重慶青天特克排水管網流量水質在線監測系統技術方案

2026-06-09

一、項目建設目的

為精準掌握區域雨污水管道、排口、明渠及河道水體的實際運行工況，需對管網及水體的液位、流速、流量、水質等核心運行參數開展常態化、連續性監測。通過采集完整的實時監測數據，梳理各項參數動態變化規律，結合數據瞬時分析、統計核算、模型模擬等技術手段，完成排水系統現狀全面診斷與綜合評估，為排水管網治理、水系優化、防汛調度、水質管控等各類研究及運維工作提供扎實、精準的基礎數據支撐。

重慶青天特克排水管網及設施在線監測系統可根據現場實際工況靈活拓展建設，全面適配市政排水管網及設施的設計優化、流程管控、智能運行調度等核心技術需求，為市政排水設施精細化、智能化、常態化運行管理提供及時、有效、可靠的數據服務與技術支撐。

二、系統設計原則

重慶青天特克依托多年市政排水監測項目經驗，結合行業規范與現場實際需求，制定本系統五大核心設計原則，保障系統穩定、安全、長效運行。

1、設備適配性原則

系統配套在線監測設備齊全，核心包含液位計、流量計、多參數水質分析儀等專業監測儀表，全面覆蓋排水管網水文、水質監測需求，設備選型貼合市政排水場景工況特點。

2、數據安全性原則

嚴格遵循國家保密制度及數據安全相關規范，標準化開展排水管網及設施監測數據的采集、傳輸、存儲、使用、更新全流程管理，杜絕數據丟失、篡改及非法使用行為，全方位保障監測數據安全、合規、可用。

3、工況適配性原則

方案設計充分考量現場設備安裝施工條件，所有監測設備的選型、安裝方式均適配排水管網、明渠、河道等實際運行工況。建立設備常態化測試、精準校準、定期檢查、專項維護機制，保障監測設備長期穩定、精準運行。

4、安全運維原則

常態化開展現場工作人員專項培訓，確保運維人員熟知監測方案、監測目標，精準掌握監測點位、監測內容，熟練完成設備安裝、調試、運維、故障排查等各項技術操作。嚴格堅守“安全第一、預防為主”的核心原則，全面保障現場作業人員人身健康與施工安全。

5、長效運行原則

搭建標準化、常態化的排水管網及設施監測系統長效運維保障體系，從設備養護、數據管控、平臺運維、故障應急等多維度建立管理制度，確保監測設備、數據管理平臺長期穩定有效運行，保障監測工作常態化開展。

三、系統總體組成

重慶青天特克排水管網流量水質監測系統深度融合現代傳感器技術、物聯網技術、4G移動通信技術、數據倉庫技術、自動化控制技術等前沿技術，實現排水管網水文、水質信息的全自動采集、在線動態監測、實時監控管理、數據統計分析、智能輔助決策、突發情況應急處置等一體化功能，全方位賦能市政排水智能化管理。

整套系統主要由前端監測傳感器、管網數據采集主機、信息化管理平臺、配套安裝配件四大核心部分組成，各模塊協同運作、功能互補，構建全流程智能化監測體系：

1、前端監測傳感器

包含流速流量測量傳感器、多參數水質傳感器、雷達水位計、壓力水位計、懸浮物傳感器等，負責現場液位、流速、流量、COD、TOC、濁度、懸浮物等核心參數的實時采集。

2、管網數據采集主機

具備超長續航供電能力，可實現傳感器低功耗智能電源管理，適配長期野外無人值守監測場景。設備內置4G全網通通信模塊，完成工業總線數據至以太網的轉換與遠程傳輸，保障數據穩定上傳。

3、信息化管理平臺

專屬搭建云端信息化管理平臺，支持項目站點統一管理、監測數據實時接收、存儲、可視化展示、智能統計分析、數據導出下載，同時預留拓展接口，可按需新增各類業務應用功能。

4、配套安裝配件

包含設備專用安裝支架、4G流量卡、專業調試工具、防水配件、緊固配件等，保障設備標準化、規范化安裝部署。

四、系統監測參數要求

重慶青天特克物聯網監測設備支持采集頻率、數據上傳頻率自定義配置，結合本項目市政排水監測需求，統一設置數據采集頻率、上傳頻率均為4小時/次，可精準捕捉管網水質、水文參數動態變化。

