城市易涝点水位雨量监测设备技术体系与实践应用

一.引文

城市内涝已成为影响居民生活与城市运行的突出问题,水位雨量监测设备作为防汛预警的核心技术支撑,其性能直接关系到内涝防控的精准度与时效性。这类设备通过科学的测量原理、规范的技术参数、显著的应用优势,在城市易涝区域构建起全方位监测网络,为防洪排涝决策提供可靠数据保障。

二.监测原理

监测设备的工作原理围绕水位与雨量两大核心监测指标构建,形成互补协同的测量体系。

水位监测以雷达水位计为核心设备,其核心由发射与接收装置、信号处理器及天线构成,工作机制基于微波脉冲技术实现。研究人员认为雷达波往返时间与天线到水面距离呈正比且传播速度为固定常数,通过记录脉冲波往返时长即可计算出水位数据,这种非接触式测量方式使其测量精度达到毫米级别。部分场景还会采用压力式水位计,利用水压与水深的比例关系通过压力传感器换算水位高度,或通过浮子随水位升降带动编码器将变化转化为电信号输出。

雨量监测则以翻斗式雨量计为主要设备,顶部接水漏斗收集的雨水经滤网进入计量翻斗,当单个腔室积水达到预设量时翻斗在重力作用下翻转并排出雨水,每一次翻转对应固定降水量,计数装置通过记录翻转次数换算总降水量。

三.技术参数

技术参数是保障监测设备稳定运行的关键指标,需结合城市复杂环境与监测需求科学设定。水位监测设备中,雷达水位计测量范围常规覆盖0-40米,测量精度控制在±1厘米,分辨率达1毫米,天线发射角度设定为12°以减少环境干扰,发射频率采用24GHz工业开放频段。供电系统支持DC 6V-24V宽电压设计,外壳防护等级达到IP68能抵御水体浸泡与粉尘侵入,工作温度范围覆盖-25℃-70℃以适应不同气候条件。雨量监测设备方面,翻斗式雨量计承雨口直径为200mm符合国家标准,分辨率有0.1mm、0.2mm、0.5mm等可选规格,测量准确度≤±3%,在0-4mm/min雨强范围内表现稳定,最大可承受8mm/min短时强降雨。数据传输系统支持4G、以太网及北斗通信等多种方式,终端机内置512M flash存储且支持256GB TF卡扩展,可保存不少于3年历史数据。

四.技术优势

监测设备的应用优势在实际防汛工作中得到充分显现,为城市内涝防控提供高效技术支撑。非接触式测量技术的应用让雷达水位计无需与水体直接接触,避免了测量部件被腐蚀、堵塞及水流冲击造成的磨损,降低设备故障率与维护成本。翻斗式雨量计则以结构简洁、运行可靠、造价较低的特点,成为中小强度降水监测的优选设备,安装与运维操作相对简便。所有监测设备均具备高度自动化与智能化特性,大幅减轻工作人员劳动强度的同时提升数据处理时效性。设备通过物联网技术实现数据实时上传,经云平台分析处理后能快速同步至管理部门,为应急决策提供及时支撑,水利测雨雷达的应用更能将洪水预警发布时间提前1-2小时。

五.应用场景

应用场景的科学布局使监测设备效能得到充分发挥,覆盖城市各类易涝关键区域。

1. 城市道路交叉口、下穿通道及匝道连接处等交通节点,通过布设设备实时监测积水深度,数据超标时可联动交通信号灯、电子警示牌引导车辆绕行,同时通知排水管理部门调度泵车或开启闸门。

2. 排水系统关键节点如雨水箅子、排水井、管道交汇处及泵站前后池,设备监测数据能帮助判断堵塞风险、评估管网状况,为养护清理与泵站调度提供依据。

3. 城中村、老旧小区等低洼区域及地下商场、地铁站出入口等地下空间,监测设备可联动社区广播、防洪闸门等设施,防止积水倒灌引发安全事故。

4. 机场、火车站等交通枢纽与医院、学校等公共设施周边,通过精准监测保障人员快速通行,避免积水导致运营中断或安全风险。

5. 河道与沟渠沿线部署的设备则能监测水位与流速,为堤防防护、闸门调控提供数据支持,防范河水倒灌风险。

六.总结

城市易涝点水位雨量监测设备通过成熟的技术原理、规范的参数标准、显著的应用优势,在各类易涝场景中构建起全方位、高精度的监测网络。这些设备的广泛应用推动城市内涝防控从被动应对向主动预警转变,为排水设施调度、应急方案启动提供科学数据支撑。

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