乐昌市海绵城市智慧监测系统施工方案

乐昌市海绵城市智慧监测系统施工方案一、工程概况1.1项目背景与目标乐昌市作为粤北地区重要生态节点城市，为响应国家"十四五"海绵城市建设要求，针对城市内涝治理、雨水资源利用及水环境改善需求，实施海绵城市智慧监测系统建设。项目覆盖乐昌市中心城区20平方公里范围，重点监测5个易涝片区、12处海绵设施集群及3条主要河道，通过构建"监测-预警-评估-优化"全流程智慧管理体系，实现2025年城市建成区20%以上面积达到海绵城市建设标准的目标，雨水资源利用率提升至40%，内涝预警响应时间缩短至30分钟以内。1.2主要建设内容本工程包括三大系统建设：感知层建设：布设238套监测设备，含翻斗式雨量计52台、雷达流量计38套、液位传感器86个、多参数水质仪22台及AI图像识别设备40套传输层建设：搭建基于4G/5G+NB-IoT的混合通信网络，建设12个边缘计算节点应用层建设：开发海绵城市综合管理平台，包含数据可视化、智能预警、效能评估等6大功能模块1.3工程技术标准施工严格遵循《海绵城市建设评价标准》（GB/T51345-2018）、《城市排水监测技术规范》（CJ/T221-2011）及《智慧水务信息系统技术规范》等标准，所有监测设备精度需满足：雨量监测±0.2mm、水位监测±0.5%FS、水质监测±5%COD的要求，系统整体响应时间≤15分钟。二、系统总体设计2.1系统架构设计采用"云-边-端"三层架构：终端感知层：在城市道路、公园绿地、河道水系等区域布设多类型传感器，实现降雨、积水、水质、土壤墒情等参数的实时采集边缘计算层：在乐昌大道、人民公园等关键区域设置边缘计算节点，对监测数据进行本地化预处理，过滤无效数据并实现毫秒级预警响应云端应用层：部署于乐昌市政务云平台，通过大数据分析与AI模型构建，提供全维度数据可视化、趋势预测及决策支持2.2监测网络布局根据乐昌市地形地貌与海绵设施分布特点，采用"网格+重点"布点原则：气象监测网：按2km×2km网格密度布设雨量计，重点区域加密至500m间隔，覆盖城市建成区及周边汇水区水文监测网：在武江、乐江等河道设置9个水文站，监测流量、水位及水质参数；在市政管网关键节点安装42套流量监测设备设施监测网：对雨水花园、调蓄池等86处海绵设施，分别布设液位计、土壤湿度传感器及图像采集设备内涝监测网：在乐昌火车站、解放路等历史内涝点设置32套视频监测终端，实现积水深度与漫流范围的智能识别2.3系统功能设计2.3.1数据采集功能支持多协议数据接入，包括Modbus、LoRaWAN、NB-IoT等通信方式，采集频率可动态调整：常规状态：5-15分钟/次降雨状态：1-5分钟/次预警状态：30秒-1分钟/次2.3.2智能预警功能设置三级预警机制：蓝色预警：积水深度达15cm或降雨量超50mm/24h，系统自动推送预警信息至管理人员黄色预警：积水深度达30cm且上涨速率超5cm/h，启动区域交通管制建议红色预警：积水深度超50cm或河道水位达警戒水位，联动排水泵站与应急指挥系统2.3.3效能评估功能构建多维评估模型：水文调节评估：统计径流量削减率、雨水资源利用率等指标设施效能评估：分析调蓄池周转率、透水铺装渗透系数变化趋势综合效益评估：计算内涝灾害经济损失减少量、水质改善程度等三、施工总体部署3.1施工组织架构成立项目经理部，设置5个专业工作组：技术组：负责施工方案编制、技术交底及难题攻关施工组：分3个作业班组，分别负责设备安装、管线敷设及平台部署质量安全组：实施全过程质量监督与安全管控物资组：保障设备材料采购、仓储与配送协调组：负责与市政、交管、园林等部门的外部协调3.2施工进度计划总工期180天，分四个阶段实施：准备阶段（15天）：完成施工图纸会审、设备采购及施工方案审批感知层施工（90天）：分区域开展传感器安装与调试，每周完成25-30个监测点位平台建设阶段（45天）：进行系统软件开发、硬件部署及网络调试联调与验收阶段（30天）：开展系统联调、试运行及竣工验收3.3资源配置计划人力资源：高峰期投入施工人员65人，其中技术人员12人、安装技工35人、安全员4人机械设备：配置工程车辆5台、钻孔机8台、熔接机12套、便携式调试设备15套材料供应：建立三级材料库，主库设在乐昌市产业园，在东区、西区设2个分库，确保设备材料48小时内送达现场四、主要施工工艺4.1传感器安装施工4.1.1雨量计安装采用混凝土基础浇筑工艺：基坑开挖：尺寸500mm×500mm×600mm，采用C25混凝土浇筑，内置Φ16mm地脚螺栓设备安装：支架垂直度偏差≤1°，高度距地面1.2-1.5m，避开遮挡物校准调试：使用标准雨量筒进行对比校准，误差需≤±0.2mm/24h4.1.2液位传感器安装根据监测场景选择安装方式：管道式安装：在雨水管渠DN600以上管道采用法兰连接，传感器插入深度为管径的1/3-1/2池体安装：调蓄池内采用壁挂式安装，传感器距池底300mm，线缆穿Φ50mm保护管地表安装：易涝点采用立杆式安装，传感器探头距地面0-500mm可调节，防护等级IP684.1.3水质传感器安装实施沉水式安装工艺：预制安装井：采用Φ800mm预制混凝土井筒，井底设100mm碎石垫层传感器布设：多