五、設備設施部署要求

為保障監測數據精準有效、設備運行穩定合規，本項目嚴格遵循以下標準化部署規范：

1、由市政排水主管部門統一規劃、統籌部署在線監測儀表安裝點位，確保監測點位布局科學、覆蓋全面，采集數據可完全滿足排水設施運行狀態分析、日常運維、調度管理的核心需求。

2、設備安裝前完成全方位現場環境勘查核驗，確認現場工況、空間、環境條件完全符合設備安裝標準，杜絕違規安裝、帶隱患安裝。

3、施工前嚴格核對所有監測儀表的名稱、型號、規格、外觀完整性，仔細研讀設備技術手冊、安裝說明書等配套技術文件，做好施工前期技術準備。

4、施工現場嚴格執行現行行業安全生產規范，落實各項安全技術措施；針對復雜儀表安裝工序，提前編制專項安裝工藝流程，規范施工操作，全面保障施工安全與工程質量。

5、監測儀表優選安裝在無機械振動、無強電磁場干擾、無介質腐蝕、無高溫影響的穩定區域，規避環境因素對監測精度和設備壽命的影響。

6、設備安裝過程嚴禁敲擊、劇烈振動，安裝后確保設備牢固平正，不承受管道及其他外部機械應力，保障設備結構穩定、監測精準。

7、除地腳螺栓外，所有儀表安裝緊固件均采用不銹鋼材質，耐腐蝕、抗老化，適配戶外、地下潮濕惡劣工況。

8、全程采用無損安裝工藝，實現不破路、不斷流、不下井便捷施工，高效、穩妥、規范完成所有監測設備部署，降低施工對市政排水正常運行的影響。

六、核心設備選型及技術參數

重慶青天特克所有監測設備均為工業級防護設計，適配市政排水管網、河道、明渠等潮濕、多雜質、無人值守的惡劣工況，精度高、穩定性強、續航持久、運維便捷。

（一）COD多參數水質傳感器

采用光學檢測原理，無需化學試劑、無二次污染，依托深紫外光束檢測技術，通過水體有機物對紫外光束的吸收程度，精準換算水體有機污染物濃度，可同步監測COD、TOC、濁度等參數。

1、COD量程范圍：0～600mg/L equiv.KHP

2、COD測量精度：±5%F.S

3、COD分辨率：0.1mg/L

4、TOC量程范圍：0～240mg/L equiv.KHP

5、TOC測量精度：±5%F.S

6、TOC分辨率：0.1mg/L

7、濁度量程范圍：0～300NTU

8、濁度精度：±5%F.S

9、濁度分辨率：0.1NTU

10、工作溫度：5～40℃

11、最大監測深度：水下10米

12、數字接口：MODBUS/RS485

13、模擬接口：4-20mA

14、供電規格：12～24VDC

15、工作功耗：常態＜0.5W

16、校準方式：支持一點/兩點/三點校準

17、防護等級：IP68

18、安裝方式：流通池安裝、浸沒式安裝，標配3/4″NPT螺紋

19、設備尺寸：Φ34*232mm

20、殼體材質：316不銹鋼（耐腐蝕、抗污損）

（二）雷達水位計

采用FMCW調頻連續波監測模式，非接觸式安裝設計，具備體積小巧、結構緊湊、測量精度高、功耗低、抗干擾能力強等優勢，廣泛適用于河道、湖泊、山洪預警、蓄水池、污水管網等場景的水位監測。

1、發射頻率：76GHz~81GHz

2、測量分辨率：1mm

3、測量范圍：0.15 -40m

4、測量精度：±5mm

5、波束角度：水平6°/垂直6°

6、工作電壓：9~24V

7、通訊方式：RS485

8、工作溫度：-40℃~85℃

9、工作電流：20mA@12V

10、啟動響應時間：100ms

11、防護等級：IP68

12、外形尺寸：66x96mm（直徑*高）

（三）超聲雷達流量計

融合雷達測流與超聲波測流雙重技術優勢，適配全場景管網監測：非滿管狀態下采用雷達監測流速、水位，滿管狀態下依托壓力式水位計測水位、超聲波測流速，完美實現滿管、非滿管全工況精準測流。

