【城市内涝】城市内涝原因及内涝防治措施解决方案

2020-04-26 13:46:05 admin 78

1. 城市内涝成因分析

       城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象。由于受全球气候变化影响,暴雨等极端天气降雨强度大、范围集中,加之部分城市排水防涝等基础设施建设滞后、调蓄雨洪和应急管理能力不足,出现了严重的暴雨内涝灾害。主要成因包括:

    l 城市地理位置因素    

    l 城市水文条件被破坏

    l 城市地表水下渗能力低

    l 城市下水道不足

    l 城市的雨岛效应

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城市内涝现场图


2. 城市内涝防治措施

       完善排水应急防治措施体系的建设是城市防灾减灾能力提升的重要环节,通过加强预警预防,基于对内涝问题的及时发现,为民众避灾,工作人员防灾准备争取足够时间,可有效降低内涝问题给城市带来的影响,从而提升城市的宜居性,增加城市竞争力。道路积水监测作为城市内涝防治措施应急体系工作建立的基础,一方面其可以及时发现城区涝点,通过预警系统实现内涝预警,另一方面,通过系统的数据积累可以为未来城市内涝预测以及内涝防治规划提供数据支撑。而建设内涝防治综合监控信息化管理平台,可实现易涝点实时监控展示,并通过相关管理部门,联动开展有效的组织、决策管理防治措施,确保涝时不发生安全事故。


3. 城市内涝防治系统

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城市内涝防治系统架构图


       城市内涝防治系统主要由埋入式积水探测器内涝监测主机、LED发布屏及服务端组成。埋入式积水探测器安装于易涝点路面,可实时采集道路积水水位数据,通过自组网LoRa通信方式将数据上报到内涝监测主机。内涝监测主机通过LoRa通信接收到埋入式积水探测器上报的数据后,再经无线4G通信,将水位数据上报到服务端,领导可通过业务软件及时了解到当前积水情况。 

3.1. 城市内涝监测设备安装

3.1.1、内涝监测主机安装

       内涝监测主机一般采用抱杆或壁挂安装。

       在埋入式积水探测器可视范围内选择合适的位置安装内涝监测主机,为保障通信质量,当积水探测器内涝监测主机的水平距离在100米之内时,建议内涝监测主机安装高度大于水平距离的0.5倍;当积水探测器内涝监测主机的水平距离在50米之内时,建议内涝监测主机安装高度大于水平距离的0.3倍;当积水探测器内涝监测主机的水平距离在20米之内时,建议内涝监测主机安装高度大于水平距离的0.2倍。

    安装时,需安装在阳光可照射的地方,不能有建筑物或树木遮挡,以保障正常充电。注意太阳能板朝南倾斜,水平倾角30度左右。

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3.1.2、埋入式积水探测器安装

       埋入式积水探测器采用路面取孔安装,安装步骤如下:

(1)安装前用内六角螺丝刀打开积水探测器上盖,连接电池连接线,装回上盖,放好密封防水胶圈,锁紧上盖,保证设备密封性。

(2)在低洼易涝点(避免直接靠近路沿及雨水井、下水道水流速度快位置)选择合适位置,采用直径105-115mm的水磨钻头,在路面设备安装处开设一安装孔,取孔深度建议25-30cm。

(3)打孔完成后,放入埋入式积水探测器检查安装孔位是否合适。

(4)拿出埋入式积水探测器,往孔位浇灌水泥砂浆(约1/3~1/2左右)。将埋入式积水探测器放入,下压至积水探测器不锈钢上盖与地面贴合。安装时需要积水探测器上表面处于水平,倾斜角度小于5度(用包装箱内赠送的水平仪测量水平)。

(5)清理埋入式积水探测器表面,无脏污即可。

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4. 城市内涝防治综合监控信息化管理平台

4.1. 数据采集软件

       数据采集软件通过已建网络,对项目所有站点的遥测积水数据的进行实时接收,处理、存储接收到的数据,同时写入统一的遥测数据库,以供原有系统调用数据。

      数据汇集软件主要用于监测站点原始数据接收采集入库,与数据汇集系统配套使用。数据接收部分通过4G接收方式,接收各遥测站点的水位、电压等原始报文数据,并对原始报文进行解析处理,将解析出来的数据写入数据库表;可通过4G进行远程设置,管理及更改站点基本参数、运行参数、远程数据汇集提取、招测。

4.2. 实时积水查询

       结合GIS地图展示积水监测站点的空间地理分布位置,同时以浮动的形式展示实时的积水数据。同时按照时间、行政区划、监测对象等分类,包括下立交、低洼处、涵洞、生命线设施等。通过列表方式展示积水实时监测信息,方便工作人员快速通过公安视频系统对现场积水情况进行分析。列表和GIS地图实现关联互动,通过列表信息能快速定位到GIS地图,方便对关注站点所在位置进行快速定位,并辅助对周边进行综合判断。

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实时积水监测

4.3. 动态监测预警

       通过预设积水不同预警级别的预警阀值,从数据库值守刷新数据,对监测的实时数据与设定的阀值进行对比分析,对超过不同级别预警阀值通过不同颜色及声音进行预警提醒措施,同时站点所在位置闪烁,并可支持预警短信发送给相关工作人员。

4.4. 过程趋势分析

       结合GIS地图平台,在实时监测信息浮动的基础上,提供监测信息过程趋势分析功能。分析结果结合不同要素业务特点及需要,通过过程线方式展示。为用户掌握积水监测信息的过程演变趋势提供直观的信息服务。

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内涝积水监测过程线及设备运行信息

 

5. 积水监测LED发布警示措施

5.1. LED发布系统流程设计

       系统控制和管理流程如上图所示,管理员通过控制软件实现对各LED控制终端进行积水监测信息和积水预警信息的发布防止措施,同时提供相应接口,以供开发单位进行二次开发实现自动发布功能。

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LED发布系统流程


5.2. LED发布措施总体结构设计

       根据实际应用需求,将积水警示信息LED发布系统划分成LED屏系统、控制系统主机及扩展设备三个部分。系统结构图如下:

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LED发布系统架构图


5.2.1. LED发布系统功能设计

       LED发布积水监测警示系统是一个集计算机技术、网络技术、多媒体视频控制技术和大规模集成电路技术综合于一体的系统,具有多媒体、多途径、可实时传送的高速通信数据及视频信息接口。系统建设的主要功能如下:

(1)以控制主机为处理控制中心,LED屏与LED控制终端显示器窗口固定区域逐点对应,显示内容实时同步,屏幕映射位置可调,并可方便随意地选择显示画面的大小。

(2)支持无线GPRS远程通讯。

(3)提供控制软件二次开发接口,可用于系统集成,支持单路/多路输出控制。

(4)支持软件一对多点的远程控制。



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