江油市海绵城市智慧监测系统施工方案

江油市海绵城市智慧监测系统施工方案一、工程概况1.1项目背景与建设目标江油市作为绵阳市域副中心，已建成“一江两河九堰”生态格局，截至2025年，城市建成区50%面积需达到海绵城市建设目标要求。为实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭”的建设成效，本项目将构建覆盖城市道路、公园绿地、河道水系、排水管网四大类区域的智慧监测系统，通过实时感知、数据分析与智能调控，为海绵城市运维管理提供全周期技术支撑。项目建成后，将实现对22处历史易涝点、15公里改造排水管网及5处重点海绵公园的动态监测，内涝预警响应时间缩短至30分钟以内，设施运维效率提升40%。1.2工程范围与主要内容监测区域包括：核心区：中坝老城片区（含昌明河中段整治区域）、三合片区市政管网改造区；示范区：靛池湿地公园、体育公园南延伸段、5处“口袋公园”；关键节点：涪江五桥低洼路段、太平场片区排水口、让水河下游景观带等。系统构成分为三部分：感知层：布设雨量计、液位传感器、土壤湿度计等设备共320套；传输层：搭建LoRaWAN无线通信网络，配套太阳能供电系统；应用层：开发集数据监测、预警、评估于一体的智慧管理平台。1.3工程特点与难点多场景适配：需针对透水铺装道路、生物滞留设施、调蓄池等不同海绵设施定制监测方案；复杂环境施工：部分监测点位于河道驳岸、地下管网等特殊区域，需采用微创安装技术；数据协同要求高：需与江油市现有排水管网GIS系统、气象部门数据平台实现接口对接。二、系统总体设计2.1设计原则全域感知：监测点覆盖“源头-中途-末端”全流程海绵设施；绿色节能：设备采用太阳能供电+锂电池储能，续航能力≥7天阴雨天气；智能预警：内置三级预警机制（蓝色-黄色-红色），支持短信、平台弹窗多渠道推送；易维护性：传感器模块化设计，支持现场快速更换，平均故障修复时间≤2小时。2.2技术架构2.2.1感知层设备配置监测类型设备名称布设位置监测参数数量降雨监测翻斗式雨量计城市广场、公园绿地制高点降雨量（mm）、降雨强度（mm/h）35套积水监测超声波液位传感器易涝点、地下车库入口、下穿隧道积水深度（cm）、上涨速率（cm/min）82套土壤下渗监测土壤墒情传感器生物滞留设施、透水铺装道路土壤含水率（%）、下渗速率（mm/h）68套管网流量监测电磁流量计排水管网节点、调蓄池进出水口瞬时流量（m³/h）、累计流量（m³）45套水质监测多参数水质传感器河道断面、人工湿地出口pH值、溶解氧（mg/L）、浊度（NTU）20套气象环境监测六要素气象站城市制高点、公园开阔区域温度、湿度、风速、风向、气压、光照10套2.2.2传输网络设计采用“LoRaWAN为主、4G/5G备用”的混合组网方式：核心区设备通过LoRa网关接入，通信距离1-3公里，数据上传间隔1分钟；偏远区域（如让水河下游）采用4G模块，上传间隔5分钟，功耗控制在10mA以内；所有设备支持边缘计算功能，可在本地存储最近72小时数据，避免网络中断导致数据丢失。2.2.3平台功能模块智慧管理平台包含五大模块：实时监测看板：以GIS地图为底图，动态显示各监测点数据，支持降雨热力图、积水预警标注；设施运维管理：自动生成传感器故障工单，记录维修进度，统计设施完好率；内涝预警系统：结合降雨预测与实时积水数据，通过元胞自动机模型推演内涝扩散趋势；效果评估报告：按月生成径流量削减率、雨水资源化利用率等18项考核指标；数据接口服务：提供API接口与江油市“城市大脑”平台对接，支持数据共享。三、施工部署3.1施工组织架构项目经理部：设技术负责人1名、安全员2名、施工队长3名；专业班组：分为传感器安装组（15人）、网络调试组（8人）、平台部署组（5人）；协作单位：协调江油市住建局、市政养护所、公园管理处等单位办理占道施工许可。3.2施工进度计划总工期为120天，分三阶段实施：准备阶段（1-15天）：完成设备采购、技术交底、施工方案审批；安装阶段（16-90天）：第16-45天：完成河道水系、公园绿地监测点施工；第46-75天：完成道路易涝点、排水管网传感器安装；第76-90天：部署通信基站与太阳能供电系统；调试阶段（91-120天）：系统联调、数据校准、人员培训。3.3资源配置设备材料：传感器设备提前7天到场验收，锂电池需满足-20℃~60℃工作环境要求；施工机械：配置小型钻孔机（Φ50-100mm）、管道内窥镜、GIS定位仪等专用设备；安全防护：为高空作业（如气象站安装）配备登高车2台，临水作业区设置警示护栏。四、主要施工工艺4.1传感器安装工艺4.1.1地下管网流量传感器安装管道预处理：采用管道内窥镜检查安装段内壁，确保无淤积、腐蚀；开孔作业：使用水钻在DN600以上管道侧壁开孔，孔径Φ80mm，孔位位于管顶下45°；传感器固定：采用法兰盘连接电磁流量计探头，密封垫圈选用丁腈橡胶材质，扭矩控制在25N·m；防水处理：线缆穿管后填充防水胶泥，井口安装防水接线盒，防护等级达IP68。