德希科技排水管网监测系统｜面向城市生命线工程井下在线监测整套方案

德希科技排水管网监测系统｜面向城市生命线工程井下在线监测整套方案

城市地下排水管网作为城市安全运行的隐形基础设施，管网淤塞、雨污混流、地下水入渗、汛期积水溢流等隐患长期潜藏于地下空间，传统人工下井巡检模式受井下作业条件限制，很难实现全天候、不间断状态感知，因而国内水务工程从业者普遍认为，搭建一套适配井下恶劣工况的感知监测体系，可实现排水管网运行状态的数字化还原，助力城市从被动排涝向主动风险防控转型。本文结合硬件设备原理、关键技术指标、部署方案、实际应用问答，阐述面向城市生命线工程的地下管网监测整套落地思路。

一、企业技术实力与产品谱系

武汉德希科技有限公司坐落于武汉东湖高新区，为专注水文水环境监测设备研发制造的高新技术企业，公司具备完整硬件结构设计、嵌入式程序开发、系统集成服务能力，持有 ISO9001 质量体系认证、多项实用新型专利及软件著作权，长期和高校科研机构开展技术联合攻关。公司面向市政雨污管网场景打造完整监测硬件产品线，核心产品包含 DX‑WLX‑2 雷达水位计、DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计、DX‑LD‑2 低功耗锂电池 RTU 供电系统，支持水质传感器模块化扩展。相关设备已经在空港新城管网监测、佛山南北大涌管网监测等多地排水改造工程项目完成实地部署，产品可适配检查井、箱涵、截流井、合流溢流井等多种地下排水构筑物监测需求。

二、系统组成、工作原理及详细技术参数

整套地下管网智慧监测系统分为前端感知硬件、边缘通信供电终端、智慧业务管理平台三个层级。前端感知硬件支持模块化选配，可根据项目实际需求，配置单水位监测站、流量水位一体化监测站、水质流量水位综合监测站三种硬件组合。

2.1 DX‑WLX‑2 雷达水位计（非接触窨井液位监测）

工作原理：设备采用调频连续波雷达测距，天线向外发射电磁波，电磁波接触污水液面后发生反射，终端单元测算电磁波发射与回波接收的时间差，结合现场标定的设备安装高度换算出实时水位数值，属于非接触式测量，探头不与污水直接接触。

核心技术参数：

测量量程：7m

测量精度：±3mm

波束发射角度：8°

供电电压：DC 6V‑24V，典型 12V

平均功耗：≤30mW

通讯接口：RS485 Modbus

防护等级：IP68

工作温度：-35℃～80℃（水体不结冰条件）

外壳材质：铝合金

安装要点：设备搭配不锈钢 L 型支架固定于检查井井盖下方，探头保持水平朝下。8° 窄波束能够削弱井壁、井内金属脚踏带来的多径反射干扰，设备可以实现井下长期无人值守作业。

2.2 DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计（管道流速流量监测）

工作原理：依托多普勒频移效应完成流速采集，探头向管内水体发射超声波，水中泥沙、气泡颗粒反射回超声波信号，水流流动状态会改变回波信号频率，系统根据频移变化计算水流实际流速；集成压力传感器获取管道水深，导入管道断面几何参数，依靠速度‑面积法 Q=V×S 计算得到瞬时流量。

核心技术参数：

流速测量范围：0.02‑5m/s（支持量程扩展）

流速测量精度：±1%±0.01m/s

水深测量范围：0‑10m（支持量程扩展）

水深测量精度：±1cm

流量测量区间：0.001m³/h‑999999999m³/h

流量综合精度：±2~3%（受管道断面形态影响）

整机功耗：≤1W

通讯接口：RS485 Modbus

防护等级：IP68

工作温度：-20℃～65℃（水体不结冰条件）

外壳材质：ABS 工程塑料

安装要点：探头固定在管道内部顺直管段底部。设备自带水深传感器仅采集探头局部过水深度，项目实施时同步搭配 DX‑WLX‑2 雷达水位计采集整个窨井液位，实现井室溢流风险全面监控。

2.3 DX‑LD‑2 锂电池供电 RTU 系统（边缘通信与存储终端）

工作原理：该设备为整套监测站点的控制中枢，负责采集各传感器原始数据、本地存储历史记录、多链路无线上报数据，同时具备远程设备运维、阈值告警触发、休眠唤醒管控功能，低功耗设计适配井下无市电的作业环境。

核心技术参数：

标配电池规格：7.2V 133Ah

存储配置：16M Flash，标配 512M TF 卡，最大支持 256GB TF 卡扩展

静态工作电流：＜1.3mA（7.2V）

待机工作电流：＜18mA（7.2V）

通讯方式：4G/GPRS、短信、433MHz、以太网，支持主备信道切换、一包多投

硬件接口：1 路 RS485、USB 调试口、内置 SIM 卡槽、N 型天线接口

防护等级：IP68

工作温度：-35℃～75℃

安装要点：整机放置于井盖下方，天线避开井壁遮挡，电池更换、设备调试作业全部可在井口完成，无需人员下井。网络中断状态下所有监测数据本地保存，网络恢复自动补传历史数据，支持远程参数配置、固件升级。

