一．引文

城市雨污排口是銜接地表徑流、管網(wǎng)系統(tǒng)與受納水體的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其流量變化直接關(guān)系到城市內(nèi)澇防控、雨污混接排查與水環(huán)境質(zhì)量改善。工程技術(shù)人員把專用流量監(jiān)測(cè)設(shè)備布置在各類排口現(xiàn)場(chǎng)，把瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、液位等關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并上傳至智慧管控平臺(tái)，為排水管網(wǎng)調(diào)度、污染源溯源與水環(huán)境治理提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐。

二．監(jiān)測(cè)原理

雨污排口流量監(jiān)測(cè)設(shè)備多采用超聲波多普勒與雷達(dá)波測(cè)流兩種成熟技術(shù)路線。多普勒測(cè)流單元由發(fā)射探頭向水體發(fā)射固定頻率超聲波信號(hào)，水流中的懸浮顆粒物對(duì)聲波形成反射，反射波頻率會(huì)隨水流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生偏移，設(shè)備內(nèi)部處理器把頻移信號(hào)解算為斷面流速并結(jié)合液位與截面參數(shù)換算為實(shí)時(shí)流量。雷達(dá)測(cè)流單元通過向水面發(fā)射高頻電磁波，設(shè)備接收水面反射的回波并根據(jù)多普勒效應(yīng)解算流速，該方式不受水體雜質(zhì)、腐蝕與漂浮物干擾因而可在惡劣工況下保持穩(wěn)定工作。非滿管與明渠流態(tài)被設(shè)備自動(dòng)識(shí)別適配，復(fù)雜斷面的流量計(jì)算模型被研究人員嵌入算法內(nèi)核，使測(cè)量結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況高度契合。

三．技術(shù)參數(shù)

設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)被設(shè)計(jì)為滿足雨污排口多變的運(yùn)行環(huán)境。多普勒流速測(cè)量區(qū)間覆蓋0.02m/s至5m/s，流量測(cè)量精度控制在±2%-3%FS以內(nèi)以適應(yīng)小雨量與大雨量的雙重工況。液位量程可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況定制，常規(guī)區(qū)間為0至10m，測(cè)量精度達(dá)到±1cm。設(shè)備整體防護(hù)等級(jí)被設(shè)定為IP68，可在地下井室潮濕、積水、腐蝕性氣體環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，工作溫度范圍為-20℃至65℃。供電方式兼容太陽(yáng)能電池與低功耗鋰電池，獨(dú)立供電模式使設(shè)備在無市電接入的野外排口持續(xù)工作超12個(gè)月。數(shù)據(jù)傳輸支持4G、北斗等無線通信方式，數(shù)據(jù)上傳周期可在2分鐘至24小時(shí)范圍內(nèi)靈活設(shè)定，傳輸協(xié)議與城市排水監(jiān)測(cè)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

四．技術(shù)優(yōu)勢(shì)

一體化結(jié)構(gòu)與接觸測(cè)量方式使設(shè)備在雨污排口場(chǎng)景中具備顯著應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。設(shè)備把流速、液位、流量、溫度等功能集成于同一腔體，現(xiàn)場(chǎng)安裝無需破路與管道。無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件被應(yīng)用在核心結(jié)構(gòu)中，設(shè)備故障率與維護(hù)頻次大幅降低，自清潔功能使探頭表面不易附著淤泥與生物膜因而長(zhǎng)期保持較高測(cè)量精度。設(shè)備具備雙向流量監(jiān)測(cè)能力，倒灌、回流等異常流態(tài)可被精準(zhǔn)識(shí)別，為雨污混接、管網(wǎng)錯(cuò)接等問題排查提供直接依據(jù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)被平臺(tái)實(shí)時(shí)接收與分析，超流量、高液位等異常情況被自動(dòng)預(yù)警，管理人員可快速定位問題點(diǎn)位并開展處置。

五．應(yīng)用場(chǎng)景

雨污排口流量監(jiān)測(cè)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于城市內(nèi)河排口、合流制溢流口、初期雨水排放口、城中村雨污混排口、工業(yè)園區(qū)雨水排口等重點(diǎn)場(chǎng)景。市政排水管理部門把設(shè)備布置在河道沿岸各類直排口，對(duì)晴天污水下河、雨天溢流排放行為持續(xù)監(jiān)測(cè)，為雨污混接改造與排口規(guī)范化整治提供數(shù)據(jù)依據(jù)。合流制管網(wǎng)區(qū)域中設(shè)備對(duì)溢流口流量與頻次實(shí)時(shí)記錄，數(shù)據(jù)被用于評(píng)估溢流污染負(fù)荷并為調(diào)蓄設(shè)施建設(shè)提供支撐。老舊城區(qū)改造項(xiàng)目中設(shè)備對(duì)隱蔽性混排口進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，管網(wǎng)錯(cuò)接、漏接與私搭亂排問題被精準(zhǔn)定位。汛期時(shí)設(shè)備對(duì)排口流量與液位變化連續(xù)跟蹤，數(shù)據(jù)被同步推送至城市內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)，使應(yīng)急調(diào)度與人員疏散決策具備可靠依據(jù)。生態(tài)環(huán)保部門把設(shè)備用于重點(diǎn)流域入河排污口監(jiān)管，外排流量與相關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)被整合分析，為排污許可管理與水環(huán)境考核提供客觀依據(jù)。

六．總結(jié)

雨污排口流量監(jiān)測(cè)設(shè)備以接觸式測(cè)量與低功耗設(shè)計(jì)適應(yīng)城市復(fù)雜排水環(huán)境，連續(xù)在線監(jiān)測(cè)能力使傳統(tǒng)人工巡檢模式向數(shù)字化主動(dòng)監(jiān)管轉(zhuǎn)型。隨著城市生命線安全工程與智慧水務(wù)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，該類設(shè)備將被更多城市納入排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)體系，多維度數(shù)據(jù)融合與智能分析能力使雨污排口管控效率與水環(huán)境安全保障水平有所提升。