安陆市海绵城市智慧监测系统施工方案

安陆市海绵城市智慧监测系统施工方案一、工程概况1.1项目背景安陆市作为湖北省海绵城市建设重点城市，已完成《安陆市海绵城市专项规划》编制工作，明确要求通过"渗、滞、蓄、净、用、排"六维措施实现城市雨水系统智慧化管理。本项目针对安陆市中心城区89平方公里范围，构建覆盖"三河一湖"（府河、槎山河、护国河、太白湖）及16.865公里新建改造排水管网的智慧监测体系，助力2025年城市建成区50%以上面积达到海绵城市建设标准。1.2建设目标本工程通过部署128个监测点位、5大系统模块及1个综合管理平台，实现三大核心目标：实时监测：对降雨量、积水深度、下渗速率等12项关键指标进行分钟级采集智能预警：建立3级内涝预警机制，实现暴雨前30分钟预警响应效能评估：形成海绵设施运行效率、水质改善效果等6类评估报告1.3主要建设内容系统分类建设内容数量感知层翻斗式雨量计32套雷达流量计28套土壤墒情传感器45套多参数水质仪15套高清AI摄像头38套传输层4G/5G数据采集终端128台边缘计算网关15台平台层智慧监测管理平台1套水文模型系统1套应用层内涝预警模块1套设施运维模块1套效能评估模块1套二、系统总体设计2.1设计原则兼容性：支持Modbus、NB-IoT、LoRa等12种通信协议，预留与城市大脑平台接口可靠性：传感器平均无故障工作时间≥50000小时，数据存储采用异地双备份扩展性：采用微服务架构，支持监测点位数量10倍扩容安全性：通过三级等保认证，数据传输采用国密SM4加密算法2.2系统架构采用"云-边-端"三层架构：终端层：部署各类传感器及采集设备，实现水文、气象、水质等数据采集边缘层：在解放大道、太白大道等5个关键节点设置边缘计算网关，进行数据预处理和本地告警云端层：构建包含数据中台、应用中台和AI中台的智慧监测管理平台，实现全局分析与决策2.3技术标准《海绵城市建设评价标准》（GB/T51345-2018）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2017）《物联网工程技术标准》（GB/T38633-2020）《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2015）三、详细施工方案3.1施工准备3.1.1技术准备组织技术人员进行图纸会审，编制《监测点位放线专项方案》《设备安装工艺手册》等6项技术文件。对施工人员开展为期5天的专业培训，内容包括传感器校准、防水施工、安全操作等。3.1.2现场准备点位勘测：使用RTK定位仪对128个点位进行精确放线，记录每个点位的坐标、高程、周边环境照片基础施工：预制混凝土基座128个，尺寸为800mm×800mm×600mm，采用C30混凝土浇筑管线敷设：开挖沟槽总长3200米，埋深≥0.8米，采用PE50管作为保护管3.1.3物资准备建立材料进场验收制度，主要设备需提供出厂合格证、校准证书。对翻斗式雨量计等关键设备进行抽样送检，合格率需达到100%。在施工现场设置临时仓库，配备温湿度控制系统和防火设施。3.2主要施工流程3.2.1感知设备安装翻斗式雨量计安装：选择开阔无遮挡位置，安装高度距地面1.2-1.5米水平误差≤0.5°，使用水平仪校准与数据采集终端采用RS485总线连接，通信距离≤100米安装完成后进行3次人工注水测试，误差应≤±0.2mm雷达流量计安装：在明渠段设置钢制安装支架，保证传感器距水面0.5-2.0米发射角对准水流方向，偏差≤3°进行流速标定，采用多普勒流速仪比对，误差≤±2%设置防护栏，高度≥1.2米，涂刷警示漆土壤墒情传感器安装：采用钻孔埋设法，孔径50mm，深度800mm传感器探针与土壤充分接触，回填土需夯实每个监测点布设3个不同深度（20cm、40cm、60cm）传感器初始校准采用烘干称重法，测量误差应≤±2%3.2.2数据传输系统施工数据采集终端安装在防水配电箱内，箱体防护等级IP66太阳能供电系统安装倾角为安陆市纬度+10°，保证日均充电≥6小时SIM卡采用工业级物联网卡，每月流量套餐≥