4.1.2公园绿地土壤湿度传感器安装点位选址：避开树根、石块密集区，在生物滞留设施进水口、中部、出水口三点布设；钻孔埋设：采用螺旋钻具垂直钻孔，深度50cm（对应填料层中部），传感器与土壤接触间隙填充石英砂；线缆敷设：沿绿地边缘埋地敷设，穿PE管保护，埋深≥30cm，每隔5米设置警示桩。4.2通信与供电系统施工4.2.1LoRa网关部署选择城市高点（如体育公园观景台）安装网关，天线高度≥15米，确保信号覆盖半径≥2公里；网关与后台服务器通过光纤连接，带宽≥100Mbps，latency≤50ms。4.2.2太阳能供电系统安装电池板倾斜角度按江油纬度（31°N）设置为35°，朝南布置，避免周边建筑物遮挡；蓄电池采用磷酸铁锂电池，容量100Ah/12V，配置充放电保护模块，极端低温环境下启用加热功能。4.3平台部署与调试服务器配置：采用双机热备架构，CPU为IntelXeonE5-2650，内存32GB，存储容量2TB；数据校准：通过人工采样（如雨量筒对比观测）对传感器数据进行校准，误差控制在±5%以内；压力测试：模拟500个监测点同时上传数据，平台响应时间≤2秒，数据存储完整性≥99.9%。五、质量控制与安全管理5.1质量控制标准设备验收：传感器需提供第三方检测报告，如雨量计量程0-200mm/h，精度±0.2mm；安装工艺：管道传感器安装垂直度偏差≤1°，土壤传感器线缆接头防水等级达IP67；系统性能：网络通信成功率≥99%，平台数据更新频率≤1分钟，历史数据存储年限≥5年。5.2关键工序质量控制工序名称控制要点检验方法合格标准传感器校准零点漂移、量程误差标准设备对比法误差≤±3%线缆接头处理绝缘电阻、防水密封性兆欧表测量+浸水试验（24小时）绝缘电阻≥20MΩ，无渗水现象平台功能测试预警响应时间、数据查询速度模拟信号注入法预警推送≤30秒，查询响应≤1秒5.3安全生产管理岗前培训：特种作业人员（如电工、焊工）持证上岗，每日施工前开展15分钟安全技术交底；现场防护：临水作业配备救生衣，地下有限空间作业强制通风，氧含量监测≥19.5%方可进入；应急准备：编制《设备安装触电应急预案》《汛期施工防汛方案》，配备应急发电机2台。六、进度保障与协调管理6.1进度保障措施交叉作业：传感器安装与供电系统施工同步进行，关键路径上的工序（如网关部署）预留7天缓冲期；资源调配：高峰期投入施工人员30人，分两班作业（8:00-12:00，14:00-18:00）；进度考核：实行周进度报表制度，滞后3天以上启动预警机制，增加资源投入。6.2外部协调机制与市政部门协调：提前5天提交占道施工计划，避开早晚交通高峰（7:30-9:00，17:30-19:00）；与园林部门协调：公园内施工避开苗木养护期，古树名木周边5米范围采用人工挖掘；与气象部门联动：获取未来72小时天气预报，暴雨预警前2小时停止户外作业。七、系统调试与验收7.1分阶段调试单机调试：传感器通电后测试数据采集功能，如液位传感器在0-50cm量程内每5cm校准一次；网络联调：模拟24小时连续运行，检查数据丢包率、网关负载率等指标；全系统联调：模拟极端降雨场景（24小时降雨量150mm），验证预警触发逻辑与响应速度。7.2验收标准与流程验收分为三级：施工单位自检：提交设备安装记录、校准报告等资料；第三方检测：委托四川省建筑科学研究院进行系统性能检测；业主验收：试运行30天后，组织召开验收会，通过后签署《竣工验收证书》。验收指标包括：监测数据准确率≥95%；系统平均无故障运行时间（MTBF）≥5000小时；平台操作响应时间≤3秒。八、运维管理与技术培训8.1运维团队组建专职运维人员：配置6人（3名设备维护员、2名平台管理员、1名数据分析师）；运维工具包：配备便携式校准仪、信号测试仪、备用传感器等备品备件。8.2运维管理制度日常巡检：每周对重点区域设备巡检1次，每月全区域覆盖1次；数据备份：平台数据每日自动备份，每月进行异地备份；故障处理：接到告警后2小时内到达现场，4小时内恢复功能。8.3技术培训培训对象：江油市住建局管理人员、市政养护所技术人员共30人；培训内容：设备原理、平台操作、故障排查等，分理论（2天）与实操（3天）两阶段；考核认证：培训结束后通过理论考试与实操考核者颁发合格证书。九、投资估算与效益分析9.1投资构成（总投资约1860万元）设备购置费：1200万元（含传感器、服务器、软件授权）；安装工程费：380万元（含土建、布线、调试）；其他费用：280万元（含设计、监理、培训费）。9.2效益分析经济效益：每年减少内涝损失约500万元，节约人工巡检成本120万元；环境效益：雨水资源利用率提升15%，年减少城市径流污染负荷20%；社会效益：提高市民出行安全保障，为西南地区海绵城市智慧化建设提供示范经验。十、应急预案10.1设备故障应急处理传感器数据异常：立即启用备用设备，24小时内完成故障设备更换；网络中断：切换至4G备用通道，同时排查LoRa网关故障，恢复时间≤4小时。10.2极端天气应对暴雨预警：