江苏省城市生命线安全工程供水智慧监测技术指南

江苏省城市生命线安全工程供水智慧监测技术指南1范围本指南规定了江苏省城市生命线安全工程供水系统智慧监测的术语定义、监测体系架构、监测点位布设、监测设备技术要求、数据传输与存储、监测平台功能要求、运行维护管理、安全保障要求，适用于江苏省行政区域内城镇供水系统（含公共供水、自建设施供水）智慧监测系统的规划、建设、运行与维护，是供水主管部门开展城市生命线安全工程供水监测体系建设、验收与监管的技术依据。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》GB50013-2018《室外给水设计标准》CJJ207-2013《城镇供水管网漏损控制及评定标准》HJ91.1《污水监测规范第1部分：样品的采集、保存和管理》GB/T51187-2016《城市排水工程规划规范》CJ/T539-2019《饮用水水质在线监测仪》GB/T30976.1-2014《工业控制系统信息安全第1部分：评估规范》JGJ140-2004《给水排水管道结构设计规范》3术语与定义3.1城市生命线供水系统指保障城镇生产生活、公共服务正常运行的供水基础设施体系，包含取水口、原水输水管道、净水厂、出厂输水干管、城镇供水管网、二次供水设施及附属调蓄设施。3.2智慧监测通过物联网传感、大数据、通信技术，对供水系统运行状态、水质、压力、流量等参数进行实时采集、传输、分析、预警的智能化监测技术体系。3.3风险阈值根据供水安全运行要求设定的监测参数临界值，超出该值即触发风险预警，分为预警阈值、报警阈值两级。3.4供水管网漏损指供水过程中因管道破裂、接口泄漏、阀门泄漏等原因造成的水量流失。4监测体系架构江苏省城市生命线供水智慧监测体系采用“感知层-传输层-平台层-应用层”四级架构：1.感知层：由分布在供水系统各环节的各类监测终端组成，负责采集水质、压力、流量、液位、视频、结构形变等原始监测数据，支持主动上传与指令触发采集两种模式。2.传输层：依托运营商5G/4G移动网络、光纤专网、NB-IoT窄带物联网构建多链路传输网络，满足不同监测点位的传输带宽、功耗需求，保障数据传输的实时性与可靠性。3.平台层：对接江苏省城市生命线安全工程运行监测平台，以及地方供水企业现有SCADA系统、生产调度系统，实现数据汇聚、清洗、存储、计算，为上层应用提供支撑。4.应用层：面向供水主管部门、供水企业提供水质安全预警、管网压力异常预警、漏损监测分析、设施运行风险预警、应急调度辅助决策等功能服务。5监测点位布设5.1原水系统监测点位布设1.长江、太湖、淮河等主要流域地表水取水口：必须设置1个综合性监测断面，布设pH、浊度、CODmn、氨氮、总磷、总氮、蓝藻密度监测点，取水口日均供水量≥10万m³的，增加挥发性有机物（VOCs）、生物毒性监测点位；2.地下水取水口：每处取水口布设1个监测点，监测pH、浊度、硬度、硝酸盐氮、总溶解性固体（TDS）参数；3.原水输水管道：管径DN≥1200的原水输水管道，每5km布设1个压力监测点，交汇节点、倒虹管进出口各增设1个压力监测点；穿越人口密集区、重要交通干线的管段，在穿越段两端增设压力监测点。5.2水厂出水监测点位布设1.净水厂出厂水总管：每个出厂总管必须布设1组在线监测点，监测参数包含pH、浊度、余氯（总氯）、电导率、CODmn、菌落总数（试点）；日均供水规模≥10万m³的水厂，增加色度、UV254、高锰酸盐指数、蓝绿藻监测；2.水厂沉淀池出水、滤池出水：每个出水廊道布设1个浊度、余氯监测点，实现过滤工序水质实时管控；3.清水池：每个清水池布设1个液位、余氯监测点，水厂调蓄总容积≥1万m³的，增加水位异常变化监测预警设备。5.3市政供水管网监测点位布设1.压力监测点：按照“节点全覆盖、密度适配供水规模”原则，中心城区供水管网压力监测点密度不低于1点/10km²，县级城镇不低于1点/15km²；供水干管（DN≥800）交汇处、市政供水管网末梢、二次供水进水干管处必须布设压力监测点；老旧管网改造片区、漏损高发片区密度提高至1点/2km²；江苏省要求到2025年，江苏省设区市建成区市政供水管网压力监测点覆盖率达到100%，县级市达到85%以上。2.流量监测点：DN≥800供水干管每10km布设1个流量监测点；行政区边界供水干管、组团供水干管入口必须布设流量监测点；用于分区计量的DMA（独立计量分区），每个分区进、出口必须布设流量监测点，江苏省要求规模5万人以上的供水分区必须100%完成流量监测布设。