1GB进行72小时连续通信测试，数据上传成功率应≥99.9%3.2.3平台部署服务器配置：2台物理服务器（CPU：E5-2680v4，内存：64GB，硬盘：2TBSSD）数据库采用MySQL集群，支持每秒≥1000条数据写入平台部署完成后进行压力测试，模拟500个用户同时在线操作与安陆市政务云平台对接，实现数据共享交换3.3专项施工措施3.3.1涉水施工防护府河沿岸点位施工采用围堰法，堰体高度超出施工期间最高水位0.5米配备2台抽水泵（扬程≥10米，流量≥50m³/h）施工人员穿戴救生衣，设置安全警示标志，夜间悬挂警示灯3.3.2道路施工交通组织占用机动车道施工时，设置临时交通导改设施，宽度≥3米采用夜间施工（22:00-6:00），配备移动照明设备每个作业面配置2名交通协管员，配备对讲机施工完成后及时清理现场，路面恢复平整度≤3mm3.4系统调试3.4.1分系统调试硬件调试：对传感器、采集终端等进行通电测试，检查供电电压、通信状态软件调试：测试数据采集、存储、传输功能，验证数据格式正确性网络调试：测试4G/5G信号强度，应≥-75dBm，掉线率≤0.1%3.4.2联调联试模拟降雨场景，测试从数据采集到平台展示的全流程响应时间，应≤30秒进行10次连续暴雨模拟测试，系统应无死机、数据丢失现象测试预警功能，当积水深度达到0.3米时，预警信息应在5分钟内推送至相关责任人四、施工进度计划4.1施工总进度本项目总工期为180天，分为5个阶段：准备阶段：15天（第1-15天）基础施工阶段：30天（第16-45天）设备安装阶段：60天（第46-105天）系统调试阶段：45天（第106-150天）验收交付阶段：30天（第151-180天）4.2关键节点控制第30天：完成所有点位基础施工第75天：完成50%感知设备安装第120天：完成系统联调第150天：通过第三方检测第180天：竣工验收4.3进度保障措施采用Project软件进行进度管理，每周召开进度协调会关键设备备库存，保证施工连续性投入3个施工班组，每个班组配备10名技术工人设置进度奖惩制度，提前完成节点奖励1万元/个，滞后罚款0.5万元/天五、质量安全管理5.1质量管理体系建立"三检制"质量管理制度：自检：施工人员对每道工序进行自检，填写自检记录互检：班组之间进行交叉检查，重点检查安装精度专检：质量工程师进行专业检查，关键工序需留存影像资料5.2质量控制要点项目允许偏差检查方法检查频率基座平整度≤2mm/m水平仪100%传感器安装角度≤1°角度尺100%电缆接头防水无渗漏浸水试验100%数据传输延迟≤10秒秒表测试每天1次系统准确率≥98%比对测试每周1次5.3安全生产管理编制《安全生产专项方案》，配备2名专职安全员施工人员必须佩戴安全帽、反光背心，高空作业系安全带临时用电采用TN-S系统，设置三级配电箱，配备漏电保护器特种作业人员持证上岗，定期进行安全技术交底每月组织1次应急演练，重点演练触电、溺水事故处置5.4环境保护措施施工垃圾日产日清，分类回收率≥90%噪声控制：昼间≤70dB，夜间≤55dB，超标时采用隔声屏障扬尘控制：施工现场裸土覆盖率100%，出入口设置洗车平台施工完成后恢复植被，绿化恢复率100%六、系统功能实现6.1数据采集与传输系统支持5分钟-1小时可配置的采集间隔，暴雨期间自动切换为高频采集模式（1分钟/次）。数据传输采用4G/5G无线网络，重要数据采用加密传输，确保数据安全性。边缘计算网关可实现本地数据存储，存储容量≥3个月，网络恢复后自动补传。