城市水雨情与排水状况紧密关联，精准的水雨情监测是有效排水管理的前提。城市化进程加快，不透水面积增加，改变了自然水文循环，暴雨时易引发城市内涝，威胁居民生命财产安全与城市基础设施。传统监测手段难以全面、实时掌握水雨情和排水动态，无法满足城市精细化管理和防灾减灾需求。为提升城市排水系统应对极端天气能力，保障城市安全运行，构建水雨情与排水监测解决方案至关重要。
1、感知层：
在城市河流、湖泊、水库、雨水管网、泵站等关键位置，部署雨量传感器、水位传感器、流量传感器、水质传感器及视频监控设备，实时采集降雨、水位、流量、水质等数据。
2、传输层：
借助4G/5G、NB-IoT、LoRa等无线通信技术，将感知层数据传输至数据中心或云平台，确保数据传输的稳定性和及时性。
3、数据处理层：
运用大数据分析技术、地理信息系统（GIS）技术，对采集的数据进行清洗、存储、分析，挖掘数据间的关联，为排水决策提供数据支撑。
4、应用服务层：
开发水雨情与排水监测平台，实现数据实时展示、预警发布、调度决策、应急指挥等功能，服务于城市管理部门、水务企业等。
1、降雨量监测：
选用翻斗式雨量计或激光雨量计，分布于城市不同区域，实时获取降雨量、降雨强度、降雨时长数据，为排水预测提供基础信息。
2、水位监测：
在河道、湖泊、水库、雨水管网检查井、泵站集水池等位置，安装压力式水位计、超声波水位计、雷达水位计，监测水位变化，掌握水体蓄泄情况。
3、流量监测：
在河流断面、雨水管网关键节点、泵站进出口，使用电磁流量计、超声波流量计、多普勒流量计，测量流量数据，评估排水能力。
4、水质监测：
于污水排放口、雨水管网末端、受纳水体等，部署多参数水质分析仪，检测化学需氧量（COD）、氨氮、总磷、总氮等指标，判断水质污染情况。
5、视频监控：
在易涝点、排水设施周边安装高清摄像头，直观呈现现场状况，辅助判断排水异常。
1、数据清洗与预处理：
剔除监测数据中的异常值、错误值，对数据进行标准化、归一化处理，提升数据质量。
2、数据分析与挖掘：
运用大数据分析技术，分析历史和实时数据，找出水雨情与排水的变化规律，预测内涝风险。
3、模型构建与应用：
构建城市排水模型，结合水雨情数据、地形地貌、管网布局，模拟不同降雨情景下的排水过程，预测积水区域和深度。
4、数据可视化：
通过 GIS 地图、图表、曲线等形式，直观展示水雨情和排水数据，方便管理人员查看与决策。
1、预警机制：
设置降雨、水位、流量、水质等预警阈值，当监测数据触发阈值时，系统自动通过短信、邮件、APP 推送、语音报警等方式，向相关部门和人员发出预警信息。
2、应急响应流程：
收到预警后，立即启动应急预案。相关部门组织人员、设备赶赴现场，开展排水抢险、交通疏导、水质应急处理等工作，同时通过监测系统实时跟踪水雨情和排水变化，调整应急措施。
3、协同联动：
建立气象、水务、城管、交通等部门的协同联动机制，共享信息，协同作战，提高应急响应效率。
1、设备维护：
定期校准、维护、保养监测设备，及时更换损坏部件，确保设备正常运行，建立设备维护档案。
2、数据质量保障：
定期评估监测数据质量，与其他监测手段对比验证，加强数据安全管理，防止数据泄露。
3、系统升级与优化：
根据技术发展和实际需求，及时升级系统软件、改进算法模型、增添监测设备，提升系统性能。
1、社会效益：
有效减少内涝灾害造成的人员伤亡和财产损失，保障城市居民正常生活，提升城市的社会稳定性和公众满意度。
2、经济效益：
提前预警内涝，减少交通拥堵、企业停产等经济损失，合理调度排水设施，降低运行成本，提高城市经济运行效率。
3、环境效益：
及时发现和处理水污染问题，减少污水对城市水环境的污染，保护城市生态环境，促进可持续发展。