地埋式积水监测站使用指南

一、概述

地埋式积水监测站是一种安装于路面以下、用于非接触式监测地面积水深度的自动化监测设备。它通过隐蔽于地下的监测模式，为城市防汛排涝、道路积水预警、地下空间安全管理提供实时数据支撑，实现风险预警的关口前移。

该设备广泛应用于城市道路低洼路段、立交桥下、隧道出入口、地下车库入口、下穿式立交桥、排水沟等易积水区域。相比传统立杆式水位监测设备，地埋式积水监测仪具有隐蔽性强、不占用地面空间、不影响市容、安装施工简单等显著优势。设备可直接预埋在地面下，无需在路面开槽走线，具有良好的密封性和使用可靠性，可长期工作于户外环境。

地埋式积水监测站通常由监测主机、立杆支架、供电系统、地埋式积水监测仪、LED双色显示屏以及云平台组成。系统采用高集成的一体化积水监测设备，实时监测低洼路段的积水位并实现自动报警，通过整合各监测点数据，掌握整个城区内涝状况，并及时进行排水调度。

二、工作原理

地埋式积水监测站的核心工作原理基于液介式超声波传感技术。设备安装于地面以下的预置孔洞中，超声波传感器向上方发射超声波脉冲。脉冲遇到积水水面后产生回波，传感器接收回波信号，通过测量声波从发射至接收的时间间隔，结合补偿后的声波声速，即可计算出超声波探头到水面之间的距离。

部分设备采用超声波与电导率复合传感器：双备份的电导率传感器负责积水触发判断，超声波传感器负责水位的精确测量。设备内置高灵敏度传感器，可精准感知积水深度变化，同时集成温湿度补偿模块，消除环境干扰以确保数据稳定。

在无水状态下，设备处于低功耗休眠模式，以较长时间间隔定时上报平安数据。当电导率传感器检测到积水时，设备自动唤醒并进入工作模式。水位越高，采集频率越高，实现了智能化的动态采样。有积水时，设备将测量到的水位信息通过无线网络实时传输到云平台服务器。

三、系统组成

一套完整的地埋式积水监测系统主要由以下部分构成：

地埋式积水监测仪：系统的核心前端设备，集成了水位检测模块、数据采集模块、通信模块和供电模块。设备通常采用防水防腐304不锈钢外壳，防护等级达IP68。

传感器模块：负责积水探测与水位测量，常见类型包括超声波传感器、电导率传感器和压力传感器。

通信模块：负责将监测数据传输至管理平台，常用通信方式包括LoRa无线扩频、NB-IoT、4G全网通等。地埋式积水测点通过LoRa无线通信将水位信息传输到远程遥测终端，终端通过4G通讯模块传送给后台服务器。

