一．引文

窨井作為城市排水管網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，其水位變化直接反映管網(wǎng)運(yùn)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(shè)備依托傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下水位的實(shí)時(shí)感知與數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)備能適配井下高溫高濕、雜質(zhì)較多、空間狹窄的復(fù)雜工況，成為城市排水系統(tǒng)智能化運(yùn)維的重要硬件支撐。

二．監(jiān)測原理

窨井雷達(dá)水位計(jì)基于電磁波時(shí)間行程原理實(shí)現(xiàn)非接觸式水位測量，雷達(dá)水位計(jì)主要由發(fā)射和接收裝置、信號(hào)處理器、天線等幾部分組成。雷達(dá)水位計(jì)采用發(fā)射一反射一接收的工作模式。雷達(dá)水位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些電磁波經(jīng)被測對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到水面的距離成正比，雷達(dá)水位計(jì)可記錄脈沖波來回的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可知道雷達(dá)天線到水面的距離，再測量出水底到水面距離，就能計(jì)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(shí)際測量需求與工況特點(diǎn)，為水位監(jiān)測設(shè)備設(shè)定了多維度的核心技術(shù)參數(shù)，讓設(shè)備的測量性能與環(huán)境適應(yīng)性形成標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)。7米雷達(dá)水位計(jì)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(hù)等級(jí)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(dá)水位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無可動(dòng)部件，不存在機(jī)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(jí)。

◆精度范圍：±3mm。

◆測量范圍大，最大的測量范圍可達(dá)7m,覆蓋絕大多數(shù)使用場合。

◆采用平面微帶陣列天線設(shè)計(jì)，雷達(dá)水位計(jì)發(fā)射功率極低，對(duì)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(yīng)快。

五．應(yīng)用場景

窨井水位監(jiān)測設(shè)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(yīng)用人員將其廣泛應(yīng)用于城市排水管網(wǎng)的全場景監(jiān)測中，為城市水務(wù)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(yùn)維中，設(shè)備被安裝于雨水井、污水井、排水干管窨井等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)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(tái)數(shù)據(jù)掌握管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)堵塞、破損等問題并安排運(yùn)維檢修，避免因管網(wǎng)故障導(dǎo)致的積水問題，提升排水管網(wǎng)的日常運(yùn)維效率。

2.在城市內(nèi)澇防控中，設(shè)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(shí)實(shí)時(shí)傳輸水位數(shù)據(jù)，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)警閾值時(shí)后臺(tái)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，管理人員可根據(jù)數(shù)據(jù)及時(shí)啟動(dòng)排澇預(yù)案，調(diào)配排澇設(shè)備進(jìn)行應(yīng)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(shè)備被應(yīng)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(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用。

4.此外，設(shè)備還可應(yīng)用于工業(yè)園區(qū)、住宅小區(qū)的排水系統(tǒng)監(jiān)測，針對(duì)工業(yè)污水排放、小區(qū)雨水收集的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部排水系統(tǒng)的精細(xì)化監(jiān)控，確保排水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(shè)備還將與邊緣計(jì)算、人工智能等技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水位變化的預(yù)測分析與排澇工作的智能聯(lián)動(dòng)，為城市防洪排澇與水務(wù)精細(xì)化管理提供更加強(qiáng)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)。