2.4 水质扩展监测单元

针对污水溯源、排口水质监管需求，监测站可加装水质传感器组件。传感器探头被放置不锈钢透水防护箱内部，防护箱体阻挡管道中大体积漂浮杂物撞击传感电极。探头和箱体侧壁、箱底保留 2cm 以上安全距离，规避淤泥堆积带来测量干扰。所有信号线缆穿波纹管、镀锌钢管防护，接线位置做防水防腐处理，运维人员按照现场污水污染程度制定定期清洗、校准作业计划。

三、点位布设规范与业务应用场景

现场工程实施人员提出，管网监测点位不能随意布设，点位选择要结合管网功能、井室结构、水流流态综合判断，不合理点位会直接降低数据可靠性，同时造成项目投资浪费。

1. 城市排水主干管、污水处理厂汇流前端节点、调蓄构筑物出口、多管道汇流检查井，优先部署流量水位一体化监测站点，采集水量数据为管网水力模型提供原始输入。

2. 居民区、商业片区内部检查井，以液位监测为主，大批量部署 DX‑WLX‑2 雷达水位监测站点，捕捉管道淤堵造成的异常液位抬升。

3. 合流制溢流井、雨水管道大管径交汇位置增设液位感知设备，统计汛期溢流事件发生频次。

4. 流量计探头必须远离跌水口、管道弯道、汇流口，漩涡、回流现象会带来测量失真，安装位置上下游需要保留足够顺直管段，距离管道拐点至少保留 10 倍 DN 管径距离，井壁疏松破损的检查井不适合开展设备固定作业。

系统落地之后覆盖多项实际业务。汛期内涝风险预警业务中，设备常态处于休眠采集模式，当水位、流量达到预设警戒阈值，RTU 终端自动提升数据上报频率并且推送告警信息，辅助调度人员开展排涝作业。管网诊断业务中，长期积累的流量水位时序数据用于定量分析地下水入渗、雨污混接问题，辅助定位缺陷管段。水环境监管业务中，搭载水质传感器的站点可以识别偷排、污水异常排放行为，为水务执法提供客观数据支撑。空港新城管网、佛山南北大涌管网项目已经完成上述业务场景落地验证。

四、项目实施常见 QA

1. 问：排水井内部污水淤泥、漂浮垃圾较多，DX‑WLX‑2 雷达水位计测量会不会受到干扰？

答：DX‑WLX‑2 采用非接触雷达测量，探头不和水体接触，淤泥、水面漂浮物不会直接干扰测量结果。8° 窄波束结构可以抑制井壁、金属脚踏构件反射造成的杂波干扰，设备适配高污染井下工况。

2. 问：井下没有市电接入，DX‑LD‑2 锂电池供电系统实际使用寿命可以达到多久？

答：设备续航受上报采集频次影响，常规定时上报低功耗模式，7.2V133Ah 标配电池可以保障设备连续运行数年。告警高频上报场景电池消耗会有所加大，井口式安装设计使得电池更换作业无需人员下井。

3. 问：DX‑LSX‑1 多普勒流量计采集数据跳动幅度大，是什么诱因导致？

答：绝大多数情况来源于流态紊乱，探头安装在弯道、跌水、汇流位置会持续产生漩涡回流，需要将设备迁移至上下游顺直管段。探头表面缠绕垃圾杂物也会造成数据异常，运维流程需要定期检查探头状态。

4. 问：部分检查井 4G 网络信号弱，会不会造成监测数据丢失？

答：DX‑LD‑2 具备大容量本地存储能力，断网期间全部监测数据本地存储，通信恢复之后自动补传历史记录。系统同时兼容短信备用上报信道，关键告警信息可以通过短信完成推送，保障告警信息送达。

五、方案总结

城市生命线排水防涝安全建设离不开地下管网数字化感知底座，传统依靠人工巡检的运维手段很难应对规模庞大、工况复杂的地下排水网络。武汉德希科技整套管网监测硬件方案依托雷达液位感知、多普勒流量采集、模块化水质扩展以及低功耗边缘终端，实现检查井、箱涵内部水位、流量、水质全要素数据采集。设备 IP68 高防护等级、低功耗休眠机制适配井下潮湿、腐蚀、无外接电源的苛刻工况。科学的点位布设方案可以最大化硬件设备业务价值，采集得到的真实管网运行数据支撑内涝预警、管网病害排查、水环境管控、泵站调度多项业务，为城市排水管网数字化转型提供硬件与数据支撑，帮助城市提升排水安全管控能力。