地下管网水位监控系统-需求设计说明书

附件19

地下管网水位监控系统

1系统概述

1.1 项目背景

城镇排水系统是城镇建设、环境保护、防洪排涝的重要基础设施，关系到社会经济稳定发展和人民生活的安定，在保障城镇发展和安全运行中发挥着重要的作用。随着城镇的迅速发展，城镇排水管网系统越来越复杂、越来越庞大，对排水管网的运行管理、养护管理、应急防汛和科学决策等提出了越来越高的要求。但由于在管网的运行管理上缺乏掌握排水管网真实运行状况的技术手段，在养护管理上难以评估排水管网的日常养护效果，在排水管网的水力分析和管理决策上缺少必要的数据支持，遇到紧急情况无法依据实时变化信息以制定相应的应急措施，依靠传统的管理手段已越来越不能满足排水管网的现代化管理需要。

随着城镇的迅速发展，某些区域雨水管网的规划设计与建设由于历史的原因存在先天不足，根据水文水资源管理的资料统计，在近3年时间里，暴雨实际强度远远超过设计暴雨强度标准，雨水管网在暴雨灾害时运行负荷过重，导致城镇内涝。但是，雨水管网设计的某些先天不足有时很难通过管网改造弥补，中心城区许多道路下面的各种管网错综复杂，地下也已经很难提供管网的扩容空间，故而只有通过强化管理手段来提高区域排水能力，改善困难的局面。

1.2面临的问题

1）应急排涝决策指挥缺乏有效的管网运行数据支

由于当前排水系统现状，造成排水管网应对突发事件的能力严重不足，一个突出的例子是特大暴雨夜袭周浦事件。据报道，2009年8月4

日的暴雨，3小时降雨量达223毫米，周浦镇13条主干道排水不畅，

镇区居民受灾户数6339户，占21％；受灾面积达到87万平方米，进

水1500户，停电1050户，停水3000余户。受灾企业共290户，48．9％。

因此，在城镇暴雨内涝应急指挥工作中存在以下问题：

➢难以及时准确地获得暴雨内涝时管网运行预警信息；

➢难以制定出不同等级雨情下科学的应急预案；

➢无法依据区域全局的管网运行情况合理指挥局部内涝漫水区域的排水应急抢险工作。

2）排水管网养护管理缺乏有效的监测技术手段

许多地区排水体制是合流制与分流制并存，部分排水系统存在雨污水混接现象，目前的排水管理还缺乏监测雨污混接状况的科学手段。由

于晴天污水流速较低，导致混接的雨水管网淤积严重，有的管道甚至堵

塞大半过水断面；城镇建设节奏的加快，有的建筑工地建设垃圾排放也

会阻塞排水管网，然而由于地下管网的隐蔽性，日常养护人员缺少有力

的工具方便的发现问题管段和乱排垃圾的用户。

日常养护作业人员缺乏现代化的监测技术手段来提升工作效率，目前，排水管网的养护管理存在以下问题：

➢难以有效评估管网的日常养护效果；

➢难以制定具有针对性的管网养护计划；

➢建筑工地乱排建筑垃圾难以监控，易导致管网堵塞问题；

➢由于养护清淤不到位而易导致河道环境污染问题。

3）排水管网运行调度管理相对薄弱

一个完整的排水系统由排水泵站、窨井和管道组成。目前，不少地区已经建设排水泵站自动监控系统，泵站管理已经实现自动化和信息化，但是调度人员缺乏技术手段来掌握管网的实际运行状况，这是目前排水

系统管理的薄弱环节。

目前，排水管网调度运行管理存在以下问题：

➢无法获得排水管网的真实运行数据；

➢缺乏对重要排水户的监控技术手段；

➢缺乏排水管网运行历史和实时数据的分析技术手段；

➢难以高效协调排水运行单位和排水养护单位协同工作。

1.3 项目目标

针对上述问题，通过为隐蔽性很强的地下排水管网系统装上“电子眼”，建设城镇排水管网水位监测信息系统，为城镇排水管理者提供观察、浏览排水管网动态运行状况的全新视角，减少由于排水管网隐蔽性导致的管理决策盲目性。

建设城镇排水管网水位监测信息系统，供运行管理、养护、监督、应急指挥等部门同时使用，通过本系统对排水管网水位的实时监测、分析、预警，能较早地发现问题和解决问题，变被动应对为主动预控，变局部关注为系统监控，大幅度提高区域防汛指挥能力。同时，为更好的研究排水系统之间的互通与利用，为管网改造工程提供了比较科学的参考依据。

2 系统架构

2.1 组网结构

本系统主要包括排水管网水位监测中心主站、通信网络、现场监测设备三部分组成，利用前端监控、数据采集设备的数据远传通讯功能和系统软件功能实现。采集数据，使监测中心通过简单而又经济的计量手段，实现对整个地区排水管网水位信息的实时监测，进而实现良好的社会效益和经济效益。

系统拓扑图：

GPRS

通信网络

监测人员

管理单位局域网

服务器管理人员

管理中心

水位远程监测箱

液位计

GPRS通讯设备

水位远程监测箱

液位计

水位远程监测箱

液位计一号监测站

二号监测站

N号监测站

2.2 架构组成说明

1）监测中心主站

监控中心设在某管理部门，管理中心负责整个排水管网水位的监测。主要配置由数据库服务器、GPRS 前置机、监控软件、WEB数据发布等系统组成。2）通讯网络

GPRS网络是通讯运营商提供的数据无线传输网络，只要有GPRS信号的地方就能够支持数据无线传输，具有实时在线、覆盖面广、使用方便、按流量收费等优点。

本系统采用GPRS通信方式，系统主站的GPRS数据传输模块和每个监测终端内置的GPRS数据通讯模块都能通过网络通信，实现监控中心与现场测控终端的数据双向通信。

3）现场主要监测设备：

GPRS 数据传输设备、液位采集器、液位计等。

➢液位计

测量地下液位数据。

➢液位采集器

液位采集器具有采集4-20mA数据、串口通讯等功能。需配合GPRS通

讯设备才能完成液位数据实时上传的功能。

➢GPRS 数据传输设备

主要是实现前端设备与主站之间的数据传输功能，液位计数据经过

GPRS通讯平台，发送并存储到系统主站服务器。