供电系统：通常采用内置锂亚电池供电（3.6V/38000mAH以上），无积水情况下可连续工作5年以上。

数据采集器与监测主机：负责接收各测点数据并进行集中处理。

监控平台：提供Web端和移动端，用于实时查看积水数据、设置预警参数、接收报警信息。

报警与显示设备：可将检测到的水位值实时显示在LED双色显示屏上，水位超限时触发号筒扬声器和声光报警器双重报警。

四、安装方法

4.1安装位置选择

科学合理的安装位置是确保测量数据有效性的前提，应遵循以下原则：

低洼易积水区域：选择地势较低、容易积水的位置，如城市道路中的低洼地带、立交桥下、隧道出入口、地下车库入口等。

避开高流速区域：避免安装在水流速度较快的位置（如下水道入口附近），高流速容易导致测量误判。

避开高含沙量区域：设备可穿透少于5mm的泥沙正常工作，但超过5mm的淤积会影响积水采集精度。

避开地下管线：安装前需充分了解地下管线、电缆分布情况，避免施工造成损坏。

保证通信畅通：测点与主机之间应在可视范围内且无遮挡，确保LoRa信号传输正常。

避开强电磁场：选择具有代表性的监测点位，避开强电磁场、污染源及水流紊动剧烈区域。

4.2安装前准备

安装前需进行以下准备工作：

设备检查：检查设备外观是否完好，确认仪器、电缆等部件齐全无损，电池完好、电源接入正常。

工具和材料准备：准备安装所需的工具和材料，包括膨胀螺丝、六角扳手、水平仪、填充材料（细沙、碎石、速凝水泥或高强度树脂）等。

测量点位：在选定的安装位置标记好开孔点位。

4.3开挖安装孔

在选定的安装位置，使用专业工具开设与设备尺寸匹配的安装孔：

确保孔壁垂直、底部平整、无杂物留存。

孔洞的深度与直径需满足监测仪器的安装标准。

使用水平仪等工具确保孔洞底部水平。

4.4设备安装

供电连接：对于需要现场安装电池的型号，将不锈钢外壳顶盖拆下，将电池预留插头线插到电路板插座处。电路板LED灯闪烁说明供电正常，然后将外壳嵌入不锈钢腔内。

放入设备：将地埋式积水监测仪垂直放入安装孔内，注意保持设备方向正确，避免倾斜影响监测精度。

固定设备：向安装孔内倒入填充物（如细沙或水泥砂浆），将设备固定牢固。填充时应分层压实，确保设备不松动、不倾斜。

调平：确保顶部保持水平以免影响测量。使用水平仪在测点顶部平面旋转一周测试，确保水平气泡处于中间位置。

清洁与验收：安装完成后清洁设备表面，防止砂浆、水泥等覆盖传感器。检查设备水平度、牢固度，确认各项指标符合要求。

4.5安装注意事项

安装作业应由专业人员操作，雷雨及大风天气禁止安装作业。

水位传感器上表面应与地面保持同一水平面。

安装空隙必须填满填实，防止设备松动甚至脱离坑洞。

避免传感器底部渗水孔被泥沙、水泥等覆盖。

设备顶部盖板应与地面平齐，避免影响通行或遭受车辆碾压。

五、操作与使用

5.1设备配置

多数地埋式积水监测设备支持通过手机APP进行无线配置：

下载并安装设备配套APP。

打开手机蓝牙功能。

在APP界面中选择连接设备，输入配对密码进行连接。

连接成功后进行参数设置，包括终端地址与目标地址端口、报警阈值等。

5.2日常运行

系统默认24小时自动运行、无人值守，无需人工频繁操作：

无积水状态：设备处于低功耗休眠模式，以较长时间间隔（如5分钟或12小时一次）定时上报平安数据。

有积水状态：设备自动唤醒并进入工作模式，自动加密上报（如1分钟一次），根据液位自动切换上报周期。

5.3平台操作

登录监测管理平台（Web端或移动端），可实时查看各监测点积水数据、设备运行状态。支持历史数据查询、时间段数据导出、水位曲线查看、数据报表生成等功能。设备触发超限预警时，平台自动推送报警信息。

六、日常维护

6.1定期检查

液位监测设备应至少每月检查1次：

检查终端箱的外观是否完好。

检查液位计传感器的外观是否完好，是否附着杂质或垃圾，有无漏水现象。

检查数据传输情况，是否出现无数据、数据不连续或波动异常。

检查在线监测仪表的零部件是否松动。

6.2定期清理

定期清理测点表面的泥沙和固体异物，防止影响测量精度。

清理液位计传感器上附着的杂质或垃圾等，保证探头正常工作。

定期清理盖板周边杂物，避免堵塞排水通道。

6.3维护注意事项

及时清理测点表面的泥沙和固体异物。

定期检查设备各部件是否连接牢固，电缆无破损，传感器无污垢、划痕或损坏。

地埋式积水监测仪是精密仪器，对水分十分敏感，在安装和使用过程中要确保设备的防水性能良好，避免水渗入设备内部造成损坏。

水深探测仪对电磁干扰较为敏感，在安装和使用过程中应尽量避免与其他电子设备靠近。

在雷电天气下，应停止使用水深探测仪，并将其妥善存放，以防雷击损坏设备。

当出现液位监测无数据、监测数据不连续或波动大等异常情况时，查找原因并及时排除。

七、常见故障排查

7.1设备离线/无数据

检查电池电量是否过低，是否需要更换电池。

检查测点与主机之间的距离，积水过深时会造成LoRa信号衰减，影响传输。

检查通信天线是否松动，信号是否正常。

重启终端设备，重新联网。

7.2数据异常/波动大

检查传感器表面是否附着泥沙、垃圾等杂质，及时清理。

检查设备是否保持水平，测点平面与水平面夹角不得超过±1°。

检查传感器底部渗水孔是否被泥沙、水泥等覆盖。

检查在线监测仪表的零部件是否松动。

7.3报警误报或不报警

检查报警阈值参数设置是否正确。

检查传感器是否正常工作，有无损坏。

检查通信链路是否畅通，数据能否正常上传至平台。

八、注意事项

水平安装：安装时务必保证水平，测点平面与水平面夹角不得超过±1°，水平安装对于测量精度至关重要。

防水防潮：地埋式积水监测仪是精密仪器，对水分十分敏感，要确保设备的防水性能良好，避免水渗入设备内部造成损坏。

防雷措施：在雷电天气下应停止使用设备，以防雷击损坏。

电磁干扰：水深探测仪对电磁干扰较为敏感，应尽量避免与其他电子设备靠近。

定期维护：应至少每月检查1次，及时清理传感器表面的杂质和垃圾。

记录维护：每次检查、清理和维护后应做好记录。

积水过深影响：当积水过深时会造成LoRa信号衰减，影响传输，现场安装时应评估测点与主机距离。

九、结语

地埋式积水监测站的稳定运行，离不开清晰的工作原理认知、规范的安装操作和科学的日常维护。无论是城市内涝预警、防汛排涝调度，还是智慧交通管理、地下空间安全保障，只有熟练掌握设备的核心知识和操作要点，才能让设备充分发挥作用，为城市防洪排涝提供精准、及时的积水数据支撑，实现“早预警、早准备、早处置”的防汛管理目标。