雨季与旱季排水管网监测系统调整策略:频率与参数设置方法-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-07-04 | 6 次浏览 | 分享到:
针对雨季与旱季排水管网的流量差异,监测系统需建立动态调整机制:雨季采用 “高密度感知” 策略,核心防控区缩短传感器采样间隔至 1-5 分钟,结合气象预警启动秒级数据采集,重点监控流量突变、液位极值及管网压力;旱季实施 “精准追踪” 模式,延长采样间隔至 30-60 分钟(老旧管网区域保持 20 分钟),强化低流速、悬浮物浓度等淤堵与腐蚀相关参数监测。通过物联网平台的季节自适应切换与模型校准,实现监测频率与参数的智能适配,提升管网运行的安全性与稳定性。

城市排水管网是应对水循环变化的核心基础设施,而雨季与旱季的流量差异堪称管网运行的 “极端考验”。雨季时,短时间内的强降雨可能使管网流量激增数十倍,瞬间突破设计承载极限;旱季则因水量锐减,管网流速降低,易引发淤泥沉积和管道腐蚀。为应对这种周期性波动,排水管网监测系统必须建立动态调整机制,通过差异化的监测频率与参数设置,实现对管网运行状态的精准把控。

雨季监测:以 “高密度感知” 应对流量冲击

监测频率的加密策略

雨季的监测频率调整需遵循 “空间分层、时间分级” 原则。在空间维度上,将管网划分为核心防控区(如城市主干道、低洼易涝点)和一般监测区。核心防控区的传感器采样间隔应缩短至 1-5 分钟,例如在立交桥下的雨水管网节点,每 2 分钟采集一次液位数据,确保能捕捉到暴雨期间的水位骤升过程。一般监测区则可保持 10-15 分钟的采样间隔,平衡数据精度与系统负荷。


时间维度上,需根据气象预警等级动态调整。当发布暴雨蓝色预警时,全市监测频率自动提升 30%;橙色预警状态下,核心区启动秒级数据采集(如多普勒流量计每 30 秒记录一次瞬时流量),并同步开启管网视频监控设备,实时观察水流夹带杂物的情况。这种 “预警 - 响应” 联动机制,能在降雨来临前提前激活高密度监测模式。


关键参数的重点监控

雨季监测参数设置需聚焦流量突变与液位极值两大核心指标。流量监测方面,应启用 “峰值捕获模式”,将流量计的测量量程临时扩展至设计值的 1.5 倍,避免因暴雨超量程导致的数据丢失。同时增设 “流量波动率” 参数,当 5 分钟内流量变化率超过 20% 时,自动触发管网过载预警,提示可能存在局部淤堵导致的泄洪能力下降。


液位监测需重点关注 “液位 - 时间曲线斜率”。在检查井等节点,超声波液位计应增设 “超高液位阈值”,当水位距离井口小于 750px 时,立即发送紧急告警。对于合流制管网,还需监测 “雨污混流比” 参数,通过水质传感器分析瞬时污染物浓度变化,判断是否存在污水管网倒灌现象。此外,管网压力监测在雨季尤为重要,真空度传感器可捕捉管道内因水流湍急产生的负压现象,预防管道破裂风险。


旱季监测:以 “精准追踪” 捕捉潜在风险

低频高效的监测节奏

旱季监测频率调整的核心是 “降低冗余采样,提升数据深度”。在连续无雨时段,可将传感器采样间隔延长至 30-60 分钟,例如居民区支管的流量计每 45 分钟记录一次平均流量,既减少无效数据传输,又能反映基础水流趋势。但对于老旧管网集中区域,需保持 20 分钟的采样间隔,因为低流量状态下的流速缓慢更易引发淤堵,需要更密集的数据支撑分析。


值得注意的是,旱季需强化夜间监测的稳定性。由于工业排水减少,夜间管网流量处于基线水平,此时的微小波动(如凌晨 3 点某段管网流量突然下降 15%)更能反映潜在堵塞。因此,系统应设置 “夜间数据质量保障机制”,自动校准传感器漂移,确保低流量状态下的测量精度。


针对性参数的深度分析

旱季参数设置要突出淤堵预警与水质变化监测。流速监测方面,需启用 “低流速放大模式”,当管内流速低于 0.6m/s 时(规范最小流速),传感器自动提升测量灵敏度,捕捉 0.1m/s 级别的流速变化,因为持续低速流动是淤泥沉积的典型特征。同时计算 “流速均匀度” 指标,对比同一管段上下游的流速差异,当差值超过 30% 时,提示可能存在局部淤积。


水质参数在旱季监测中权重上升,应重点监测 “悬浮物浓度” 和 “管道腐蚀速率”。通过在管网节点安装光学浊度传感器,每小时测量一次水体浑浊度,当浓度持续高于 50mg/L 时,结合流速数据判断是否形成淤泥层。对于金属管道,增设电化学传感器监测管道内壁的腐蚀电流,旱季干燥环境下的微生物腐蚀更易加速,需通过 pH 值与氧化还原电位的联动分析,提前预警管道穿孔风险。


跨季节自适应调节机制

智能切换的技术支撑

实现雨季与旱季监测模式的无缝切换,需依托物联网平台的动态配置能力。系统可内置 “季节特征识别模型”,通过分析近 30 天的平均降雨量、管网流量均值等参数,自动判定当前处于雨季模式(月降雨量>100mm)或旱季模式(月降雨量<50mm),并同步推送参数调整方案至管理终端。例如,当连续 5 天日降雨量超过 20mm 时,系统自动激活雨季监测模板,无需人工干预。


对于气候过渡时期(如春秋季),可启用 “模糊监测模式”,即核心区保持雨季的高频监测,一般区域采用旱季参数,同时设置 7 天的参数缓冲期,避免频繁切换导致的系统震荡。这种 “分区过渡” 策略,能适应季节交替时的天气不确定性。


数据模型的季节性校准

无论是雨季还是旱季,监测数据的有效性都依赖于模型的动态校准。雨季需每周更新 “暴雨径流模型” 参数,根据实际降雨强度与管网响应关系,修正液位预警阈值;旱季则每月对 “淤堵发展模型” 进行迭代,结合清疏作业记录,优化淤泥厚度与流速衰减的关联公式。

某南方城市的实践表明,通过建立 “季节 - 参数” 映射关系库,其管网监测系统的预警准确率提升了 40%,旱季淤堵发现时间提前了 3 天,雨季内涝响应速度缩短至 15 分钟。这种动态调整机制,让排水管网监测真正实现了 “量体裁衣” 式的精准管理。


城市水循环的季节性节律,要求排水管网监测系统打破 “一刀切” 的固定模式。通过在雨季构建高密度感知网络捕捉流量冲击,在旱季聚焦精准参数追踪潜在风险,辅以智能切换的自适应机制,方能实现管网全周期的安全运行。这种 “因时制宜” 的监测策略,既是智慧水务技术的应用典范,更是城市基础设施韧性建设的关键支撑。