城市排水管网作为 “地下血管”，承担着防汛排涝、污水收集输送的核心职能，其运行效率直接影响城市生态安全与居民生活质量。近年来，极端降雨频发导致部分城市内涝频发，雨污混接、管道淤积、偷排漏排等问题也加剧了水体污染，而传统人工巡检模式存在数据滞后、覆盖有限的短板，难以应对复杂管网的管理需求。在此背景下，智慧排水监测系统通过整合传感、通信与数据分析技术，成为破解管网管理难题、提升水务精细化水平的关键路径。

一、城市排水管网的管理痛点与智慧监测需求

据住建部 2024 年发布的统计数据显示，我国城市排水管道总长度已达到 91.35 万公里，城市和县城污水处理厂总处理能力超过 2.5 亿立方米 / 日，较往年实现大幅提升，但全国城市排水管网平均密度为 12.3 公里 / 平方公里，污水集中收集率等关键指标与发达国家相比仍有明显差距。

长期从事管网运维的一线水务管理人员反馈，实际操作中分流制管网的问题尤为突出：部分区域存在雨水误接入污水管的情况，直接导致污水处理厂负荷骤增；另有污水渗入雨水管后未经处理直排河道，加剧水体污染；同时超过 30% 的管网存在结构性缺陷，管道变形、堵塞淤积现象频发，不仅易引发污水溢流，2024 年全国极端降雨事件频次较 2000 年上升 37%，这种情况下更会加剧城市内涝，对道路交通与居民生命财产安全构成双重威胁。

随着海绵城市、河长制政策推进，水务管理需从 “事后抢修” 转向 “事前预警”，这就要求通过智慧监测系统实时掌握管网水位、流速、流量等核心参数，为科学调度提供数据支撑。

二、核心监测技术：雷达水位与超声波流量系统

智慧排水监测的核心在于精准、稳定的数据采集，其中雷达水位监测与超声波流量监测技术应用最为广泛。雷达水位监测设备采用非接触式测量原理，波束角通常控制在 8° 以内，能有效规避井壁、金属构件造成的干扰，测量量程覆盖 0-7 米，精度可达 ±3mm。该设备具备温度补偿功能，在 - 35℃至 80℃的温差环境中仍能稳定运行，且不会受水体污染影响或破坏水流结构。工程技术人员会将其与低功耗锂电池供电系统搭配，供电电压支持 6-24V 宽范围输入，配合定时唤醒模式，可实现长期无人值守；数据传输支持 GPRS、4G、卫星通信等多种方式，本地存储模块（含最大 256GB TF 卡扩展）能永久保存历史数据，避免通信中断导致的数据丢失。超声波流量监测设备则通过多普勒效应捕捉水流速度，流速测量范围为 0.02-5m/s（可按需扩展），精度达 ±1%±0.01m/s，流量计算精度根据管道断面形态控制在 ±2%-3%，同时可同步采集 - 20℃至 65℃的水体温度。实际应用中，该设备常与雷达水位设备组合，前者聚焦管道内水流参数，后者扩展窨井整体水位监测范围，形成 “水位 - 流量” 双参数监测体系，提升汛期内涝预警的响应速度。

三、监测系统的科学布设与运维规范

监测站点的布设需结合管网层级与区域功能特点：排水主管、调蓄构筑物出口优先布设流量 - 水位双参数设备；居民区、商业区内部以水位监测为主；污水厂汇流前分支节点、多管道汇流处则重点设置流量监测点。安装时，支架采用不锈钢模块化设计，便于拆卸与维护 —— 雷达水位设备固定于检查井中间（井盖正下方），超声波流量设备安装在管道内部低端，供电与通信模块（含 RTU）部署于井口，既保障信号传输质量，也方便后期更换电池。运维阶段，管理人员可通过平台远程配置设备参数、升级程序，本地则能通过 USB 或 WiFi 接口查询、导出数据，大幅降低现场运维成本。

四、实践案例：智慧监测的实际应用成效

在某空港新城项目中，技术团队通过布设智慧监测设备，实现汛期管网水位、流量的实时监控，提前预警内涝风险，保障了区域无溢流灾害；非汛期则通过数据分析优化污水处理厂与泵站调度，显著降低能耗。南方某城市南北大涌流域项目中，监测系统成功捕捉多起违法偷排行为，为水污染治理提供证据，同时为城市防涝、水厂调度提供决策依据，推动水务管理向智慧化转型。

智慧排水监测系统不仅解决了传统管网管理的数据滞后问题，更成为城市基础设施数字化转型的重要组成。未来，随着数字孪生、AI 技术的融入，系统将进一步实现 “预测性维护”，助力水务管理从 “主动防控” 迈向 “智慧预判”，为城市韧性建设筑牢地下管网防线。