参数探头距井底500mm，与水流方向成45°角，避免气泡干扰自动清洗：配置超声波清洗装置，每日自动清洗1次，确保监测精度4.2通信网络施工4.2.1无线传输网络采用混合组网方案：关键监测点采用4G/5G传输，配置双SIM卡冗余次要监测点采用NB-IoT传输，信号强度需≥-85dBm安装信号增强器8台，覆盖信号盲区4.2.2光纤敷设施工实施顶管非开挖工艺：路径规划：沿乐昌大道、解放路等主干道，采用GPS定位划定路由管道敷设：采用Φ110mmHDPE管，埋深≥0.8m，曲率半径≥12m熔接测试：光纤熔接损耗≤0.08dB/点，OTDR测试全程损耗≤0.5dB4.3平台系统部署4.3.1硬件部署服务器配置：应用服务器：2台华为RH2288HV5，配置2×IntelXeonGold6248处理器数据库服务器：2台华为RH5885HV5，采用OracleRAC集群存储设备：华为OceanStor5500V5，容量100TB，RAID5配置4.3.2软件实施分阶段开发部署：基础平台开发（20天）：完成数据采集接口、数据库及GIS引擎搭建功能模块开发（30天）：实现监测看板、预警管理等核心功能系统集成测试（15天）：开展压力测试（并发用户≥500）、安全测试及兼容性测试五、质量控制与安全管理5.1质量控制体系建立"三检制"质量管控流程：自检：施工班组每日对工序质量进行检查，填写《质量自检记录表》互检：作业队之间进行交叉检查，重点检查传感器安装精度与接线质量专检：质量工程师对关键工序进行旁站监督，留存影像资料5.2关键质量控制点控制项目控制标准检验方法检验频率传感器安装垂直度≤1°，水平偏差≤3mm全站仪测量100%检查线缆接头绝缘电阻≥20MΩ，衰耗≤0.5dB兆欧表测试每批次抽检30%数据传输丢包率≤1%，时延≤5s网络测试仪连续测试24小时系统响应预警触发时间≤30s模拟测试每周1次5.3安全生产管理5.3.1安全防护措施高空作业：设置安全防护网，作业人员佩戴双钩安全带，搭设满堂脚手架地下作业：基坑开挖深度超1.5m时设置边坡支护，配备有毒气体检测仪用电安全：采用TN-S接零保护系统，配电箱安装漏电保护器（动作电流≤30mA）5.3.2应急预案制定专项应急预案：触电事故应急：配备急救箱与AED设备，现场人员培训急救技能设备故障应急：储备10%备用设备，故障响应时间≤2小时恶劣天气应急：暴雨橙色预警时停止室外作业，加固设备防护设施六、系统调试与验收6.1分阶段调试6.1.1单机调试对各类设备进行参数配置与功能测试：雨量计：模拟0-10mm/min降雨强度，验证数据准确性流量计：进行无水调试与通水标定，误差需≤±2%水质仪：使用标准溶液校准，各参数误差在允许范围6.1.2系统联调开展三级联调：区域联调：按东、西、南、北四个片区分别进行数据传输测试功能联调：测试数据采集-传输-存储-分析全流程功能联动联调：验证与排水泵站、气象部门等外部系统的联动效果6.2竣工验收6.2.1验收内容硬件验收：设备安装质量、运行状态及防护措施检查功能验收：系统各项功能指标的实现程度测试性能验收：系统响应时间、数据准确率等性能参数测试文档验收：施工图纸、测试记录等技术资料完整性审查6.2.2验收标准关键验收指标：监测数据准确率≥98%系统平均无故障运行时间≥8760小时/年预警准确率≥95%数据存储时间≥3年七、运维管理与技术培训7.1运维管理方案建立"三位一体"运维体系：日常巡检：每周2次现场巡检，检查设备运行状态与防护情况远程监控：7×24小时远程监测系统运行，响应异常告警定期维护：每季度进行传感器校准、设备清洁及固件升级7.2培训计划开展三级培训：操作培训：对管理人员进行平台操作培训，确保熟练掌握数据查询、预警处理等基本操作维护培训：对技术人员开展设备维护培训，包括故障诊断、传感器校准等技能开发培训：对IT人员进行系统二次开发培训，掌握接口调用、功能扩展方法八、投资估算与效益分析8.1投资构成项目总投资2386万元，其中：硬件设备费：1256万元（占52.6%）软件开发费：580万元（占24.3%）安装工程费：320万元（占13.4%）其他费用：230万元（占9.7%）8.2效益分析8.2.1经济效益内涝损失减少：年均减少内涝灾害损失约800万元运维成本降低：智慧化管理使海绵设施运维成本降低30%水资源节约：年节约自来水用量约150万吨，价值300万元8.2.2环境效益年削减面源污染负荷：COD约25吨、氨氮约3.2吨雨水资源利用量：年收集利用雨水约60万吨城市绿化覆盖率提升：间接促进绿化覆盖率提升至40%8.2.3社会效益提升城市韧性：内涝预警响应时间从2小时缩短至30分钟改善人居环境：城市水环境质量明显提升，黑臭水体基本消除增强公众参与：通过微信公众号向市民推送积水预警信息，提升防灾意识九、保障措施9.1组织保障成立由乐昌市住建局牵头的项目领导小组，建立月度联席会议制度，协调解决施工过程中的重大问题，确保项目按计划推进。9.2技术保障组建由中国市政工程华北设计研究总院专家组成的技术顾问组，提供全过程技术支持，开展关键技术攻关。9.3资金保障采用"政府主导+社会资本参与"的融资模式，设立专项建设资金，确保资金及时足额到位，严格执行资金