樂昌市海綿城市智慧監(jiān)測系統(tǒng)施工方案一、工程概況1.1項目背景與目標(biāo)樂昌市作為粵北地區(qū)重要生態(tài)節(jié)點城市，為響應(yīng)國家"十四五"海綿城市建設(shè)要求，針對城市內(nèi)澇治理、雨水資源利用及水環(huán)境改善需求，實施海綿城市智慧監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。項目覆蓋樂昌市中心城區(qū)20平方公里范圍，重點監(jiān)測5個易澇片區(qū)、12處海綿設(shè)施集群及3條主要河道，通過構(gòu)建"監(jiān)測-預(yù)警-評估-優(yōu)化"全流程智慧管理體系，實現(xiàn)2025年城市建成區(qū)20%以上面積達(dá)到海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，雨水資源利用率提升至40%，內(nèi)澇預(yù)警響應(yīng)時間縮短至30分鐘以內(nèi)。1.2主要建設(shè)內(nèi)容本工程包括三大系統(tǒng)建設(shè)：感知層建設(shè)：布設(shè)238套監(jiān)測設(shè)備，含翻斗式雨量計52臺、雷達(dá)流量計38套、液位傳感器86個、多參數(shù)水質(zhì)儀22臺及AI圖像識別設(shè)備40套傳輸層建設(shè)：搭建基于4G/5G+NB-IoT的混合通信網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)12個邊緣計算節(jié)點應(yīng)用層建設(shè)：開發(fā)海綿城市綜合管理平臺，包含數(shù)據(jù)可視化、智能預(yù)警、效能評估等6大功能模塊1.3工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工嚴(yán)格遵循《海綿城市建設(shè)評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51345-2018）、《城市排水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（CJ/T221-2011）及《智慧水務(wù)信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)，所有監(jiān)測設(shè)備精度需滿足：雨量監(jiān)測±0.2mm、水位監(jiān)測±0.5%FS、水質(zhì)監(jiān)測±5%COD的要求，系統(tǒng)整體響應(yīng)時間≤15分鐘。二、系統(tǒng)總體設(shè)計2.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計采用"云-邊-端"三層架構(gòu)：終端感知層：在城市道路、公園綠地、河道水系等區(qū)域布設(shè)多類型傳感器，實現(xiàn)降雨、積水、水質(zhì)、土壤墑情等參數(shù)的實時采集邊緣計算層：在樂昌大道、人民公園等關(guān)鍵區(qū)域設(shè)置邊緣計算節(jié)點，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行本地化預(yù)處理，過濾無效數(shù)據(jù)并實現(xiàn)毫秒級預(yù)警響應(yīng)云端應(yīng)用層：部署于樂昌市政務(wù)云平臺，通過大數(shù)據(jù)分析與AI模型構(gòu)建，提供全維度數(shù)據(jù)可視化、趨勢預(yù)測及決策支持2.2監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局根據(jù)樂昌市地形地貌與海綿設(shè)施分布特點，采用"網(wǎng)格+重點"布點原則：氣象監(jiān)測網(wǎng)：按2km×2km網(wǎng)格密度布設(shè)雨量計，重點區(qū)域加密至500m間隔，覆蓋城市建成區(qū)及周邊匯水區(qū)水文監(jiān)測網(wǎng)：在武江、樂江等河道設(shè)置9個水文站，監(jiān)測流量、水位及水質(zhì)參數(shù)；在市政管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點安裝42套流量監(jiān)測設(shè)備設(shè)施監(jiān)測網(wǎng)：對雨水花園、調(diào)蓄池等86處海綿設(shè)施，分別布設(shè)液位計