低洼地段积水问题如何解决?

2025年04月14日 14:29

  低洼地段积水问题已成为城市防洪排涝体系中的关键薄弱环节,其成因涉及地形地貌、排水系统、气象水文等多重因素耦合作用。传统治理模式依赖人工巡查与经验判断,存在响应滞后、治理碎片化等缺陷。厦门海川润泽物联网科技有限公司(以下简称"海川润泽")依托物联网、边缘计算、数字孪生等技术,构建了覆盖"监测-预警-调度-评估"全流程的积水治理体系,为低洼地段积水问题提供了技术突破路径。

  一、低洼地段积水成因的精准诊断

  低洼地段积水具有显著的空间异质性和成因复杂性,需通过多维度监测手段实现精准溯源:

  地形地貌特征

  低洼区域易形成滞水区,需部署地埋式超声波水位传感器(HC-SW100系列),结合激光扫描技术建立高精度数字高程模型(DEM)。通过对比设计标高与实测水位,识别地形凹陷区域,分析汇水面积与排水路径的匹配度。

  排水系统效能

  管网过流能力不足是核心问题,需采用管式土壤墒情监测仪(HC-SG100)对管道变形、接口渗漏、淤积堵塞进行三维建模。结合流量计(如HC-TX90SE遥测终端机集成的多普勒流量计)数据,定量评估管网排水能力,识别瓶颈管段。

  地表径流特性

  硬化路面占比高导致下渗能力弱,需通过透水铺装改造配合碎石渗透带监测。利用土壤墒情监测仪分析下渗速率,结合AI态势感知仪(HC-AI100-DZ)的机器视觉模块,识别地表径流系数异常区域,评估硬化面积占比对积水的影响。

  二、物联网感知体系的构建

  基于海川润泽产品体系,构建"空天地"一体化监测网络:

  地下管网监测层

  管道健康监测:在关键节点部署HC-SG100管式土壤墒情监测仪,监测管壁应力、土壤含水率,预警管道塌陷风险

  液位监测:采用HC-SW100-D压力式水位传感器(精度±1mm)与HC-SW100-U超声波水位传感器组合,覆盖0-10m量程范围

  流量监测:HC-TX90SE遥测终端机集成时差法超声波明渠流量计,监测管网过流能力

  地表积水监测层

  积水点监测:部署HC-SW100-L激光液位传感器(量程0-5m,精度±2mm),实时获取积水深度

  视频监控:HC-AI100机器视觉微动仪结合AI算法,识别积水区域面积与流速

  水质监测:HC-WS100水质传感器监测COD、浊度等参数,预警污水外溢

  气象水文监测层

  雨量监测:HC-RY100翻斗式雨量传感器(分辨率0.1mm)与HC-RY200激光雨滴谱仪组合,获取降雨强度与粒径分布

  气象预警:集成气象部门数据,通过HC-TX90SE遥测终端机实现暴雨预警信息接收

  三、数据治理与模型构建

  基于物联网数据构建三维水动力模型,需完成以下技术环节:

  数据清洗与融合

  采用卡尔曼滤波算法处理传感器噪声,通过时空插值技术补全数据缺失

  建立管网拓扑数据库,关联管径、坡度、材质等参数

  模型参数率定

  基于SWMM模型框架,利用HC-TX90SE遥测终端机采集的管网液位、流量数据,率定曼宁系数、洼蓄量等参数

  结合AI态势感知仪的机器学习模块,优化模型边界条件

  实时校正机制

  建立FCST-NOWCAST耦合模型,利用实时监测数据动态修正模型输出

  通过HC-TX90SE遥测终端机的边缘计算能力,实现模型参数的在线更新

  四、智能决策支持系统

  构建"监测-预警-调度"三级响应体系:

  智能预警系统

  设定三级预警阈值(积水深度0.1m/0.3m/0.5m),通过HC-TX90SE遥测终端机的无线预警广播功能,实现声光报警与短信推送

  建立降雨-积水关联模型,利用HC-AI100-DZ的深度学习算法,预测积水发展态势

  应急调度平台

  集成GIS电子地图,可视化展示积水点分布、管网运行状态、抢险资源位置

  通过HC-TX90SE遥测终端机的远程控制功能,实现泵站、闸门等设备的联动调度

  风险评估模块

  构建积水风险指数(WRI),综合考虑积水深度、持续时间、影响范围等因素

  通过HC-AI100-DZ的时空聚类算法,识别高风险区域与脆弱性时段

  五、工程改造技术路径

  针对低洼地段特点,制定差异化改造方案:

  管网改造技术

  采用CIPP原位固化法修复破损管道,结合HC-SG100监测仪验证修复效果

  在关键节点增设智能截流井,通过HC-TX90SE遥测终端机实现雨污分流控制

  地表改造技术

  实施海绵化改造,建设下凹式绿地、雨水花园,利用HC-SW100监测下渗速率

  铺设透水铺装,结合碎石渗透带,提升地表径流下渗能力

  泵站升级技术

  增设移动式泵车,通过HC-TX90SE遥测终端机实现远程启动

  改造泵站控制系统,接入积水监测数据,实现水位自适应调节

  六、运维管理体系

  构建"预防性维护+智慧化巡检"的运维模式:

  健康评估体系

  基于监测数据构建设备健康指数(EHI),利用HC-AI100-DZ的故障预测算法,提前30天预警设备故障

  建立传感器标定周期表,通过HC-TX90SE遥测终端机的自诊断功能,实现设备状态自检

  智慧巡检系统

  开发移动端APP,集成巡检任务管理、数据采集、缺陷上报等功能

  部署巡检机器人,搭载HC-AI100机器视觉模块,实现管网内部缺陷自动识别

  绩效考核机制

  建立运维服务KPI体系,纳入监测数据完整性、预警准确率、响应及时性等指标

  通过HC-TX90SE遥测终端机的数据溯源功能,实现运维过程全流程监管

 

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