某水务集团如何通过排水管网监测实现降本增效

В условиях всё более частых экстремальных погодных явлений борьба с городскими затоплениями превратилась в одну из ключевых задач эксплуатации муниципальной инфраструктуры. Недавно завершённый и успешно принятый в эксплуатацию проект интеллектуального мониторинга ливневой и канализационной сети в центральном районе прибрежного южного города КНР, реализованный при глубоком техническом участии компании Ecolor Technology, вступил в стадию полномасштабной эксплуатации. Благодаря высокоточной сборке данных и передовым технологиям Интернета вещей (IoT) система обеспечивает непрерывное, в реальном времени отслеживание состояния подземных сетей водоотведения, предоставляя научно обоснованную и достоверную информационную основу для всей системы противопаводковой защиты и дренажа города.

1. Контекст проекта: устаревшие сети не справляются с вызовами экстремальной погоды

Постоянное население центрального района города превышает 1,5 млн человек; общая протяжённость подземных ливневых и канализационных сетей составляет около 1200 км. Часть трубопроводов была построена по устаревшим нормам, а резкое увеличение частоты кратковременных ливней и других экстремальных погодных явлений в последние годы привело к регулярным внутримуниципальным затоплениям в период паводков.

Согласно статистике местного управления по вопросам городского хозяйства, только в паводковый период 2022 года в этом районе было зафиксировано 14 серьёзных случаев скопления воды на проезжей части, средняя глубина затопления составила 40 см, а максимальное время отвода воды превысило 4 часа — что существенно нарушило транспортное сообщение и повседневную мобильность горожан.

Для кардинального повышения общей устойчивости города к паводкам Управление водных ресурсов совместно с компанией Ecolor Technology запустило программу модернизации под названием «Интеллектуальное водоснабжение и водоотведение: круглосуточный онлайн-мониторинг ливневой и канализационной сети».

2. Технические вызовы: ограничения мониторинга в сложных подземных условиях

Подземная инфраструктура характеризуется исключительной сложностью, что создаёт ряд фундаментальных инженерных и технологических препятствий для масштабного развертывания систем онлайн-мониторинга.

• Экстремальные условия эксплуатации: относительная влажность в канализационных трубах постоянно превышает 95 %, а концентрация коррозионно-активных газов (например, сероводорода) достигает высоких значений. Это предъявляет жёсткие требования к герметичности оборудования.
• Проблемы связи и питания: колодцы часто представляют собой зоны полного отсутствия мобильной связи и доступа к электросети, что делает обеспечение автономного питания и передачи данных главной задачей.
• Гидравлическая нестабильность: чередование малых расходов и полного заполнения труб, а также наличие осадочных отложений и мусора могут перекрывать измерительные элементы стандартных приборов.

3. Технологическое решение: многоканальная сенсорная система и энергоэффективная IoT-архитектура

Для преодоления этих системных ограничений компания Ecolor Technology разработала комплексное техническое решение, основанное на трёх ключевых компонентах: «многоканальный сенсорный сбор данных + вычисления на границе сети (edge computing) + энергоэффективная IoT-инфраструктура».

Кроме того, встроенный модуль edge computing, обученный специализированными алгоритмами, автоматически фильтрует паразитные сигналы, возникающие от плавающих на поверхности воды предметов, тем самым обеспечивая достоверность и точность ключевых параметров — уровня воды и расхода.

4. Реализация: точечный подбор мест установки и трёхмерное размещение оборудования

Полевой этап реализации проекта занял пять месяцев и включал три последовательные стадии: инженерно-геологические изыскания, монтаж оборудования и комплексная наладка. Инженерная команда Ecolor Technology совместно со специалистами муниципального управления провела всесторонний анализ 85 исторически затопляемых участков, 32 гидрологических границ основных зон водоотведения и 15 входных патрубков ключевых насосных станций с последующим гидравлическим моделированием.

В результате на наиболее критичных гидравлических узлах было установлено 150 комплектов онлайн-мониторинга. В ходе монтажа были преодолены трудности деформации старых колодцев и ограниченных временных окон для работ в ночное время. После завершения монтажа все данные были интегрированы в городскую платформу, проведено 30-дневное тестирование и метрологическая калибровка.

5. Результаты: переход к управлению на основе данных и проактивному реагированию

В первый же паводковый сезон после ввода системы в эксплуатацию город столкнулся с экстремальным тайфуном, принёсшим ливневые осадки интенсивностью до 120 мм/час. Именно в этот период система прошла свою первую полноценную проверку в реальных условиях.

Система автоматически перешла в режим повышенной частоты сбора данных — обновление показаний происходило каждые 5 минут. При достижении уровня воды на пересечении двух магистральных дорог 85 % от порогового значения тревоги и одновременном обнаружении аномального снижения скорости потока, система за 40 минут до начала затопления направила предупреждение в Центр управления паводковыми ситуациями.

Благодаря такой точной и своевременной координации уровень затопления на данном участке был сведён к минимуму, что подтверждает высокую эффективность внедрения интеллектуальной системы мониторинга для обеспечения городской безопасности и устойчивости инфраструктуры.