[发明专利]排水管道液位与流量一体化在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在排水管道进行液位与流量一体化在线监测系统，也可应用于其它非满管或满管管渠的液位、流速与流量的在线监测。

背景技术

通过制定合理可行的监测方案，对排水管网进行液位与流量的现场在线监测，是进行排水管网科学管理、统计计算、模拟评估与预警分析的必要条件。利用长时间序列的液位、流速与流量在线监测数据，可以支持排水模型相关参数的率定和验证，以保证模拟结果的可靠性，提高模拟预测的可信度；利用关键节点的监测流量进行统计分析，可直观发现监测点上下游排水管道的过载、溢流、淤积、雨天入流、地下水或河水入渗等问题，并可进行定量化评估计算；在实际的排水管网管理过程中，还可利用在线监测技术对偷排、错接等现象进行识别和分析。因此，排水管道液位与流量监测，既是构建排水管网模型的重要依据，又是进行排水管网数字化管理的重要手段。

目前我国在排水管道液位与流量在线监测方面，主要以进口设备为主，国产设备的功能性、稳定性和硬件集成性不能满足在排水系统恶劣环境中长期稳定监测的要求。而现有进口设备存在价格过高、只能以固定时间频次监测、通讯模式可变性弱、设备零配件供货周期长、软硬件系统集成度不高等问题，严重影响了排水在线监测系统的建设和应用效果。主要表现如下：

(1)现有流量监测设备的测量通常为5-15分钟，不能根据液位和流量监测数据自动变化通讯频次，可以满足排水系统长期运行监测的需求，但是不能满足排水管网预警报警和动态管理的技术需求；

(2)现有设备整体安装在排水井下，通常采用GPRS网络进行通讯，导致主机功耗较高，而且井下通讯环境不好，导致数据容易因网络信号原因不能及时发送，主机电池更换周期较短，且需要在每次维护过程打开井盖进行，费时费力；

(3)现有设备功能以单点的液位和流量监测为主，多个设备的内置时钟不能自动同步，不能准确控制数据的采集时间，也不能在液位或水温剧烈变化时自动加密流速数据的采集频率，不利于排水管道流量液位动态变化规律的监测；

(4)现有设备通过专用的后台软件和复杂繁琐的配置过程才能接入设备的数据，通常使用的软件多为单机版软件，数据管理和共享发布功能较弱，通常不具备统一的网络服务接口，不能及时将数据推送到手机端显示，不利于监测数据的共享发布和报警信息的及时快速推送。

因此，迫切的需要开发一种既具有在线监测功能，又具有及时预警和报警功能，并可根据液位波动情况和水温变化情况自动调整流速监测频次的排水管道液位与流量一体化在线监测系统。利用该装置不仅可以帮助管理部门掌握排水系统的液位、流速和流量数据的长期变化规律，定量分析排水系统的溢流风险，定量计算排水管网的雨污水流量，定量计算由于地下水或河水入渗导致的污水管网增加流量，识别排水管网的液位与流量典型变化规律；也可以及时的进行排水内涝及溢流事件的预警和报警，管理人员可以通过网页端、手机端及时查看数据变化情况，辅助城市排水内涝及溢流事件的及时应对和定量评估。同时，可以通过软硬件的紧密集成，降低设备的安装和使用难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种排水管道液位与流量一体化在线监测系统，具有分钟级同步液位监测、监测主机与监测中继器分体式安装、智能可变的流速监测频次、软硬集成为一体等特点，系统可以通过网页浏览器、微信、短信等多种方式及时预警和报警监测点的异常事件。基于该系统可以建立高效可靠的排水监测预警系统，形成多种解决方案，如：城市排水管网液位流量在线监测平台、城市降雨易涝点监测和预警平台、城市内部河道液位及流量监测和预警平台、城市污水管网溢流点监测和报警平台、城市排水内涝监测预警公众信息发布平台、排水户排水量在线监测系统、排水管网流量临时监测服务等。

本发明采用的技术方案如下：