南宁市城市内河管理处内河防汛监测预警系统

文｜ 北京清控人居环境研究院有限公司 佟举钢 曲强 马东

1 系统建设背景和目标

南宁作为第一批海绵城市建设试点城市，根据海绵城市建设评估要求，在城市内河市政管网排放口和内河关键断面设置监测设备，依据监测数据评估海绵城市建设的效果，同时在发生异常时，将预警信息发送给相关区域的市民，有效避免事故发生的生命财产损失。搭建南宁内河相关的海绵城市示范区监控网络，开发南宁市内河防汛监测预警系统，实现南宁市海绵城市建设中内河相关的监测数据采集与管理、评估考核、内涝预警预报、监测数据可视化分析展示，完善已有的河道水情在线监控平台。监测数据可以用于仿真模型，进行内涝预测，为预警和规划管理提供研判依据。有效支持南宁市海绵城市的监测与考核评估工作，提高内河的运行监管能力。

2 系统设计及主要功能

2.1 系统总体结构

内河防汛监测预警系统的总体结构组成应包括三部分内容，如1图所示。

图1 系统总体结构图

图2 数据采集与管理业务流程图

2.2 系统设计及主要功能

根据南宁市海绵城市的试点建设工作需求，开发可用于海绵城市建设中内河相关的监测数据采集与管理、河道水位与流量预警分析、监测数据可视化分析展示、考核指标核算等功能模块的专业子系统。

2.2.1 监测数据采集与管理功能模块

图3 河道水量预警分析业务流程图

该功能模块设计为Windows服务，监听服务端口，接收上传的所有监测数据，通过云端服务器解码并存储到数据库中；在接收数据的同时简单的分析和必要的统计进行数据诊断，数据异常系统将提醒工作人员，便于及时的发现监测设备出现的问题。

数据采集与管理业务流程如图2所示。

2.2.2 河道水量预警预报分析功能模块

该模块通过全方位管理监测设备，及时的探测到内河监测点位液位变化情况，有效地辨识液位正常、预警、报警以及溢流的发生，预警分析业务流程如图3所示。

图4 在线监测数据展示界面

图5 场次降雨达标率评估界面示例图

2.2.3 监测数据可视化展示功能模块

通过地图、曲线、表格等方式直观显示在线监测数据，包液位、流量、流速和雨量等信息。通过该系统可实时监控各内河站点的运行及管理现状，调阅各监控点水文信息，查看图文一体化的统计结果等功能。

2.2.4 海绵城市考核指标核算功能模块

通过监测数据实现年径流总量控制率考核评估、城市面源污染控制考核评估、内涝灾害考核评估功能，对海绵城市建设情况进行评估分析。

2.2.5 与信息指挥系统集成

开发相应的数据接口，将该子系统集成到南宁市内河防汛信息指挥中心中，方便子系统水量和水质的相关监测数据的及时调用、查询和统计分析，完善内河水情管理平台。

3 监测方案设计

3.1 监测实施技术路线

监测实施技术路线一般可分为选择监测区/段、选择监测点和设备安装三个阶段。

3.2 监测布点方案

3.2.1 市政管道排放口监测布点方案

根据对南宁市直排口数据进行统计，南宁市海绵城市示范区共113个直排口，其中18个污水口，50个雨污合流直排口、45个雨水口。由于大型排放口水量大，会给内河的水环境造成极大影响，所以选取大型重要的排放口进行液位、流量和水质的监测。雨季水质的监测。

图6 排口监测点分布图

图7 内河监测区域分布图

市政管道排放口监测点分布图如图6。其中红色点为污水排口，紫色点为雨污合流排口，蓝色点为雨水排口。

3.2.2 水体监测布点方案

根据城市河道系统结构图，在该区域布置2个雨量计，11个流量计，11个液位计。其中北部与南部各布置1个雨量计，用于雨量采集。

通过购买第三方服务方式，在示范区三个主要湖泊和主要河流进出示范区断面设置7处水质人工采样点（采样点位置见图7红点），每月采一次，连续一年，共采样12次，化验29项地表水指标，获取示范区地表水质量数据，化验水质指标数量为7×12×29=2436个。

4 系统建设意义

通过建立南宁市海绵城市内河防汛监测预警系统的数字化模式，能够实时监测水情，实现量化、直观的水情监测平台，增强科学化管理手段，实现南宁市内河防汛工作的数据化管理、生产运行状态的在线监测、业务管理的流程化精细化。通过监测设备的合理部署，选取适合的监测参数进行监测，并对数据进行统计分析，实现了以下目标：

（1）对城市管道重要排放口以及河道上中下游的断面采集流量雨量水质监测数据，获取海绵城市示范区城市管道排放口以及河道运行规律，掌握流量来源，结合雨季测流数据以及雨量数据进行河道运行状况诊断。

（2）根据运行监测数据，对南宁海绵城市建设后的成果进行全面的评估，城市内河在海绵城市建设后的效果影响和改善程度进行评估。

（3）通过部署的在线智能监测设备，能够快捷地辅助海绵城市设施、河道、内河运营部门日常工作，提高运营管理水平，为排水系统运行规律分析、预警报警、异常情况提供分析数据。

表1 监测点综合统计表