河南迅景科技有限公司 /*统计*/

城市排水在线监测预警系统


 一、项目背景

1、伴随近几年极端天气增加,城市内涝出现频率越来越高,给人民生命带来威胁,给安全生产带来危害,所以雨洪给城市带来的危害越来越明显,如何进行智慧城市排水越来越重要。

2、城市排水是智慧城市政府服务的一个职能分支,结合了城市建设、城市环保、工业及生活排污等职能服务,是围绕“安全运行、服务社会”为中心的公共行业。随着经济、社会的快速发展,公司管线分布于城市道路上的排水检查井越来越多。由于地势高低起伏,部分排水检查井处于地势较低处,我们称之为低洼点检查井。当雷暴季节或厂家排量突变的情况下,常常造成局部检查井水位短时间内升高,而在低洼点检查井中的表现,往往就造成污水满溢到路面,对居民的生活和城市的环境带来了损害。虽然公司在泵站进水端已经安装水位监控设备,但是对于远端低洼点窨井的水位,却无法在第一时间反映出来。

所以,如何能利用当前先进的自动化监控设备和无线技术,研制出一套可以实时监管城市排水管网低洼点窨井水位信息的系统,是进一步提升排水服务质量的当务之急,也是国内排水行业中的领先之举。

二、 迅景科技低洼点检查井管理现状

1、排水低洼点检查井的现状

城市排水是将分散在城市各小区、各乡镇的工业和生活污水收集、输送、集中排放到污水处理中心。污水输送管线上和居民区污水汇集处,布满了排水检查井。随着城市建设的快速发展,城市区域不断扩大、排水管网和分布于城市道路上的排水检查井越来越多。

排水检查井对于城市排水管道的安全运行关系重大,由于检查井数量多,分布区域广,虽然每天有巡视人员巡查管线及检查井,但是无法24小时对每个低洼点检查井做到实时监控,一旦有污水满溢的情况出现,事故响应时间无法得到保证。

2、 低洼点检查井满溢原因分析

近年来,由于居民和企业排水量的增加,不少重力管线低洼点污水量突变和污水满溢现象有所增加。造成低洼点污水满溢的原因很多,主要由以下三种情况引起:

(1)水量突变多:由于厂家接入不规范、管道淤堵等原因,重力管线检查井水位在雷暴季节或厂家排水量突变的情况下,造成局部检查井水位短时间内升高、低洼点检查井尤为明显,造成污水的满溢。

(2)沿途管线长:虽然公司泵站中已经安装了水位监控系统,但是由于排水管线较长,泵站水位无法及时反映出远端低洼点检查井的水位变化,容易造成无法提前进行泵站调度和通知厂家调整流量,导致现场检查井中的污水满溢到路面的情况,对居民的生活和城市的环境带来了影响。

(3)处理周期长:排水管线和检查井一般通过站线巡视员每日巡视进行管理,一旦污水满溢,待泵站液位有所反映,再通知巡视员赶赴现场处置,就会在时间上产生很大的滞后,将会造成比较严重的后果。

 (4)极端天气影响,雨洪危害增加,排水监测不到位,容易造成智慧调水盲区,造成部分区域水位升高。

低洼路段雨洪监测示意图

窨井堵塞时监测示意图

三、方案确定

迅景科技从2012年起就建立了信息化管理系统,并利用4G/NB-IoT无线信息技术和单片机技术实现了地埋泵站与营业系统设备数据的无线采集。近年来,随着信息技术的快速发展,原先技术由于累赘和低效,已经面临淘汰,所以,公司在新设备和新技术的使用上也在不断的探索和研究。

大多窨井管理部门由于面临窨井数量多、分布广的特性,除了人工巡视和被动处理,在在线实时管理上始终没有一个良策。

重点区域流量、水位监测点


经过调研和比选,公司选用了符合当前公司需求的PWLRJ07窨井水位计,这是一款集数据采集与无线通讯为一体的终端设备,功耗非常低,可用152AH。

(1)、本系列产品为非接触测量,稳定性高,监测精度高,精度2mm。而且无跳变,稳定性好。

2、本产品采用一体化设计(电池仓和发射仓一体)、低功耗电路设计,维护简单。

3、安装方便,施工方便,疏通时,拆解设备方便,保证入井维修方便。

4、底部无盲区,不存在堵塞探头问题,保证日常使用。

5、全量程测量时,只需要在雷达盲区外加一台静压水位计,就可以全量程测量,而且即插即用,配置可选。

6、信号传输多样性,可选4G/NB/LORO无线及有线。无线配强信号发射端  保证上报稳定性

7、全设备防水等级IP68。(可以泡水4小时以上)蓄电池直接供电,电池可充电,可选。

低洼点检查井水位监控系统原理简图,可以看到,液位传感器把采集到的水位数据传送到数据采集仪,并通过电信无线通讯模块将数据打成IP包,再通过空中接口接入到电信网络,最终经由网关和路由到达中央控制室。