、土壤濕度傳感器及圖像采集設(shè)備內(nèi)澇監(jiān)測網(wǎng)：在樂昌火車站、解放路等歷史內(nèi)澇點設(shè)置32套視頻監(jiān)測終端，實現(xiàn)積水深度與漫流范圍的智能識別2.3系統(tǒng)功能設(shè)計2.3.1數(shù)據(jù)采集功能支持多協(xié)議數(shù)據(jù)接入，包括Modbus、LoRaWAN、NB-IoT等通信方式，采集頻率可動態(tài)調(diào)整：常規(guī)狀態(tài)：5-15分鐘/次降雨狀態(tài)：1-5分鐘/次預(yù)警狀態(tài)：30秒-1分鐘/次2.3.2智能預(yù)警功能設(shè)置三級預(yù)警機(jī)制：藍(lán)色預(yù)警：積水深度達(dá)15cm或降雨量超50mm/24h，系統(tǒng)自動推送預(yù)警信息至管理人員黃色預(yù)警：積水深度達(dá)30cm且上漲速率超5cm/h，啟動區(qū)域交通管制建議紅色預(yù)警：積水深度超50cm或河道水位達(dá)警戒水位，聯(lián)動排水泵站與應(yīng)急指揮系統(tǒng)2.3.3效能評估功能構(gòu)建多維評估模型：水文調(diào)節(jié)評估：統(tǒng)計徑流量削減率、雨水資源利用率等指標(biāo)設(shè)施效能評估：分析調(diào)蓄池周轉(zhuǎn)率、透水鋪裝滲透系數(shù)變化趨勢綜合效益評估：計算內(nèi)澇災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失減少量、水質(zhì)改善程度等三、施工總體部署3.1施工組織架構(gòu)成立項目經(jīng)理部，設(shè)置5個專業(yè)工作組：技術(shù)組：負(fù)責(zé)施工方案編制、技術(shù)交底及難題攻關(guān)施工組：分3個作業(yè)班組，分別負(fù)責(zé)設(shè)備安裝、管線敷設(shè)及平臺部署質(zhì)量安全組：實施全過程質(zhì)量監(jiān)督與安全管控物資組：保障設(shè)備材料采購、倉儲與配送協(xié)調(diào)組：負(fù)責(zé)與市政、交管、園林等部門的外部協(xié)調(diào)3.2施工進(jìn)度計劃總工期180天，分四個階段實施：準(zhǔn)備階段（15天）：完成施工圖紙會審、設(shè)備采購及施工方案審批感知層施工（90天）：分區(qū)域開展傳感器安裝與調(diào)試，每周完成25-30個監(jiān)測點位平臺建設(shè)階段（45天）：進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)、硬件部署及網(wǎng)絡(luò)調(diào)試聯(lián)調(diào)與驗收階段（30天）：開展系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、試運(yùn)行及竣工驗收3.3資源配置計劃人力資源：高峰期投入施工人員65人，其中技術(shù)人員12人、安裝技工35人、安全員4人機(jī)械設(shè)備：配置工程車輛5臺、鉆孔機(jī)8臺、熔接機(jī)12套、便攜式調(diào)試設(shè)備15套材料供應(yīng)：建立三級材料庫，主庫設(shè)在樂昌市產(chǎn)業(yè)園，在東區(qū)、西區(qū)設(shè)2個分庫，確保設(shè)備材料48小時內(nèi)送達(dá)現(xiàn)場四、主要施工工藝4.1傳感器安裝施工4.1.1雨量計安裝采用混凝土基礎(chǔ)澆筑工藝：基坑開挖：尺寸500mm×500mm×600mm，采用C25混凝土澆筑，內(nèi)置Φ16mm地腳螺栓設(shè)備安裝：支架垂直度偏差≤1°，高度距地面1.2-1.5m，避開遮擋物校準(zhǔn)調(diào)試：使用標(biāo)準(zhǔn)雨量筒進(jìn)行對比校準(zhǔn)，誤差需≤±0.2mm/24h4.1.2液位傳感器安裝根據(jù)監(jiān)測場景選擇安裝方式：管道式安裝：在雨水管渠DN600以上管道采用法蘭連接，傳感器插入深度為管徑的1/3-1/2池體安裝：調(diào)蓄池內(nèi)采用壁掛式安裝，傳感器距池底300mm，線纜穿Φ50mm保護(hù)管地表安裝：易澇點采用立桿式安裝，傳感器探頭距地面0-500mm可調(diào)節(jié)，防護(hù)等級IP684.1.3水質(zhì)傳感器安裝實施沉水式安裝工藝：預(yù)制安裝井：采用Φ800mm預(yù)制混凝土井筒，井底設(shè)100mm碎石墊層傳感器布設(shè)：