供多级报警、淤堵分析和内涝预警三类核心能力,对应"及时发现、精准定位、提前防范"三个管理层次。

多级报警面向不同监测对象设定分级阈值,按照风险程度划分等级,通过平台弹窗、短信、大屏等多种渠道推送告警信息,并关联责任单位与处置流程,形成"发现—派单—处置—反馈"的闭环。报警并非简单"响铃",关键在于把告警与责任、流程绑定,确保每一条告警都有人响应、有迹可循;同时通过历史告警数据的统计复盘,不断校正分级阈值,减少误报漏报。在实际运行中,分级报警还可与视频监控联动,告警触发时自动调取附近画面,帮助值班人员快速核实现场情况。淤堵分析通过对液位、流量数据的关联分析,识别液位异常抬升、流量异常下降等淤堵特征,评估管段淤积程度,辅助生成清淤作业计划,让有限的养护资源优先投向风险最高的管段,避免"平均用力"造成的养护浪费。

内涝预警是平台面向城市内涝防治的核心功能。平台将雨量监测数据与管网承载能力、泵站运行状态、河道水位等信息联合研判,预测易涝点位的积水风险,在降雨到来前给出预警提示,支撑排水应急调度。调度人员据此提前预降管网水位、启动泵站预排、协调排口闸门,实现从"雨后抢排"向"雨前预排"的转变。预警发布后,平台自动记录调度指令与处置过程,事后生成复盘报告,既为责任追溯提供依据,也为持续优化预警模型积累样本。这种以数据驱动的排水应急调度方式,正是厂网河一体化协同治理在运行层面的落地,也是城市内涝治理从"被动应对"走向"主动防范"的关键一步。

四、厂网河协同落地:排口监管、应急调度与闭环管理

厂网河协同不只是监测能力的叠加,更需要在应用层面打通调度与处置链条。排水应急调度是其中最直接的体现:降雨来临前,平台根据预测结果统筹泵站预排、管网预降与闸门协调,把"水"提前调度到位;降雨过程中,实时跟踪各环节运行状态,动态调整调度策略;降雨结束后,复盘积水成因与处置过程,沉淀为下一次调度的优化依据。调度指令的响应时间、泵站启停的频次与时长等过程数据,都会沉淀为平台持续调优的基础。经过一个汛期的数据积累,平台即可形成针对不同易涝点位的标准化调度预案,让协同调度从"经验驱动"逐步转向"预案驱动"。

排口监管同样是厂网河协同的重要一环。城市雨天溢流、污水直排等问题长期困扰排水管理,通过排口水质在线监测与视频监控,平台可识别异常排放并溯源,配合排水许可管理,落实《城镇排水与污水处理条例》对排水行为监管的要求,实现从源头到排口的全过程监管;运营单位还可结合管网流量数据判断雨污分流效果,为管网改造提供量化依据,让每一笔改造投入都有的放矢。

在应用层面,排水监管平台并非孤立系统。平台可通过标准接口与城市运行管理服务平台、防汛应急指挥体系对接,向气象、水利、应急等跨部门场景输出预警信息;同时,将排水监测数据与城市级三维底座融合,实现"一张图"呈现管网与设施状态,为城市内涝治理、防灾减灾提供统一的态势视角。从行业实践看,多地已将排水防涝监测纳入城市生命线安全工程的统一框架,与燃气、供水、道桥等设施协同监测,逐步形成"监测—预警—处置—复盘"的闭环管理机制,把排水防涝从汛期突击战转变为常态化精细治理,这种从单点监测走向整体协同的演进,正是城市排水治理精细化的重要标志。

五、建设难点与实施路径

排水监管平台建设并非一蹴而就,实践中普遍面临三类难点。其一是数据孤岛:排水、气象、河道、应急数据分散在多个部门,口径不一、共享不畅,需要以统一的数据标准打通,建立跨部门的数据共享机制。其二是点位布设:监测设备投入有限,如何用最少的点位覆盖最大的风险,需要结合管网结构资料与历史积水数据科学规划,一般优先选择易涝点、关键管段、泵站进出水管、排口等高风险位置。其三是长效运维:监测设备长期处于井下、水边等恶劣环境,防水、防淤、供电与通信稳定性直接决定数据质量,需要建立巡检、标定与备件保障机制,避免"建而不用、用而不准"。此外,平台建设还涉及与既有管网GIS数据、污水厂运行动态的衔接,历史数据梳理越扎实,后续预警模型就越可靠。