3.水质监测点：供水干管（DN≥800）每10km布设1个水质监测点，监测参数为浊度、余氯、pH；人口密集区、老旧管网片区、二次污染高发区域密度提高至1点/5km²；发生过供水水质突发事件的区域，必须增设特征污染物监测点。4.管道结构监测点：穿越长江、湖泊等大型水体的水下供水管段，DN≥1000、服役年限超过30年的埋地干管，位于滑坡、地面沉降区域的供水管段，每200m布设1个管道形变、位移监测点，管道接口处必须增设监测点。5.4二次供水设施监测点位布设1.新建二次供水设施：每座变频调速柜出口布设压力监测点，每座生活水箱布设液位、余氯、浊度监测点，蓄水池出入口增设流量监测点；2.已建成二次供水设施：服务人口超过1000人的二次供水设施必须完成压力、液位、余氯监测布设，服务人口超过5000人的增加浊度监测点；江苏省要求到2024年底，全省居民二次供水设施监测覆盖率达到90%以上。5.5关键附属设施监测点位布设1.大型调蓄水厂（调节容积≥5万m³）、加压泵站：进出口布设压力、流量监测点，泵房布设液位、积水监测点，关键机组布设振动、温度监测点；2.阀门井：DN≥1200的控制阀门井，位于低洼地带的必须布设水位监测点，用于分区控制的大口径阀门增设阀门开启状态监测设备。6监测设备技术要求6.1共性技术要求1.设备防护等级：户外露天安装设备不低于IP67，井下安装设备不低于IP68，泵房内安装设备不低于IP65，满足江苏梅雨季节高湿度、夏季高温、冬季低温（最低-10℃）的环境要求；2.供电要求：接入市政电网监测设备备用电源续航不低于72小时，电池供电的低功耗设备续航不低于5年；3.数据精度：压力监测误差≤±0.5%FS，流量监测误差≤±2%，浊度监测误差≤±5%FS，余氯监测误差≤±0.05mg/L，满足国家计量检定规程要求，每年至少开展1次计量校准。6.2各类监测设备具体参数要求1.压力监测设备：测量范围满足监测点最大压力的1.2倍，一般市政管网监测选用0~0.6MPa量程，出厂水监测选用0~1.0MPa量程；采样频率不低于1次/分钟，异常工况下自动提高至1次/10秒；2.流量监测设备：大口径（DN≥800）干管优先选用电磁流量计或者超声波流量计，精度等级不低于1.0级；DMA分区小口径管道可选用智能远传水表，精度等级不低于2级；采样频率不低于1次/10分钟，日累计流量数据误差不超过±3%；3.水质监测设备：浊度：测量范围0~100NTU，检测下限≤0.1NTU，符合CJ/T539-2019要求；余氯：测量范围0~5mg/L，检测下限≤0.02mg/L，适用于生活饮用水游离余氯、总氯检测；pH：测量范围4~10，测量误差≤±0.1pH；原水特征污染物监测设备：生物毒性检测仪检测范围为0~100%抑制率，响应时间≤30分钟，挥发性有机物检测仪能够定量检测苯系物、卤代烃等10种以上常见特征污染物，检出限低于GB5749-2022规定限值的1/2；4.结构监测设备：管道形变监测选用倾角传感器或者分布式光纤传感器，位移测量精度≤±1mm，采样频率不低于1次/小时；地面沉降监测可选用GNSS接收机，平面精度≤±2.5mm，高程精度≤±5mm；5.视频监测设备：取水口、泵站、重要阀门井等关键点位布设的视频监测设备，分辨率不低于1080P，支持红外夜视、异常行为识别，具备越界、聚集、水位异常入侵告警功能。7数据传输与存储7.1数据传输要求1.传输协议：统一采用MQTT协议或者HTTP/HTTPS协议，对接江苏省城市生命线安全工程数据标准，数据格式符合《江苏省城市生命线安全工程数据共享规范》要求；2.传输频次：常规监测参数传输频次不低于1次/5分钟，预警触发后传输频次提高至1次/1分钟；结构形变、水位等缓变参数传输频次不低于1次/小时；3.传输可靠性：数据传输成功率不低于99%，具备断点续传功能，离线存储容量不低于7天数据，网络恢复后自动补传；采用加密传输，保障数据传输过程不被篡改、窃取。7.2数据存储要求1.原始监测数据：保存周期不低于3年，汇总统计数据永久保存；2.预警告警数据：预警事件记录、处置记录永久保存；3.存储架构：采用云边协同存储架构，边缘端存储7天原始数据，区域平台存储全量数据，同步推送至省级城市生命线平台；4.