近年，全球气候变化加剧，暴雨洪涝等灾害突发性、极端性、反常性特征越来越明显。今年7月，北方多地遭遇极端强降雨。河北易县累计雨量达464.6毫米，内蒙古呼和浩特四天降雨超常年半年总量，北京市全市平均降水量165.9毫米，个别地区达到543.4毫米……南方部分地区也接连遭遇罕见暴雨，出现不同程度的内涝。
“城市看海”“逢大雨必涝”已成为城市的一种通病。面对复杂条件下城市洪涝防控的新挑战，山东仁科利用物联网、大数据、云平台等技术，自主研发出能够24小时对城市易积水点进行监测与管理的积水监测系统，提高城市洪涝灾害的防御能力。
积水监测系统——功能优势
积水监测系统主要由地埋式积水测点和积水监测站组成，集“水位监测、内涝预警、自控排水、数据远程传输”等功能于一体，可助力相关部门全面掌握城市内涝状况，实现排水统筹调度，建立起城市内涝“数据可视化、管理信息化、指挥调度智慧化”的监测预警系统。
地埋式积水测点作为测量地面积水的重要设备，在积水监测领域发挥着重要的作用。然而，市面上大部分的地埋式积水监测设备却因自身设计缺陷，在使用过程中故障频发，暴雨极端天气下无法正常使用，给防汛工作带来了不小的挑战。
为何有些地埋式积水监测设备暴雨天频频失灵
传输方式缺陷致数据传输中断
部分厂家地埋式积水监测点常用的NB-IoT 与 4G 两种数据传输方式，存在明显短板。水的介电常数很高，对电磁波吸收能力强，且衰减程度会随频率升高和水深增加急剧增大。而 NB-IoT 与 4G 的工作频率相对较高，采用这两种方式上传数据时都会受频段限制，在水中的信号衰减非常明显。其中 4G 因频率高于 NB-IoT，电磁波在水中的衰减幅度更大，即便是浅积水环境，信号穿透能力也远不如预期。当水深超过50厘米时，NB 信号可能已完全衰减到接收灵敏度以下，4G 信号则衰减得更为严重，二者均无法在暴雨等积水严重的关键场景正常工作。此外，NB-IoT 与 4G 都需要直连遥远的固定基站，信号在穿透水土后，强度已大幅减弱，难以完成后续的长途传输，进一步导致数据传输中断。
泥沙覆盖设备表面致测量失真
市面上的地埋式积水监测设备多采用超声波原理测量积水深度，超声波原理的基本工作方式是通过发射超声波信号测量信号反射的时间差来计算积水深度，但在实际使用场景中，积水中往往夹杂大量泥沙，这些泥沙会随着积水流动逐渐沉积覆盖在设备的测量表面。一旦设备表面被泥沙覆盖，超声波信号的发射和接收就会受到严重影响，干扰信号传播路径，导致所计算的积水深度出现偏差，无法准确反映实际的积水情况。
售后维修复杂
市面上的地埋式积水监测设备除了无法在暴雨天正常工作之外，设备的维护修理工作也非常复杂。由于设备整体与地下环境紧密结合，在进行维护时，工作人员必须将整个设备从深埋的地下基坑中完整取出。这一过程不仅需要动用专门的施工工具，还需先清理周边覆盖的土层、路面材料等，操作步骤繁琐且流程冗长，不仅会耗费大量的时间和人力成本，还可能对周边的道路通行或场地环境造成临时干扰。
新一代地埋式积水测点——功能优势
针对当前地埋式积水测点所存在的问题，山东仁科在深入实地调研和系统分析客户需求的基础上，推出了新一代地埋式积水测点。经多方测试与客户实际使用后反馈，新一代地埋式积水测点在精准性、稳定性与可靠性方面表现卓越。
采用LoRa信号，方便组网
新一代地埋式积水测点采用LoRa信号传输数据，LoRa信号的优势在于水中衰减远小于高频的4G信号和NB-IoT信号。当水深超过25厘米时，4G信号可能完全失效；超过50厘米时，NB信号可能完全失效。但LoRa信号凭借更高的链路预算和处理增益，仍能保持可解码的信号，确保数据正常传输。
LoRa通信：优；经试验，LoRa信号穿透2m积水后的直线传输距离可达50m~100m范围
NB-IoT通信：一般‘’经试验，NB信号无法穿透50cm高度的积水深度
