大冶市海绵城市智慧监测系统施工方案

大冶市海绵城市智慧监测系统施工方案一、工程概况1.1项目背景大冶市作为湖北省海绵城市建设示范城市，已完成《大冶市城区海绵城市专项规划》编制，明确将刘长席-陈大模、胡东生-余家庄、金墩村-畈口周湾等3个片区作为重点建设区域。为实现海绵城市建设效果的动态评估与智慧化管理，本项目拟构建覆盖城市排水管网、河道水系、公园绿地及道路网络的智慧监测系统，通过实时数据采集与智能分析，提升城市洪涝防治与水资源管理水平。1.2建设目标监测覆盖：实现3个重点片区共计28.5km²范围内海绵设施、排水管网、河湖水系的全面监测数据采集：对降雨量、水位、流量、水质等12项关键指标进行实时监测，数据传输延迟≤5分钟系统集成：构建“感知层-传输层-平台层”三级架构，与现有城市管理平台无缝对接智能预警：建立内涝风险预警模型，实现降雨事件前1小时预警准确率≥90%1.3主要工程量监测类型设备名称数量安装位置示例气象监测六要素气象站8套城市广场、公园制高点流量监测超声波流量计52套排水管网节点、海绵设施出口水位监测投入式水位计36套河道断面、低洼路段水质监测微型水质监测站12套河道入河口、调蓄池出口视频监控高清球机摄像头24套易涝点、关键管网节点数据传输5GRTU终端132套各监测设备点位二、系统总体设计2.1设计依据《海绵城市建设监测标准》（GB/T51345-2025）《大冶市系统化全域推进海绵城市建设示范城市实施方案》《城市排水工程规划规范》（GB50318-2017）《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2025）2.2系统架构2.2.1感知层采用“点-线-面”立体监测网络：点监测：在生物滞留设施、渗透塘等单体海绵设施安装流量传感器（量程0-500m³/h，精度±2%）和水质传感器（监测COD、SS、氨氮等指标）线监测：沿尹家湖、大冶湖等主要河道设置9个监测断面，每个断面布设多普勒流量计（测量范围0.1-10m/s）和多参数水质仪面监测：在3个片区分别布设3套六要素气象站，监测降雨量（分辨率0.1mm）、风速（0-60m/s）、温湿度等参数2.2.2传输层构建双冗余传输网络：主链路：采用5G专网传输，配置工业级路由器（支持边缘计算功能）备用链路：LoRaWAN低功耗广域网，保障在极端天气下的数据回传数据加密：采用AES-256加密算法，确保传输过程数据安全2.2.3平台层开发大冶市海绵城市智慧管控平台，包含：数据中心：采用分布式数据库（MySQL集群），日数据存储量≥10TB功能模块：实时监测、数据分析、预警调度、效果评估四大模块可视化系统：基于GIS地图实现监测点位与数据的三维可视化展示2.3关键技术指标数据采集频率：气象参数1分钟/次，水位流量5分钟/次，水质30分钟/次设备工作环境：-30℃~70℃，湿度≤95%（无凝结）供电方式：优先采用太阳能供电（配置12V/100Ah锂电池），市政管网监测点采用AC220V供电平均无故障时间（MTBF）：≥5000小时三、施工部署3.1施工组织架构项目经理：负责整体协调，持有一级建造师证书技术负责人：高级职称，5年以上智慧水务项目经验施工班组：分为4个专业小组（设备安装组、管线敷设组、调试组、质控组），每组6人3.2施工进度计划阶段起止时间主要工作内容关键节点准备阶段第1-7天技术交底、材料进场检验、施工方案审批材料检验合格率100%管线敷设第8-28天传感器线缆、通信光缆敷设管道埋深≥0.7m设备安装第29-56天传感器、终端设备安装调试设备垂直度偏差≤1°系统联调第57-70天软硬件联调、数据对接数据上传成功率≥99%试运行第71-90天系统稳定性测试、功能优化连续无故障运行30天3.3资源配置主要设备：工程车辆3台（含1台高空作业车）、光纤熔接机2台、便携式水质检测仪1套测量仪器：全站仪（精度2mm+2ppm）、水准仪（DSZ2级）安全防护：绝缘手套、安全帽、反光背心等劳保用品40套四、主要施工工艺4.1传感器安装工艺4.1.1超声波流量计安装管道预处理：选择管径≥DN300的直管段，前后直管段长度分别≥10D和5D（D为管径）采用打磨机清除管道外壁锈迹，露出金属光泽传感器固定：采用V型支架固定传感器探头，耦合剂涂抹厚度0.5-1mm探头间距根据管径计算确定，误差≤±1mm防护措施：安装防水接线盒（IP68防护等级）