一．引文

窨井作為城市排水管網(wǎng)的關鍵組成部分，其水位變化直接反映管網(wǎng)運行狀態(tài)，也為城市內(nèi)澇防控提供核心數(shù)據(jù)支撐。窨井水位監(jiān)測設備依托傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)對井下水位的實時感知與數(shù)據(jù)傳輸，設備能適配井下高溫高濕、雜質(zhì)較多、空間狹窄的復雜工況，成為城市排水系統(tǒng)智能化運維的重要硬件支撐。

二．監(jiān)測原理

窨井雷達水位計基于電磁波時間行程原理實現(xiàn)非接觸式水位測量，雷達水位計主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器、天線等幾部分組成。雷達水位計采用發(fā)射一反射一接收的工作模式。雷達水位計的天線發(fā)射出電磁波，這些電磁波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到水面的距離成正比，雷達水位計可記錄脈沖波來回的時間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可知道雷達天線到水面的距離，再測量出水底到水面距離，就能計算出水位。

三．技術(shù)參數(shù)

行業(yè)研發(fā)人員結(jié)合窨井的實際測量需求與工況特點，為水位監(jiān)測設備設定了多維度的核心技術(shù)參數(shù)，讓設備的測量性能與環(huán)境適應性形成標準化指標。7米雷達水位計測量精度±3mm，天線發(fā)射角度8°，發(fā)射頻率60GHz，供電6-24V，典型值12V，平均功耗≤30mW，防護等級IP68，工作溫度-35~80℃（不結(jié)冰）。

四．技術(shù)優(yōu)勢

◆電磁波能夠穿過真空，不受大氣、揮發(fā)物、空間等環(huán)境因素影響。

◆雷達水位計采用一體化設計，無可動部件，不存在機械磨損，使用壽命長。

◆采用非接觸式測量，不受被測介質(zhì)的密度、濃度等物理特性的影響。

◆外觀輕巧，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。

◆封閉式外殼，IP68防水等級。

◆精度范圍：±3mm。

◆測量范圍大，最大的測量范圍可達7m,覆蓋絕大多數(shù)使用場合。

◆采用平面微帶陣列天線設計，雷達水位計發(fā)射功率極低，對人體及環(huán)境均無傷害。

◆功能豐富，連續(xù)在線采集，具有排除虛假干擾的濾波功能。

◆基于FMCW調(diào)頻連續(xù)波原理，測距精度高，響應快。

五．應用場景

窨井水位監(jiān)測設備的技術(shù)特性使其能適配城市排水系統(tǒng)的各類監(jiān)測需求，行業(yè)應用人員將其廣泛應用于城市排水管網(wǎng)的全場景監(jiān)測中，為城市水務管理與內(nèi)澇防控提供數(shù)據(jù)支撐。

1.在城市地下排水管網(wǎng)運維中，設備被安裝于雨水井、污水井、排水干管窨井等關鍵節(jié)點，實時監(jiān)測管網(wǎng)內(nèi)的水位變化與充滿度，管理人員通過后臺數(shù)據(jù)掌握管網(wǎng)的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)堵塞、破損等問題并安排運維檢修，避免因管網(wǎng)故障導致的積水問題，提升排水管網(wǎng)的日常運維效率。

2.在城市內(nèi)澇防控中，設備被部署于城市低洼路段、下穿隧道、立交橋下的窨井中，汛期時實時傳輸水位數(shù)據(jù)，當水位達到預警閾值時后臺系統(tǒng)會自動發(fā)出報警信號，管理人員可根據(jù)數(shù)據(jù)及時啟動排澇預案，調(diào)配排澇設備進行應急排水，有效降低城市內(nèi)澇的發(fā)生概率與危害程度。

3.在水利工程與灌區(qū)管理中，設備被應用于灌區(qū)渠道、蓄水池、河道沿岸的窨井與監(jiān)測井，工作人員通過水位數(shù)據(jù)掌握水體的蓄水情況與輸水效率，為農(nóng)業(yè)灌溉、水資源調(diào)度提供精準的數(shù)據(jù)參考，實現(xiàn)水資源的合理利用。

4.此外，設備還可應用于工業(yè)園區(qū)、住宅小區(qū)的排水系統(tǒng)監(jiān)測，針對工業(yè)污水排放、小區(qū)雨水收集的特點，實現(xiàn)對局部排水系統(tǒng)的精細化監(jiān)控，確保排水系統(tǒng)穩(wěn)定運行，避免污水倒灌、積水內(nèi)澇等問題影響生產(chǎn)生活。

六．總結(jié)

在未來的城市發(fā)展中，窨井水位監(jiān)測設備還將與邊緣計算、人工智能等技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)水位變化的預測分析與排澇工作的智能聯(lián)動，為城市防洪排澇與水務精細化管理提供更加強有力的技術(shù)支撐，助力構(gòu)建更加安全、高效的城市排水系統(tǒng)。