多參數(shù)探頭距井底500mm，與水流方向成45°角，避免氣泡干擾自動清洗：配置超聲波清洗裝置，每日自動清洗1次，確保監(jiān)測精度4.2通信網(wǎng)絡(luò)施工4.2.1無線傳輸網(wǎng)絡(luò)采用混合組網(wǎng)方案：關(guān)鍵監(jiān)測點采用4G/5G傳輸，配置雙SIM卡冗余次要監(jiān)測點采用NB-IoT傳輸，信號強(qiáng)度需≥-85dBm安裝信號增強(qiáng)器8臺，覆蓋信號盲區(qū)4.2.2光纖敷設(shè)施工實施頂管非開挖工藝：路徑規(guī)劃：沿樂昌大道、解放路等主干道，采用GPS定位劃定路由管道敷設(shè)：采用Φ110mmHDPE管，埋深≥0.8m，曲率半徑≥12m熔接測試：光纖熔接損耗≤0.08dB/點，OTDR測試全程損耗≤0.5dB4.3平臺系統(tǒng)部署4.3.1硬件部署服務(wù)器配置：應(yīng)用服務(wù)器：2臺華為RH2288HV5，配置2×IntelXeonGold6248處理器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：2臺華為RH5885HV5，采用OracleRAC集群存儲設(shè)備：華為OceanStor5500V5，容量100TB，RAID5配置4.3.2軟件實施分階段開發(fā)部署：基礎(chǔ)平臺開發(fā)（20天）：完成數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)庫及GIS引擎搭建功能模塊開發(fā)（30天）：實現(xiàn)監(jiān)測看板、預(yù)警管理等核心功能系統(tǒng)集成測試（15天）：開展壓力測試（并發(fā)用戶≥500）、安全測試及兼容性測試五、質(zhì)量控制與安全管理5.1質(zhì)量控制體系建立"三檢制"質(zhì)量管控流程：自檢：施工班組每日對工序質(zhì)量進(jìn)行檢查，填寫《質(zhì)量自檢記錄表》互檢：作業(yè)隊之間進(jìn)行交叉檢查，重點檢查傳感器安裝精度與接線質(zhì)量專檢：質(zhì)量工程師對關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站監(jiān)督，留存影像資料5.2關(guān)鍵質(zhì)量控制點控制項目控制標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法檢驗頻率傳感器安裝垂直度≤1°，水平偏差≤3mm全站儀測量100%檢查線纜接頭絕緣電阻≥20MΩ，衰耗≤0.5dB兆歐表測試每批次抽檢30%數(shù)據(jù)傳輸丟包率≤1%，時延≤5s網(wǎng)絡(luò)測試儀連續(xù)測試24小時系統(tǒng)響應(yīng)預(yù)警觸發(fā)時間≤30s模擬測試每周1次5.3安全生產(chǎn)管理5.3.1安全防護(hù)措施高空作業(yè)：設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，搭設(shè)滿堂腳手架地下作業(yè)：基坑開挖深度超1.5m時設(shè)置邊坡支護(hù)，配備有毒氣體檢測儀用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護(hù)器（動作電流≤30mA）5.3.2應(yīng)急預(yù)案制定專項應(yīng)急預(yù)案：觸電事故應(yīng)急：配備急救箱與AED設(shè)備，現(xiàn)場人員培訓(xùn)急救技能設(shè)備故障應(yīng)急：儲備10%備用設(shè)備，故障響應(yīng)時間≤2小時惡劣天氣應(yīng)急：暴雨橙色預(yù)警時停止室外作業(yè)，加固設(shè)備防護(hù)設(shè)施六、系統(tǒng)調(diào)試與驗收6.1分階段調(diào)試6.1.1單機(jī)調(diào)試對各類設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置與功能測試：雨量計：模擬0-10mm/min降雨強(qiáng)度，驗證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性流量計：進(jìn)行無水調(diào)試與通水標(biāo)定，誤差需≤±2%水質(zhì)儀：使用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)，各參數(shù)誤差在允許范圍6.1.2系統