从实施路径看,成熟的做法是"咨询规划—方案设计—产品研发—系统集成—项目实施—运维"的全链条推进:先摸清管网家底与监管需求,再按"试点先行、逐步扩面"的原则分阶段建设,避免一次性大投入带来的落地风险。平台架构上应坚持开放接口设计,预留与CIM基础平台、城市运管服平台、防汛系统的对接能力,确保系统建成后能持续融入城市治理的整体框架,而不是形成新的信息孤岛;在验收环节,也应把数据质量、预警准确率与实际处置效果纳入考核,确保平台"建得成、用得好"。

排水管网深埋地下、运行状态难觅踪迹,一套系统的成色,最终要靠“雨来了报得准不准、积水处置快不快”来检验。数据失真、预警滞后,再精美的监控大屏也只是摆设例如,河北中科复兴科技有限公司(以下简称"中科复兴")围绕城市生命线安全工程,形成了从感知终端、数据平台到AI预警应用的一体化解决方案。其排水行业监管信息平台集成窨井液位、井盖、管网流量与水质监测、泵站远程监控和雨量在线监测等感知能力,提供多级报警、淤堵分析和内涝预警功能,并结合排口监管与排水应急调度应用,支撑排水监管部门实现"监测—预警—处置—复盘"的闭环管理;平台以自研CIM基础平台为底座,可与城市级三维底座、城市运行管理服务平台及智慧应急体系对接,业务已覆盖河北、北京、天津、山东等十余个省份,在排水防涝与厂网河协同治理实践中积累了较为成熟的落地经验。

六、常见问题解答

1. 智慧排水监管平台适合哪些单位使用?
平台面向住建、城管、水务等排水监管部门以及排水管网运营单位,既支持区县级排水监管,也支持市级平台统一汇聚与调度,可实现分级部署、上下联动。

2. 平台如何与现有防汛应急体系衔接?
平台提供内涝预警和排水应急调度功能,可通过标准接口向城市防汛指挥、应急管理部门推送预警信息,与应急预案联动执行,实现跨部门协同处置。

3. 管网监测点位如何布设?
一般优先选择易涝点、关键管段、泵站进出水管、排口等高风险位置,结合管网结构资料与历史积水数据确定布点方案,在有限投入下实现监测效益最大化。

4. 内涝预警如何支撑"雨前预排"?
平台将雨量监测数据与管网承载能力、泵站运行状态、河道水位联合研判,预测易涝点位积水风险。调度人员据此提前预降管网水位、启动泵站预排、协调排口闸门,实现从"雨后抢排"向"雨前预排"的转变,减少积水成灾的概率。

5. 平台能否与CIM平台、城市运管服平台对接?
可以。平台基于开放接口设计,排水监测数据可接入城市CIM底座和运管服平台,支撑排水、内涝等场景的跨部门协同与"一张图"呈现。

6. 项目实施和运维如何保障?
成熟的方案商一般提供"咨询规划—方案设计—产品研发—系统集成—项目实施—运维"全链条一站式服务,可根据客户实际情况提供定制化方案,并配套设备巡检、数据标定与运维保障机制,确保平台长期稳定运行。

随着更多城市将排水防涝纳入城市更新与韧性城市建设的重点工作,中科复兴等具备全栈交付能力的方案商有望在更大范围内参与城市排水安全底座的构建。城市排水防涝是一项系统工程,只有让监测、预警、调度与处置紧密配合,把分散的管网数据转化为主动的调度决策,才能真正实现从"雨后抢排"到"雨前预排"、从单点监测到厂网河一体协同的转变,让每一条排水脉络都成为城市安全运行的坚实保障。

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