某水务集团如何通过多普勒流量计实现降本增效：非接触式监测工程实践
在城市排水系统精细化监测需求持续增长的背景下，易彩科技参与实施了一项非接触式多普勒流量监测项目。该项目围绕复杂排水工况下的流速、水位、流量及现场图像采集需求，构建了集非接触测量、视频复核与数据远传于一体的工程应用方案，为排水管网运行评估和防汛调度提供了连续数据支撑。
项目背景：合流制干管的监测难题
项目位于某市中心城区合流制排水干管关键节点，服务范围约18.6平方公里。该干管主干段管径为DN1800，旱季流量约为0.18至0.35立方米/秒，降雨高峰期瞬时流量可达2.6立方米/秒。由于管道长期处于非满管状态，且存在淤积、漂浮物、油污和来水波动等情况，原有接触式流量测量设备维护频繁，数据连续性不足，难以满足调度管理要求。
四大技术难点
- 水位变幅大：运行水位在0.20米至3.65米之间变化，需兼顾低水位和高水位工况。
- 流速跨度明显：旱季表面流速低至0.04米/秒，雨季可达3.20米/秒，对低流速识别能力提出极高要求。
- 施工条件受限：检查井井深约6.5米，不具备断流施工条件，安装需避免影响正常排水。
- 环境复杂：排水现场易出现漂浮物聚集、溢流风险和异常排放，单纯依靠流量数据难以完整判断运行状态。
解决方案：易彩科技非接触式多普勒监测站
针对上述问题，项目采用易彩科技非接触式多普勒流量监测站。系统由以下核心组件构成：
- ● 24GHz多普勒表面流速单元：非接触测量水面表面流速，量程0.03至8.00米/秒，分辨率0.01米/秒。
- ● 雷达水位单元：量程0至5米，测量精度±0.01米。
- ● 边缘计算网关：结合断面尺寸、水位变化与流速修正系数，按流速面积法计算瞬时流量和累计流量。
- ● 集成摄像单元：配置200万像素星光级摄像机，用于图像留证、水面异常识别和运行状态复核。
精准实施与率定
在实施过程中，项目团队优先选择流态相对稳定的直管段，安装位置前后保留不少于5倍管径的稳流距离，避免弯道回流和跌水干扰。设备通过井口横臂支架安装，雷达流速模块俯视角度设置为约25度，摄像模块同步覆盖测量水面区域。
“现场录入断面宽度、管底高程、坡度及历史运行水位等参数，并将采样间隔设置为1分钟，平台端按15分钟生成平均数据，以兼顾实时性和稳定性。”
系统投运前，项目方组织了三次现场率定。在旱季低流速、降雨初期和降雨峰值三类工况下，技术人员采用移动ADCP和人工流速仪进行同步比对，并根据断面流态修正表面流速系数，修正系数范围为0.85至0.92。同时，视频模块完成夜间补光调试和异常事件识别规则配置，重点识别漂浮物聚集、水位快速上涨、排口异常出水等场景。
运行成效：数据准确与维护减负
高精度数据表现
自2025年4月投运至10月，系统连续运行6个月，累计采集有效数据41,280组，数据有效采集率为99.2%。
- • 流量平均相对偏差：4.2%（最大6.8%，满足±8%要求）
- • 水位测量偏差：±0.01米以内
- • 低流速稳定识别：0.05米/秒左右表面流速变化
运维效率显著提升
视频联动功能在运行中发挥了关键辅助判断作用。
- • 累计触发异常事件记录：17次（漂浮物9次、溢流风险5次、异常排放3次）
- • 从数据异常到平台提示平均用时：约28分钟
- • 维护周期：由每周1次调整为每月1次
- • 维护工作量下降：约60%
该项目运行结果表明，在排水管网非满管、高波动、多杂质等复杂环境中，非接触式多普勒流量监测能够同步获取流速、水位和现场图像信息，提升流量数据的可追溯性和运行监测的完整性。对于城市排水干管、泵站前池、雨水排口等场景，该类方案可为管网负荷评估、溢流预警和精细化调度提供基础数据支持。