4G通信：差；经试验，4G信号无法穿透25cm高度的积水深度
透水能力结论如下：LoRa>NB-IoT>4G
除此之外，LoRa采用的是低功耗广域网技术，传输距离适中且无需直连遥远的固定基站，可通过就近部署的LoRa网关接收信号，刚好规避了NB-IoT需长途传输的弊端，即便信号穿透水土后有一定损耗，也能通过网关顺利完成数据上传，进一步保障传输稳定性。
LoRa技术还具备较强的抗干扰能力，在暴雨、雷电等复杂天气环境下，不易受外界电磁信号的干扰，能持续稳定地传输积水监测数据。这些特性共同使得LoRa能更好地应对积水环境下的信号传输问题，全面满足地埋式测点的工作需求。
解决泥沙覆盖导致的测量失准难题
针对泥沙覆盖设备表面导致测量失真的问题，山东仁科针对地埋式积水测点进行了系统性优化，搭载了自研的高精度水深传感器，并采用多重抗干扰算法，结合新一代防护工艺与传感设计，解决了泥沙覆盖设备导致的测量不准问题。即使在积水中泥沙含量较高的恶劣环境下，设备依然能够稳定捕捉到准确的水位数据，让设备在复杂的防汛场景中也能发挥实际作用。
安装迅速，维护便捷
山东仁科为新一代地埋式积水测点配备了防护筒外壳，充分考虑了设备安装和维护的便捷性。防护筒不仅能为设备内部元件提供有效保护，抵御地下潮湿、泥沙等环境因素的侵蚀，还简化了安装后的拆卸流程。工作人员在进行设备维护时无需复杂的拆解步骤即可快速完成检修、校准等操作，提升了维护效率，减少了维护作业对周边交通、环境以及正常监测工作的影响。
地埋式积水测点安装步骤简洁，可实现10分钟迅速安装。
01开设安装孔
在路面安装设备处开设安装孔，直径110~120mm，深度350mm的圆形孔。
02放置防护筒外壳
将“外层不锈钢防护地漏”放入其中，调节“外层不锈钢防护地漏”与路面水平。
03固定核心设备
待初步凝结后将“内部核心设备”使用两枚内六角螺丝固定在“外层不锈钢防护地漏”上，设备整体安装完成后，设备应当比路面高3~4mm。
暴雨智能识别
新一代地埋式积水测点支持暴雨智能识别。设备能够自动感知降雨变化，当识别到暴雨天气时，设备可自行切换采集频率，高频监测地面积水动态。智能频率切换机制能在强降雨和积水变化快的关键时段提升积水数据采集的密度，及时监测积水变化情况，为防汛决策提供及时全面的数据。同时，在非暴雨时段，设备可维持常规采集频率，兼顾监测效果与设备能耗优化。
漏电监测
新一代地埋式积水测点支持路面积水漏电监测。在积水环境下，路面周边的电力设施、路灯线路等若发生破损极易出现漏电的情况，给过往行人带来触电安全风险。新一代地埋式积水测点通过漏电监测功能可实时监测积水区域的漏电情况，一旦检测到漏电信号可快速反馈相关信息。相关人员可依据这些信息及时采取处理措施，从源头消除行人触电的安全隐患，保障积水天气下的出行安全。
洁净度预警
新一代地埋式积水测点可以监测设备本身的洁净度，当设备表面被泥沙等杂物覆盖时，能够自动发出洁净度预警。在以往，工作人员无法提前远程知晓设备表面的洁净情况，要等到暴雨天气出现监测数据异常的情况时才能发现设备问题，此时若想保证监测数据的准确有效，工作人员不得不冒着暴雨外出对设备进行维护。
洁净度预警功能的应用可以提前告知工作人员地埋式积水监测设备测量表面的洁净状况，工作人员可在天气条件适宜时对被泥沙覆盖的设备进行清理维护，确保设备在暴雨等关键监测时段处于正常工作状态。
长续航
新一代地埋式积水测点内置大容量锂亚电池，加入超低自放电设计，采用动态休眠算法，可保障地下密闭环境长期电力储备（无积水情况下支持连续工作5年），有效降低了运营成本，适用于偏远区域、地下通道等无人值守的监测场景。
环境适应性强
新一代地埋式积水测点采用地埋式安装设计，不占用地面空间还避免了人为破坏，尤其适用于交通枢纽、隧道、低洼路段等敏感区域。设备采用不锈钢材质，防护等级达IP68，搭配独特的结构设计和优异的抗压、防水、耐腐蚀性能，能抵御车辆碾压、泥沙冲刷、雨水冲刷、污泥淤积、极端温度、酸碱物质腐蚀等多重复杂工况，保障设备在各类恶劣场景下长期稳定运行。