数据质量要求：监测数据完整率不低于98%，异常数据识别率不低于95%，错误数据标注率达到100%。8监测平台功能要求8.1基础数据管理功能1.集成供水系统地理信息数据，包含管线位置、管径、材质、铺设年代、设施权属等基础属性，支持多源数据导入、编辑、更新，支持与江苏省城市地理信息公共服务平台对接；2.建立监测设备台账，包含设备型号、安装位置、校准时间、维护记录、运行状态等信息，支持设备状态实时展示，到期校准、到期维护自动提醒；3.统一管理风险阈值，支持分区域、分点位分级设置阈值，可根据运行情况动态调整。8.2实时监测展示功能1.采用GIS一张图展示所有监测点位分布、实时参数、运行状态，异常点位自动标红闪烁，支持缩放、查询、统计分析；2.支持按行政区域、供水环节、风险等级分类展示监测数据，可生成实时日报、周报、月报，支持导出打印；3.对接视频监控系统，实现监测异常自动弹窗调取对应点位监控视频，支持远程查看实况。8.3风险预警与处置功能1.分级预警机制：监测参数超出预警阈值触发蓝色预警，超出报警阈值触发橙色红色预警，预警信息自动推送至属地供水企业负责人、供水主管部门监管人员，推送方式包含短信、APP推送、平台弹窗；2.异常识别算法：集成基于机器学习的异常识别模型，能够识别压力骤降、水质突变、流量异常波动等隐性风险，误报率不高于10%；漏损预警准确率不低于85%；3.处置流程闭环：支持预警接单、现场核实、处置、销账全流程记录管理，实现“监测-预警-处置-反馈”闭环管理，处置超时自动升级提醒。8.4专项分析功能1.水质安全分析：支持水质参数趋势分析、空间分布分析，超标溯源追踪，能够统计不同区域水质达标率，自动生成水质分析报告；按GB5749-2022要求，水质综合达标率计算精度误差≤±0.5%；2.漏损分析评估：结合DMA分区流量、压力数据，计算管网漏损率、最小夜间流量，自动识别漏损高风险区域，定位漏点范围误差不超过50m；支持对管网漏损控制效果进行评估，符合CJJ207-2013评定要求；3.管网运行分析：分析管网压力分布规律，识别低压区、高压区，为管网优化调度提供依据；对老旧管道、高风险管段运行风险进行统计评估，生成管道改造优先级建议；4.应急辅助决策：发生供水突发事件时，自动生成关阀方案、应急调度方案，预估受影响区域、受影响人口，为应急处置提供支撑。8.5数据共享对接功能按照江苏省城市生命线安全工程数据共享要求，将供水监测数据、预警数据实时推送至省级运行监测平台，支持对接地方供水企业现有SCADA系统、营业收费系统，实现数据双向共享，不要求企业重复建设系统。9运行维护管理9.1责任分工1.供水企业是供水智慧监测系统运行维护的责任主体，设立专门运维机构，配备专职运维人员，按照每500个监测点配备不少于1名专职运维人员的标准配置；2.县级以上供水主管部门负责本行政区域内供水智慧监测系统运维工作的监督考核，每季度开展一次运维质量抽查。9.2日常运维要求1.现场巡检：户外布设设备每季度巡检1次，井下、二次供水设施内设备每半年巡检1次，重点风险区域设备每月巡检1次；巡检内容包含设备外观、供电情况、通信情况、周边环境，发现积水、遮挡、设备损坏及时处置；2.校准维护：水质监测设备每月进行1次人工比对校验，每季度进行1次现场清洗校准，每年送法定计量机构检定1次；压力、流量监测设备每12个月检定校准1次；3.故障处置：设备发生故障后，运维人员必须在24小时内到达现场处置，一般故障48小时内修复，硬件损坏72小时内完成更换，故障超过7天必须记录原因并上报属地供水主管部门；4.数据运维：每月开展一次数据质量核查，清理无效数据、修正错误数据，保障数据完整率、准确率符合要求。9.3运维考核指标1.监测设备在线率≥95%，在线率计算公式：（统计周期内总时长-设备离线时长）/统计周期内总时长×100%；2.数据准确率≥98%，数据准确率计算公式：正确数据量/总采集数据量×100%；3.故障修复及时率≥95%，故障修复及时率计算公式：及时修复故障数/总故障数×100%；4.预警处置及时率≥98%。10安全保障要求10.1网络安全1.监测系统网络安全符合GB/T30976.1-2014要求，划分安全区域，部署防火墙、入侵检测系统，实现区域隔离；2.终端设备接入平台必须进行身份认证，采用国密算法进行加密，未授权设备禁止接入；3.定期开展网络安全漏洞扫描，每半年开展一次渗透测试，及时修复漏洞；4.关键节点采用双