(tǒng)聯(lián)調(diào)開展三級聯(lián)調(diào)：區(qū)域聯(lián)調(diào)：按東、西、南、北四個片區(qū)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸測試功能聯(lián)調(diào)：測試數(shù)據(jù)采集-傳輸-存儲-分析全流程功能聯(lián)動聯(lián)調(diào)：驗證與排水泵站、氣象部門等外部系統(tǒng)的聯(lián)動效果6.2竣工驗收6.2.1驗收內(nèi)容硬件驗收：設(shè)備安裝質(zhì)量、運(yùn)行狀態(tài)及防護(hù)措施檢查功能驗收：系統(tǒng)各項功能指標(biāo)的實現(xiàn)程度測試性能驗收：系統(tǒng)響應(yīng)時間、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率等性能參數(shù)測試文檔驗收：施工圖紙、測試記錄等技術(shù)資料完整性審查6.2.2驗收標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵驗收指標(biāo)：監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率≥98%系統(tǒng)平均無故障運(yùn)行時間≥8760小時/年預(yù)警準(zhǔn)確率≥95%數(shù)據(jù)存儲時間≥3年七、運(yùn)維管理與技術(shù)培訓(xùn)7.1運(yùn)維管理方案建立"三位一體"運(yùn)維體系：日常巡檢：每周2次現(xiàn)場巡檢，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與防護(hù)情況遠(yuǎn)程監(jiān)控：7×24小時遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行，響應(yīng)異常告警定期維護(hù)：每季度進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)、設(shè)備清潔及固件升級7.2培訓(xùn)計劃開展三級培訓(xùn)：操作培訓(xùn)：對管理人員進(jìn)行平臺操作培訓(xùn)，確保熟練掌握數(shù)據(jù)查詢、預(yù)警處理等基本操作維護(hù)培訓(xùn)：對技術(shù)人員開展設(shè)備維護(hù)培訓(xùn)，包括故障診斷、傳感器校準(zhǔn)等技能開發(fā)培訓(xùn)：對IT人員進(jìn)行系統(tǒng)二次開發(fā)培訓(xùn)，掌握接口調(diào)用、功能擴(kuò)展方法八、投資估算與效益分析8.1投資構(gòu)成項目總投資2386萬元，其中：硬件設(shè)備費：1256萬元（占52.6%）軟件開發(fā)費：580萬元（占24.3%）安裝工程費：320萬元（占13.4%）其他費用：230萬元（占9.7%）8.2效益分析8.2.1經(jīng)濟(jì)效益內(nèi)澇損失減少：年均減少內(nèi)澇災(zāi)害損失約800萬元運(yùn)維成本降低：智慧化管理使海綿設(shè)施運(yùn)維成本降低30%水資源節(jié)約：年節(jié)約自來水用量約150萬噸，價值300萬元8.2.2環(huán)境效益年削減面源污染負(fù)荷：COD約25噸、氨氮約3.2噸雨水資源利用量：年收集利用雨水約60萬噸城市綠化覆蓋率提升：間接促進(jìn)綠化覆蓋率提升至40%8.2.3社會效益提升城市韌性：內(nèi)澇預(yù)警響應(yīng)時間從2小時縮短至30分鐘改善人居環(huán)境：城市水環(huán)境質(zhì)量明顯提升，黑臭水體基本消除增強(qiáng)公眾參與：通過微信公眾號向市民推送積水預(yù)警信息，提升防災(zāi)意識九、保障措施9.1組織保障成立由樂昌市住建局牽頭的項目領(lǐng)導(dǎo)小組，建立月度聯(lián)席會議制度，協(xié)調(diào)解決施工過程中的重大問題，確保項目按計劃推進(jìn)。9.2技術(shù)保障組建由中國市政工程華北設(shè)計研究總院專家組成的技術(shù)顧問組，提供全過程技術(shù)支持，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。9.3資金保障采用"政府主導(dǎo)+社會資本參與"的融資模式，設(shè)立專項建設(shè)資金，確保資金及時足額到位，嚴(yán)格執(zhí)行資金