高低差地面水压在线实时监测

一、方案介绍

本方案针对存在高低地势差异的地区，在供水系统中部署多点水压实时监测终端，结合4G通信和云平台，实现高程差对供水系统造成的压力过高或不足的智能监测与调控，为保障不同地形区域供水稳定提供技术支撑。

二、监测目标

1. 实时监测高地、低地供水节点水压变化情况。
2. 比较分析高低差地形对水压的影响趋势。
3. 提供压力异常预警，保障用水安全。
4. 支撑供水系统中调压阀、稳压池等设施优化调度。
5. 构建高低地势区域供水动态管理模型。

三、需求分析

在存在明显地势起伏的供水区域中，由于重力和管网特性，高地易出现水压不足，低地则易出现超压爆管风险，传统被动管理方式滞后且粗放，需部署实时在线监测系统掌握水压数据，及时发现并干预异常水压问题。

四、监测方法

通过在典型高地和低地地面安装水压传感器，结合4G无线远传设备，将各区域实时水压数据上传至云平台。平台提供对比分析图表和实时曲线，并结合高程数据建立空间分布模型，评估整体供水压力稳定性。

五、应用原理

水压传感器测得的压力值通过电信号转换并上传至数据中心，平台根据不同海拔高度自动修正水压指标，通过GIS系统将压力值空间可视化，并结合时间序列分析异常点，预警系统可触发阀门调节或通知值守人员干预。

六、功能特点

• 同时监测多个高低差地形位置水压；
• 精度高，抗干扰强，适应复杂环境；
• 内置4G通讯，远程配置与报警推送；
• 历史数据可查、导出分析、趋势回溯；
• 可对接调压泵、稳压塔系统形成闭环控制。

七、硬件清单

1. 高精度水压传感器（支持0–2.5MPa）
2. 4G无线RTU采集主机（带电池或太阳能供电）
3. 防护安装箱（IP65/IP68等级）
4. 云平台+数据可视化系统
5. GIS地图定位模块（可选）
6. 辅助调压设施接口模块（可选）

八、硬件参数（量程、精度）

• 量程：0～2.5 MPa（支持定制）
• 精度：±0.25%FS 或 ±0.5%FS
• 工作温度：-30～+70℃
• 防护等级：IP68
• 通讯方式：4G全网通
• 供电方式：3.6V锂电池/太阳能+电池组合
• 上报间隔：支持1～60分钟设定

九、方案实现

1. 选取代表性高地（如高层建筑、山坡区）和低地（如谷底、小区）节点安装传感器。
2. 各传感器将数据实时发送至云平台，进行集中管理。
3. 平台显示各监测点压力实时状态、超限报警、时间曲线等。
4. 运维人员根据平台提示调整阀门、启动增压泵或限制水流。
5. 系统长期积累的数据可为管网优化与压力区划提供参考。

十、数据分析

• 实时对比高低地形水压分布状态
• 日/周/月水压变化趋势
• 高压/低压区域统计与定位分析
• 超限频次记录，支持异常工况回溯
• 可接入城市供水GIS平台实现综合评估

十一、预警决策

• 系统支持设置各地形区上下限报警值；
• 实时监测高地低压或低地超压情况；
• 微信/短信/平台弹窗报警推送；
• 可与自动调压设备形成联动控制闭环；
• 支持预设供水调度逻辑，避免水压大幅波动。

十二、方案优点

• 实时掌控全区域供水压力态势；
• 精确掌握高低落差对水压影响；
• 无需布线，安装便捷；
• 支持低功耗运行，适合无人值守区域；
• 可扩展对接其他水务管理系统。

十三、应用领域

• 山区供水系统
• 地势起伏较大的园区/校区/小区
• 城市高低区联通供水系统
• 水厂远距离高落差输水监测
• 智慧水务精细化压力管理平台

十四、效益分析

经济效益：有效减少因超压引起的爆管维修成本。
管理效益：清晰掌握区域压力状态，辅助科学调度。
服务效益：提升高地用户供水稳定性与满意度。
安全效益：降低水压波动对管网寿命影响，提高供水系统可靠性。

十五、国标规范

• 《GB 50015-2019 建筑给水排水设计规范》
• 《GB/T 21268-2019 城镇供水管网运行管理规范》
• 《CJ/T 188-2004 城市供水水压监测技术规范》
• 《GB/T 32424-2015 水资源节约利用规范》

十六、参考文献

• 水利部《城乡供水系统水压调控标准指南》
• 住建部《智慧水务实施导则》
• 《城市重力供水中高低差管网压力分析研究》
• 《高落差供水区域压力控制与监测技术综述》

十七、案例分享

重庆某山区小镇在2024年部署高低地水压实时监测系统，选取海拔落差120米的7个代表点进行在线监控，系统启用后3个月内识别6起高地低压供水事故和2起低地管道爆裂风险，协助水务局完成局部压力区划改造工程，用户供水稳定率提升至99.3%。