随着国内城市化高速发展,城市硬化地面占比持续增加。每逢汛期强降雨,下穿隧道、低洼路段、老旧管网极易发生积水、城市内涝灾害。
传统城市排水防汛模式存在明显短板:
- 排水管网、泵站、易涝点位分布零散,主要依靠人员雨后现场巡查,巡检覆盖有限,很难实时掌握全域真实水情;
- 属于事后抢险模式,降雨积水出现之后才开展处置,缺少提前预判、风险预警能力;
- 排水设施之间数据相互孤立,形成数据孤岛,调度决策缺少统一的数据支撑;
- 暴雨环境下外勤巡检,一线工作人员人身安全存在风险,内涝灾害威胁市民出行与城市公共安全。
本文分享一套融合物联网感知、无线通信、GIS 地理信息、大数据分析的智慧排水整体方案,对低洼点位、管网、泵站、河道做全方位立体监测,搭建内涝预警预报体系,实现排水设施集中管控、风险前置预警、科学排涝调度,提升城市洪涝灾害抵御能力。
一、项目落地案例:某地级市智慧排水综合升级项目
该地级市老城区路网错综复杂,多处立交桥、老旧片区属于高频易涝点位。
改造前现状
- 汛期依靠人员上路巡防,暴雨天气巡检效率低下,人员安全风险高;
- 排水泵站需要人员现场值守操作,路面积水、管网水位无法统一查看;
- 必须等积水形成之后再处置,没有前置预警手段。
项目实施
在低洼路段、下穿通道部署积水液位传感器;管网关键节点安装流量、液位监测设备;采集排水泵站设备运行参数;配套雨量监测设备,全部数据接入智慧水务云平台。
系统结合实时监测数据与历史水文数据构建预警模型;积水达到警戒阈值多渠道触发告警;依托 GIS 地图直观展示全域点位水情,可联动泵站完成预排调度。
改造收益
汛期可以提前识别内涝风险,抢险力量精准分配调度,有效减轻城市内涝带来的各类影响。
二、系统整体架构
整套智慧排水解决方案分为四层:前端立体感知层、通信传输层、智慧水务云平台、系统对接层。
1. 前端立体感知层
部署积水液位传感器、雨量计、管网流量液位传感器;采集泵站水泵电压、电流、设备运行状态;可接入现场摄像头;还可搭配无人机巡检,补充大范围水域信息。完成道路‑管网‑泵站‑河道多维度现场感知。
2. 通信传输层
支持 4G、以太网、LoRa 多种通信方式;野外无供电点位可以配套太阳能供电方案,保障水文、设备工况数据稳定上传云端。
3. 聚英智慧水务云平台
提供 GIS 地图可视化、数据解析、预警模型运算、告警分发、设备远程调度、历史数据存储、报表导出等能力;指挥中心大屏、电脑网页、手机 APP 多终端均可访问。
4. 系统对接层
预留标准化对外接口,支持对接气象、交通、应急管理平台,实现跨部门的数据共享与业务协同。
三、系统核心功能
✅ 1、全方位立体实时监测
7×24 小时不间断采集降雨量、路面积水深度、管网液位流量、河道水位、排水泵站设备工况。 基于 GIS 电子地图实现 “一张图” 管理,全局预览全部监测点位状态,管理人员无需赶赴现场,即可掌握整个城市排水系统实时水情。
✅ 2、内涝智能预警预报
平台融合实时雨情水情和历史水文数据,运行预警模型。综合降雨量、积水上涨速度评估内涝风险,分级输出预警。 告警信息包含点位地理位置、积水深度,通过APP、短信、电话推送给防汛管理人员。同时可输出积水点位信息给到交通部门,辅助交通疏导、市民出行提示。
✅ 3、排水设施智能调度管控
系统支持三种控制模式:本地手动、远程控制、自动联动。 降雨来临之前,可以远程调度排水泵站提前预排;积水超标自动启动提升泵;泵站过载、故障事件及时上报。实现排水设施远程运维,提升排涝处置效率。
✅ 4、多源数据融合,辅助科学决策
接入气象预报数据,结合管网、积水历史数据,挖掘城市易涝点的形成规律。为管网改造规划、排水工程建设、防汛应急预案优化提供真实的数据依据。
✅ 5、完整数据归档,跨平台数据互通
平台长期存储雨情、积水、设备运行全量记录,生成趋势曲线,支持报表导出。 可以对接应急、交管、智慧城市平台,打通多部门数据,支撑多单位协同开展防汛工作。
四、方案核心优势
表格
| 对比项 | 传统人工防汛模式 | 物联网智慧排水方案 |
|---|---|---|
| 处置模式 | 雨后巡检、事后抢险 | 事前风险识别,提前预警,争取处置时间 |
| 人员作业 | 暴雨天气大量人员上路巡检,风险高 | 减少外勤巡检,降低一线人员安全风险 |
| 数据管理 | 各设施数据孤立,信息割裂 | GIS 一张图,道路 / 管网 / 泵站 / 河道全域一体化管理,消除数据孤岛 |
| 项目落地 | 老城区改造工程量巨大 | 新建城区直接配套;老城区加装感知终端即可升级,无需大规模改造原有管网 |
核心优势总结:
- 从事后抢险转向事前预警,提前识别洪涝风险,减少灾害损失;
- 降低一线人员风险,减少汛期暴雨环境下的上路巡检工作量;
- 全域一体化管控,打通排水全链路的数据孤岛;
- 新旧城区友好适配,存量老城区无需大规模开挖改造管网,部署灵活。
五、适用业务场景
- 地级市、区县全域城市排水防涝数字化建设;
- 城市下穿隧道、立交低洼积水区域监测预警;
- 城市雨水管网状态监测;
- 排水泵站远程集中管控;
- 内河河道水位监测;
- 可作为韧性城市、城市安全生命线工程的组成部分。
六、总结
城市安全,防汛为先。 这套智慧排水整体解决方案,以全方位立体监测 + 内涝预警预报为核心,依靠数字化技术赋能城市排水管理,提升城市面对暴雨洪涝的综合处置能力,守护市民生命与财产安全。
参考来源:「智慧水务」物联网筑牢城市防汛底座,聚英智慧排水整体解决方案实现立体监测与内涝预警预报-北京聚英电子有限公司官网