南寧市城市內河管理處內河防汛監測預警系統

文｜ 北京清控人居環境研究院有限公司 佟舉鋼 曲強 馬東

1 系統建設背景和目標

南寧作為第一批海綿城市建設試點城市，根據海綿城市建設評估要求，在城市內河市政管網排放口和內河關鍵斷面設置監測設備，依據監測數據評估海綿城市建設的效果，同時在發生異常時，將預警信息發送給相關區域的市民，有效避免事故發生的生命財產損失。搭建南寧內河相關的海綿城市示范區監控網絡，開發南寧市內河防汛監測預警系統，實現南寧市海綿城市建設中內河相關的監測數據采集與管理、評估考核、內澇預警預報、監測數據可視化分析展示，完善已有的河道水情在線監控平臺。監測數據可以用于仿真模型，進行內澇預測，為預警和規劃管理提供研判依據。有效支持南寧市海綿城市的監測與考核評估工作，提高內河的運行監管能力。

2 系統設計及主要功能

2.1 系統總體結構

內河防汛監測預警系統的總體結構組成應包括三部分內容，如1圖所示。

圖1 系統總體結構圖

圖2 數據采集與管理業務流程圖

2.2 系統設計及主要功能

根據南寧市海綿城市的試點建設工作需求，開發可用于海綿城市建設中內河相關的監測數據采集與管理、河道水位與流量預警分析、監測數據可視化分析展示、考核指標核算等功能模塊的專業子系統。

2.2.1 監測數據采集與管理功能模塊

圖3 河道水量預警分析業務流程圖

該功能模塊設計為Windows服務，監聽服務端口，接收上傳的所有監測數據，通過云端服務器解碼并存儲到數據庫中；在接收數據的同時簡單的分析和必要的統計進行數據診斷，數據異常系統將提醒工作人員，便于及時的發現監測設備出現的問題。

數據采集與管理業務流程如圖2所示。

2.2.2 河道水量預警預報分析功能模塊

該模塊通過全方位管理監測設備，及時的探測到內河監測點位液位變化情況，有效地辨識液位正常、預警、報警以及溢流的發生，預警分析業務流程如圖3所示。

圖4 在線監測數據展示界面

圖5 場次降雨達標率評估界面示例圖

2.2.3 監測數據可視化展示功能模塊

通過地圖、曲線、表格等方式直觀顯示在線監測數據，包液位、流量、流速和雨量等信息。通過該系統可實時監控各內河站點的運行及管理現狀，調閱各監控點水文信息，查看圖文一體化的統計結果等功能。

2.2.4 海綿城市考核指標核算功能模塊

通過監測數據實現年徑流總量控制率考核評估、城市面源污染控制考核評估、內澇災害考核評估功能，對海綿城市建設情況進行評估分析。

2.2.5 與信息指揮系統集成

開發相應的數據接口，將該子系統集成到南寧市內河防汛信息指揮中心中，方便子系統水量和水質的相關監測數據的及時調用、查詢和統計分析，完善內河水情管理平臺。

3 監測方案設計

3.1 監測實施技術路線

監測實施技術路線一般可分為選擇監測區/段、選擇監測點和設備安裝三個階段。

3.2 監測布點方案

3.2.1 市政管道排放口監測布點方案

根據對南寧市直排口數據進行統計，南寧市海綿城市示范區共113個直排口，其中18個污水口，50個雨污合流直排口、45個雨水口。由于大型排放口水量大，會給內河的水環境造成極大影響，所以選取大型重要的排放口進行液位、流量和水質的監測。雨季水質的監測。

圖6 排口監測點分布圖

圖7 內河監測區域分布圖

市政管道排放口監測點分布圖如圖6。其中紅色點為污水排口，紫色點為雨污合流排口，藍色點為雨水排口。

3.2.2 水體監測布點方案

根據城市河道系統結構圖，在該區域布置2個雨量計，11個流量計，11個液位計。其中北部與南部各布置1個雨量計，用于雨量采集。

通過購買第三方服務方式，在示范區三個主要湖泊和主要河流進出示范區斷面設置7處水質人工采樣點（采樣點位置見圖7紅點），每月采一次，連續一年，共采樣12次，化驗29項地表水指標，獲取示范區地表水質量數據，化驗水質指標數量為7×12×29=2436個。

4 系統建設意義

通過建立南寧市海綿城市內河防汛監測預警系統的數字化模式，能夠實時監測水情，實現量化、直觀的水情監測平臺，增強科學化管理手段，實現南寧市內河防汛工作的數據化管理、生產運行狀態的在線監測、業務管理的流程化精細化。通過監測設備的合理部署，選取適合的監測參數進行監測，并對數據進行統計分析，實現了以下目標：

（1）對城市管道重要排放口以及河道上中下游的斷面采集流量雨量水質監測數據，獲取海綿城市示范區城市管道排放口以及河道運行規律，掌握流量來源，結合雨季測流數據以及雨量數據進行河道運行狀況診斷。

（2）根據運行監測數據，對南寧海綿城市建設后的成果進行全面的評估，城市內河在海綿城市建設后的效果影響和改善程度進行評估。

（3）通過部署的在線智能監測設備，能夠快捷地輔助海綿城市設施、河道、內河運營部門日常工作，提高運營管理水平，為排水系統運行規律分析、預警報警、異常情況提供分析數據。

表1 監測點綜合統計表