作为污水堵塞造成溢井,影响市容的观测预警。当同一水平有单点以上水位上涨,证明该点段有堵塞或者淤积,需要市政部门处理,保持畅通。为城市市容贡献力量。

对下水流量进行监测,保证市政排水需要。同时为污水处理部门提供监测数据,同时为保证全方位城市智慧排水系统调节提供依据。

四、检查井综合监控系统的安装及效益

1 、排水窨井水位监控系统的安装

根据检查井分布的实际情况,我们选择了在8个低洼易溢的检查井中对设备进行安装和测试;采用60G测底部水位,压力水位计测顶部的全量程测量。实际免维护,传输稳定,保证用电等几大优点。设备安装完成后,既小巧易装,同时配合智慧井盖,达到防盗等性能。

通过一个多月的运行, 8个监控点数据监控稳定,并通过调度中心的合理控制相关泵站水位和及时通知厂家调整排水量,低洼点水位得到了有效地控制,系统运行稳定。

在分公司对所属区域全面排查和综合考虑下,经公司讨论通过,最终决定再增加16个薄弱点的数据监控。在实际运行中发现部分监测点会出现水位不稳定的情况,根据实际运行的需要。

水位监控设备每分钟向上位机传送液位数据;同时上位机监控系统就会根据得到的液位信号和设定的参数进行声光报警,监控人员即可及时调度相关泵站的的流量或者通知相关人员赶赴现场进行处理。达到了低洼点检查井水位的24小时不间断监控和管理。

2、社会效益

(1)保障系统安全。系统安装后,调度人员能够实时监控到窨井水位信息,并进行及时分析。一旦井内水位超过警戒水位,调度中心能立刻收到报警信息,在最短的时间内通知厂家调整污水排量或进行相关泵站排水量调控等,效果明显。今年的薄弱点得到了有效地监控,保证了水位的稳定,有效地杜绝了薄弱点污水满溢现象,保障了排水系统的安全。   

(2)为厂家的违规排放提供了依据。出水井是较敏感的低洼点检查井之一。对疑似偷排单位附近的出水井进行24小时不间断的监控,根据其实际排量和该出水井水位的变化,掌握偷排的依据。

(3)降低雨水渗入率。在雨季,原来为保障排水系统的安全性,需要尽可能地抽低相关泵站的水位。通过实时监控到监测点窨井的水位信息,在保证薄弱点水位安全的情况,调度中心可以根据水位监测数据,进行智慧调水。

五、总结分析

 1、作为雨洪引起的城市内涝水位监测。同一水平道路水位都上涨或者溢井,证明这个区域需要加强排水或者危险预警。为市政部门有效的进行安排防汛防涝工作的部署提供数据。城市排水窨井盖屡屡破损、被盗;雷暴季节或厂家排量突增时,低洼点检查井污水满溢,一直是市民们出行关心的话题。我们通过监测为保证人民群众生命与财产安全提供有效帮助。

2、作为污水堵塞造成溢井,影响市容的观测预警。当同一水平有单点以上水位上涨,证明该点段有堵塞或者淤积,需要市政部门处理,保持畅通。为人民群众出行,城市形象提供保障。

我们在重点区域低洼点水位监控系统在比较敏感和集中的试验点通过半年的运行,问题均在发生初期被发现并及时处理,效果是非常明显的. “排水窨井水位在线监测系统”试点经过半年时间的使用后,我们再次对设备的使用情况进行了总结,认为该设备在排水检查井实时监控方面发挥了明显的效果,大大缩短了污水满溢的处理时间,减少了溢井事故对行人产生的影响,减少了环境污染,产生了较明显的社会和经济效益。可以将该系统推广应用到公司其他各检查井中去。

3、对下水流量进行监测,保证市政排水需要。同时为污水处理部门提供监测数据,同时为保证全方位城市智慧排水系统调节提供依据。

CopyRight 2016 All Right Reserved 迅景科技    备案号:豫ICP备19032188号-1