1、供電電壓：DC12V/24V

2、工作電流：500mA DC12V

3、工作溫度：-20℃~75℃

4、外形尺寸：207.0*108.6*109.5mm

5、通訊接口：RS485

6、防護等級：IP68

7、雷達測流頻段：60GHz

8、雷達波束角：16*20°

9、雷達測速范圍：0.1-20m/s

10、雷達測速精度：0.01m/s

11、雷達測距范圍：0.1-50m

12、雷達測距精度：±2mm

13、雷達測距分辨率：1mm

14、超聲波測速范圍：0.021-6m/s

15、超聲波測速精度：±1.0%FS±1cm/s

16、超聲波水位量程：0.03-5m

（四）通訊供電單元

采用一體化集成設計，整合RTU數據采集、本地顯示、機箱防護、4G通訊、智能供電、故障報警等多功能于一體，工業級寬溫、抗電磁干擾設計，適配各類野外惡劣監測現場。

1、通信方式：4G全網通，信號穩定、傳輸速率高

2、內置電池：152Ah超大容量電池，超長續航

3、上報功能：支持多數據中心、主備雙中心上報，最多適配4個數據中心

4、本地顯示：搭載LCD顯示屏，可現場查看壓力、流量、水位等實時監測數據

5、輸出電源：可控12V@100mA輸出電源

6、485接口：1路RS485接口，內置15KV ESD防雷保護

7、模擬量接口：2路16位AD模擬量輸入，支持4-20mA電流/0-5V電壓信號輸入

8、開關量接口：2路光隔離開關量輸入接口

9、受控輸出：2路12V/1A受控輸出電源，內置過流保護

10、工作功耗：工作平均電流＜60mA@DC7.2V；休眠電流≤40uA@DC7.2V

11、外殼材質：ABS+PC高強度材質，防護等級IP68

12、設備工作溫度：-40～80℃

13、設備存儲溫度：-40～85℃

14、屏幕工作溫度：-20～70℃

15、屏幕存儲溫度：-30～80℃

16、適配濕度：95%無凝結，適配潮濕工況

（五）壓力水位計

采用進口高精度傳感器芯體，可將水體液位壓力信號精準轉換為標準數字信號，具備結構緊湊、堅固耐磨、抗腐蝕、防過載、響應迅速等特點，適配管網、河道水位精準監測。

1、測量量程：0m～10m/30m/100m可選，適配多場景需求

2、壓力類型：支持表壓、絕壓切換

3、測量精度：±0.2%FS

4、適應水位變率：≤40cm/min

5、響應頻率：數字信號輸出≤5Hz

6、介質溫度：-35～85℃（常溫型）

7、工作電壓：10～36V DC（標準DC12V）

8、輸出信號：RS485

9、防護等級：IP68

10、殼體材質：1Cr18Ni9Ti不銹鋼，耐腐蝕抗老化

（六）懸浮物傳感器

采用光學散射測量原理，無需化學試劑、無二次污染；內置高精度溫度變送器，支持自動溫度補償，搭載調制光信號技術，有效規避可見光干擾，精準監測水體懸浮物含量，適配排水管網、水環境監測等場景。

1、供電規格：DC12V

2、工作功耗：＜0.5W，低功耗長效運行

3、通訊接口：RS485，標準ModBus-RTU協議

4、測量原理：光散射法

5、測量量程：0~3000mg/L、0~1000mg/L、0~200mg/L多量程可選

6、測量誤差：±8%F.S（適配水體均質工況）

7、測量分辨率：0.1mg/L

8、響應時間：≤30s

9、工作環境溫度：5~40℃

10、防水等級：IP68

11、耐壓等級：水下5米長期穩定工作

12、外殼材質：耐腐蝕工程塑料+不銹鋼組合

（七）一體式窨井監測終端

集成4G/NB-IOT無線通訊、大容量鋰電池、數據采集存儲、環境監測等功能于一體，IP68超高防護等級，專為污水井、排水井、河道、水庫等市政水利場景組網監測設計。