线缆穿镀锌钢管（Φ20mm）保护，弯曲半径≥15倍管径4.1.2河道水位监测站施工监测井建设：采用Φ1200mm钢筋混凝土井筒，井深超出历史最高水位2m井底设100mm厚碎石垫层，安装钢制爬梯设备安装：投入式水位计采用不锈钢支架固定，传感器距井底≥500mm安装防浪装置，确保水位波动≤±2mm时数据稳定数据舱布置：井顶设置一体化数据舱（尺寸800×600×500mm）内置RTU终端、蓄电池和防雷模块4.2管网施工工艺4.2.1线缆敷设沟槽开挖：采用机械开挖与人工修整结合，沟槽宽度≥0.4m每隔50m设置工作井（尺寸1.2m×0.8m×1.5m）管道敷设：HDPE硅芯管（Φ40mm）采用承插连接，接口处缠防水胶带管道坡度≥0.3%，防止积水回填要求：分层回填，每层厚度≤300mm，采用蛙式打夯机夯实路面恢复采用C30混凝土，抗折强度≥4.5MPa4.2.25G基站配套施工基础浇筑：采用C25混凝土基础（1.2m×1.2m×0.8m）预埋4根M20地脚螺栓，外露长度70mm设备安装：基站天线采用抱杆安装，垂直度偏差≤1°射频单元与天线之间的馈线长度≤30m4.3系统调试流程单点调试：逐台设备加电测试，检查供电电压（12V±0.5V）模拟信号输入测试：采用信号发生器注入标准信号，验证采集精度网络调试：测试5G信号强度（≥-75dBm），LoRaWAN通信距离（≥2km）进行3次断网恢复测试，验证自动重连功能联调测试：模拟降雨事件（通过气象站发送测试指令）验证数据联动：水位超阈值时自动触发视频监控跟踪五、质量控制措施5.1材料质量控制设备进场检验：每批次设备提供出厂合格证、校准证书，按10%比例抽样送检线缆测试：光纤光缆需测试衰减系数（≤0.36dB/km@1310nm）和绝缘电阻（≥100MΩ）材料存储：传感器存放环境温度控制在0-40℃，相对湿度≤70%5.2施工过程控制测量放线：采用双检制，监理工程师复核点位偏差≤50mm焊接质量：钢管焊接采用氩弧焊，焊缝进行100%气密性检测设备校准：流量计安装后进行实流标定，误差超±2%时重新调试5.3验收标准项目允许偏差检验方法气象站安装高度±50mm水准仪测量传感器垂直度≤1°全站仪检查数据传输延迟≤5s专用测试软件系统时钟同步≤10msNTP服务器比对六、安全生产管理6.1安全保障体系三级安全教育：对施工人员进行公司、项目部、班组三级培训，考核合格后方可上岗安全技术交底：每个分项工程施工前进行专项交底，履行签字手续应急预案：编制触电、高处坠落、设备损坏等6项专项应急预案，每季度演练1次6.2专项安全措施有限空间作业：井下作业前进行气体检测（氧气≥19.5%，可燃气体≤0.5%），配备四合一气体检测仪和强制通风设备高处作业：2m以上作业设置安全绳，使用登高平台（护栏高度≥1.2m）用电安全：采用TN-S接零保护系统，配电箱安装剩余电流保护器（动作电流≤30mA）6.3文明施工要求现场管理：材料堆放整齐，设置防雨棚和标识牌（尺寸300×200mm）噪声控制：夜间施工（22:00-6:00）噪声≤55dB，采用低噪声设备扬尘防治：土方作业时洒水降尘，PM10浓度控制在0.5mg/m³以下七、系统运维方案7.1日常维护计划每日巡检：远程检查设备在线率（≥98%）和数据完整性每周维护：清洁传感器探头，检查太阳能板表面（透光率≥90%）每月校准：对水质监测仪进行零点校准，误差超限时更换试剂7.2故障处理机制响应时间：一般故障2小时内响应，重大故障（大面积数据中断）30分钟内到场备件管理：建立关键备件库（流量计、水位计等易损件储备量≥10%）维修记录：采用二维码管理，扫码记录维修内容、更换部件、校准数据7.3数据管理数据备份：实时数据进行异地备份（主备数据库同步延迟≤1分钟）数据归档：按月度进行数据归档，保存期限≥5年异常处理：建立数据质量评分模型，对异常值自动标记并触发人工复核八、应急预案8.1设备故障应急处理传感器故障：启用备用传感器，采用人工监测数据填补，24小时内完成维修通信中断：自动切换至备用LoRa链路，同时派遣抢修队排查5G基站平台崩溃：启动备用服务器（RTO≤4小时，RPO≤15分钟）8.2极端天气应对暴雨预警：提前检查设备固定情况，加固易涝点监测设备，确保蓄电池电量≥80%高温天气：对太阳能板采取遮阳措施，防止设备温度超70℃雷击防护：雷雨季节前检测防雷接地电阻（≤10Ω），加装浪涌保护器九、结论与