在城市化进程不断加速的当下,城市规模持续扩张,人口密度日益增大,城市地下排水管网作为城市基础设施的关键组成部分,其重要性愈发凸显。正常运行的排水管网能确保城市污水得到妥善处理,防止内涝灾害发生,维持城市环境的整洁与卫生,直接关系到城市的安全稳定运行以及居民的日常生活质量。然而,传统的排水管网管理方式主要依赖人工巡检和经验判断,存在信息获取不及时、数据准确性低、覆盖范围有限等诸多弊端。面对城市的快速发展以及极端天气频发的现状,传统方式已难以满足城市排水管网高效、准确管理的需求,构建一套先进、高效的城市地下排水管网监测系统已然迫在眉睫。
排水管网监测系统主要由感知层、传输层、数据处理层和应用层构成。在感知层,多普勒流量计发挥着重要作用。多普勒流量计基于多普勒效应原理工作,当水流中存在悬浮颗粒或气泡等散射体时,超声波在水流中传播,遇到散射体后会发生频率偏移,通过检测这种频率变化就能精确测量水流速度,进而结合管道截面积计算出流量。在排水管网中,将多普勒流量计部署在关键节点,与液位传感器、水质传感器、雨量传感器等协同工作。它能够实时、准确地测量管道内污水和雨水的流量,为管网运行状态评估提供关键数据。例如,在一些大型排水干管或容易出现流量异常变化的区域安装多普勒流量计,可及时捕捉到流量的突变,判断是否存在管道破损导致的漏水,或是因上游排水异常增加带来的流量冲击,有效辅助液位传感器,更多方面地为判断管网是否存在堵塞或溢流风险提供依据。
传输层则如同 “神经”,负责将感知层采集的数据快速、稳定地传输至数据处理层。它综合运用无线通信技术(如 4G、NB - IoT)、有线通信技术(如光纤),确保数据传输的可靠性与及时性。对于分布大范围且位置偏远的监测点,无线通信技术可实现便捷高效的数据传输;而在数据传输量大、对稳定性要求极高的区域,光纤通信则发挥其优势
应用层为用户提供直观、便捷的操作界面,涵盖管网运行监控、预警管理、维护调度等功能模块。管理人员可通过电脑或移动终端,实时查看管网运行的各项参数和状态,一旦收到预警信息,能迅速做出响应,合理安排维护人员和资源,及时处理管网问题,保障排水系统正常运行。
构建城市地下排水管网监测系统,对于城市的可持续发展意义非凡。从城市管理角度看,它极大提升了城市精细化管理水平,实现了排水管网从传统粗放式管理向智能化、准确化管理的转变。通过实时、准确的数据监测与分析,城市管理者能够更科学地制定管网维护计划,合理调配资源,有效提升城市基础设施的运行效率。从安全保障层面而言,该系统为城市安全运行筑牢了坚实防线。