地埋式积水测点作为积水监测系统的前端感知设备，为用户提供了灵活可靠的积水监测基础硬件。然而要实现从“感知”到“预警”再到“决策”的闭环管理，仅靠独立的监测设备是不够的，在此基础上，积水监测系统进一步集成了智能报警、智能控制、云平台智能化管理等功能。
提供多种报警方式
搭配新一代地埋式积水测点使用的积水监测站支持多种报警方式，可利用不同信息通道发布报警信息，确保将积水信息有效传达给周边行人及车辆，以提前进行风险规避。
现场LED屏变色智能显示
现场配置的双色LED显示屏能够实时、动态地轮播显示辖区内多个关键监测点的积水深度数据，以直观的形式进行发布，可以为公众提供及时的路况警示。
1积水监测站可滚动显示8路站点实时水位数据，文本内容纵向滚动显示“站点名称+测量水深”。
2积水监测站所显示的文本内容中的“站点名称”可通过配置APP自定义修正。
3显示的文本字号大小默认16号字体，支持用户自行设置字号大小。
现场LED显示屏采用模块化设计，可定制多种规格的屏幕尺寸，高清显示，确保强光或雨雾天气下的可视性，适合安装在隧道、河道、地下车库等多种地方。
语音+声光报警保障安全
积水监测系统可外接语音报警器及光报警器，当积水测点监测到的数据超限时，光报警器会同步闪烁，警示来往路人，语音报警器也会同步播报。
如果遇到紧急情况，管理人员还可以通过语音报警器向现场工作人员远程喊话，进行紧急通知，或编辑短信并发送给对应的语音报警器，实现短信内容播报（可设置循环播报），做到及时提醒。
注：水位超限后，语音播报和声光报警器同时工作，超限后声光报警器和语音播报三次（三次为一个单次报警循环周期），单次报警循环时间结束后，远程遥测终端重新判断水位是否超限，如果还处于报警状态，则进入下一个报警循环。反之，则停止报警。
智能联动排水泵
积水监测站配备双路继电器输出端口，为城市内涝防控系统构建智能执行终端（外接各类报警设备、排水泵等）。用户可通过环境监控云平台对其设置自动控制，也可以进行远程手动控制，确保排水及时，防止造成交通拥堵和人员伤亡。
支持手机蓝牙配置
蓝牙交互功能使工作人员无需繁杂的接线操作，只需在手机上下载配置软件，就可以轻松连接设备进行数据查看和参数设置，显著降低了操作门槛，提升了工作效率。
地埋式积水测点不仅可以利用蓝牙app配置设备参数，还可以利用蓝牙实现设备升级，无需拆卸设备或中断监测工作，即可完成固件版本更新与功能优化，提升设备运维效率与使用灵活性。
智能监测与管控
积水监测系统基于“4G/以太网/RS485/继电器”等通讯接口，依托我公司环境监控云平台提供的云服务、APP客户端，可实现“水位远程在线监测、内涝远程预警、联动控制排水、水位数据记录分析”等多种物联网应用服务。
环境监控云平台是综合性服务平台，平台拥有查看实时和报警数据、导出历史数据、视频监控/视频抓拍、地图查看、账号分级、手动/定时/自动控制等功能，并且平台完全中性，支持二次开发。
云平台智能报警
智能报警功能是环境监控云平台的重要功能。当现场积水超过安全阈值时，环境监控云平台会以数据变红、弹窗、声音等方式进行平台报警，还会以邮件、短信、电话、微信的形式进行远程报警，同时，用户还可以通过电子地图确认出现积水的具体地点，根据实际情况做出决策，降低损失。
气候变化和人类活动双重影响下，城市暴雨呈现增多趋强的态势，随着城市经济社会的快速发展，灾害的暴露度大幅度增加，城市洪涝灾害风险明显增高，城市洪涝灾害防御需要高度重视。山东仁科积水监测系统具备多维度的功能设计与稳定可靠的运行性能，通过实时数据采集、智能预警与自动化控制，为城市防汛工作提供关键技术支撑，助力科学化城市内涝治理。