1、通信方式：4G全網通，傳輸穩定不卡頓

2、電池配置：支持152Ah 7.2V不可充電電池、72Ah/36Ah 8.4V可充電電池多規格選擇

3、數據上報：支持多中心、主備中心上報，最多適配4個數據中心

4、接口配置：4路RS485接口，內置15KV ESD防雷保護

5、電源輸出：2路12V/1A受控輸出電源，內置過流保護

6、拓展監測：內置甲烷氣體檢測傳感器、內外雙路溫濕度傳感器

7、運行功耗：工作平均電流＜60mA@DC7.2V；休眠電流≤40uA@DC7.2V

8、智能采集：支持閾值自動加報、超標加密采集，恢復正常值自動還原采集頻率

9、遠程運維：支持遠程程序升級、遠程參數配置，本地串口+藍牙雙重配置方式

10、外殼防護：ABS+PC高強度材質，IP68防護等級

11、工作溫度：非充電款-40～60℃，可充電款-20～60℃

12、存儲溫度：-40～85℃

13、適配濕度：95%無凝結

七、設備施工安裝規范

重慶青天特克擁有標準化施工流程，全程規范化、專業化完成設備安裝部署，保障工程質量與設備運行穩定性，施工分為四大階段：

1、施工準備階段

提前完成各類施工手續申報備案，結合現場勘查結果編制專項施工方案與施工進度計劃表。組織施工團隊開展設計交底，明確施工標準、安裝要求及安全規范。完成設備主材、輔材采購備貨，甲方落實臨時工作間、倉庫、施工電源等基礎條件，乙方配齊專業施工工具、調試儀表，完成人員排班部署，全方位做好施工前期準備。

2、現場安裝階段

采用標準化布線工藝，配套完善的屏蔽、接地及安全保護措施，確保線路布局合理、整齊規范、傳輸穩定，便于后期系統運維與擴容升級。嚴格依據系統設計圖紙及現場實際工況，在不影響市政排水正常運行的前提下，規范化、程序化完成所有設備安裝作業，保質保量壓縮施工周期。

3、系統調試階段

嚴格執行分級調試流程，依次完成系統軟件進場預調試、硬件設備進場單機調試、控制設備單體校準、現場軟硬件冷態調試、分系統功能調試、整體系統聯合調試，逐項核驗設備功能、數據傳輸、平臺聯動效果，確保整套系統無故障、無異常。

4、安裝核心注意事項

① 所有設備嚴格按照說明書及工程師專業指導安裝，確保設備功能完全達標；

② 安裝前逐一核驗設備外觀、配件完整性，杜絕破損、缺件設備進場安裝；

③ 安裝支架根據管網現場工況定制適配，預留安裝孔位與設備精準匹配，保障安裝牢固；

④ 設備搬運、安裝全程輕拿輕放，杜絕磕碰、震動，避免損壞設備防水結構及內部精密元件。

八、系統運維管理規范

為保障重慶青天特克排水監測系統長期穩定運行、數據精準有效，建立全周期標準化運維機制，具體要求如下：

1、每日開展數據巡檢，核查平臺監測數據運行狀態，及時排查異常設備、異常數據，建立運維問題清單，閉環整改落實。

2、制定常態化現場巡檢計劃，定期核查設備完整性、防盜情況、探頭工況，及時開展現場清淤、除塵、緊固等基礎維護，核驗設備信號、開關、控制功能是否正常可靠。

3、定期清理傳感器探頭附著的雜質、淤泥、垃圾，保障探頭監測靈敏度，確保采集數據真實有效。

4、定期檢查設備零部件緊固狀態，結合現場溫濕度環境條件，評估電子元件運行狀態，按需更換耗材、配件。

5、常態化監測設備電池電壓，結合電池損耗情況，制定科學的電池更換計劃并按期執行，保障設備續航穩定。

6、針對性排查處理設備無信號、參數波動異常、流量數據不匹配、數據紊亂、數值超限等各類故障，快速現場處置、閉環修復。

7、實時監控監測數據連續性、穩定性，智能診斷數據異常問題，第一時間開展現場檢修，保障數據采集不間斷。

數據及設備運行保障標準

1、每日有效采集數據條數占總采集條數比例≥90%；

2、每日異常數據占比≤10%（含非正常零值、超量程、奇異波動數據等）；

3、整套系統實現7×24小時不間斷運行，設備故障修復、替換時長不超過24小時。

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