6.2实时监测功能气象监测：实时显示降雨量、降雨强度、风向风速等气象参数，生成降雨历时曲线和等值线图水文监测：监测河道水位、流量、流速，计算径流量和径流系数水质监测：监测pH值（0-14）、溶解氧（0-20mg/L）、浊度（0-1000NTU）等参数，超标时自动报警设施监测：监测下凹绿地、透水铺装等海绵设施的运行状态，显示填料层湿度、蓄水量等指标6.3预警预报功能建立三级预警机制：蓝色预警：积水深度0.1-0.3米，预计1小时内不会形成内涝，系统自动推送预警信息至管理人员黄色预警：积水深度0.3-0.5米，预计30分钟内可能形成内涝，启动排水泵站，关闭低洼路段交通红色预警：积水深度≥0.5米，已形成内涝，启动应急响应，组织人员疏散6.4效能评估功能系统内置评估模型，可计算以下指标：年径流总量控制率：目标值≥70%雨水资源利用率：目标值≥15%面源污染削减率：目标值≥40%内涝防治标准：达到50年一遇生态补水效益：每年补水≥10万立方米6.5运维管理功能设备管理：建立设备台账，记录安装时间、校准记录、维修历史故障诊断：自动识别传感器故障、通信中断等问题，生成维修工单维护计划：根据设备运行时间自动生成校准、更换计划人员管理：记录运维人员工作轨迹，统计工作量和工作质量七、验收标准与流程7.1验收标准《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2013）《海绵城市监测与评估技术指南》本项目技术规格书及设计图纸7.2验收内容观感验收：设备安装牢固、排列整齐、标识清晰功能验收：测试系统各项功能，合格率需达到100%性能验收：进行72小时连续运行测试，平均无故障时间≥200小时资料验收：施工记录、检测报告、技术文档等资料齐全7.3验收流程施工单位自检合格后提交验收申请监理单位进行预验收，出具预验收报告建设单位组织设计、施工、监理等单位进行正式验收邀请第三方检测机构进行系统性能检测验收合格后签署《竣工验收证书》，进入保修期八、售后服务与培训8.1售后服务保修期：自验收合格之日起2年，提供7×24小时技术支持响应时间：一般故障2小时内响应，24小时内解决；重大故障1小时内响应，6小时内解决定期维护：每季度进行1次系统巡检，每年进行1次全面校准备品备件：在安陆市设置备件库，储备关键设备20套8.2人员培训制定三级培训计划：操作级培训：面向管理人员，培训内容包括平台操作、数据查询、报表生成等，培训时间3天维护级培训：面向技术人员，培训内容包括设备校准、故障排除、系统配置等，培训时间5天开发级培训：面向运维人员，培训内容包括系统架构、接口开发、模型优化等，培训时间7天培训结束后进行考核，考核合格颁发培训证书，确保每位操作人员都能熟练使用系统。九、投资估算与效益分析9.1投资估算本项目总投资3280万元，其中：设备购置费：1850万元（占比56.4%）安装工程费：680万元（占比20.7%）软件开发费：450万元（占比13.7%）工程建设其他费：220万元（占比6.7%）预备费：80万元（占比2.5%）9.2效益分析9.2.1经济效益减少内涝损失：年均减少内涝灾害损失约500万元雨水资源利用：年利用雨水量约15万吨，节约自来水费用约30万元运维效率提升：设施运维成本降低30%，年节约运维费用约80万元间接经济效益：提升土地价值，促进旅游业发展，年增收约1000万元9.2.2社会效益提高城市韧性：内涝预警时间提前30分钟，人员疏散效率提升50%改善人居环境：城市积水点减少80%，市民满意度提升至90分以上提升管理水平：实现海绵设施"一张图"管理，决策科学性显著提高示范效应：形成可复制、可推广的智慧海绵城市建设经验9.2.3环境效益减少径流污染：年削减COD约15吨，氨氮约2吨改善水体质量：府河水质提升1个等级，达到Ⅳ类标准补充地下水源：年回补地下水约8万吨，地下水位回升0.5米增加绿地面积：通过监测优化，海绵设施绿化覆盖率提升15%十、应急预案10.1设备故障应急处置当关键监测点位设备发生故障时，启动应急响应：15分钟内派出抢修人员，携带备用设备赶赴现场2小时内完成临时设备安装，恢复监测功能24小时内完成故障设备维修或更换事后分析故障原因，制定预防措施10.2数据安全应急处置发生数据泄露、丢失等安全事件时：立即切断受影响系统网络连接，保护现场启动数据恢复机制，从备份系统恢复数据组织技术人员排查安全漏洞，进行系统加固按规定向主管部门报告，配合调查处理10.3极端天气应对措施在台风、暴雨等极端天气来临前：对所有设备进行全面检查，加固安装基础清理传感器周边杂物，确保监测准确性系统切换至应急模式，数据采集间隔缩短至1分钟安排专人24小时值班，密切关注系统运行状态