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随着城市建设规模扩大，道路硬化面积增加、地下空间开发强度提高以及部分排水设施逐渐老化，城市在强降雨过程中面临的地表径流汇集和局部积水风险日益受到重视。特别是在地势低洼、道路纵坡变化明显、排水通道受限和雨水汇集量较大的区域，短时间强降雨可能造成局部积水快速上涨，影响车辆通行、行人安全及公共基础设施运行。
城市积水主要指降雨径流、排水不畅或外部水体顶托等因素导致水体在道路、广场、地下通道和其他地面空间内聚集的现象。当积水深度持续增加，且超过所在区域可以安全承受的条件时，可能形成城市内涝风险。
城市积水在线监测方案以水位感知为基础，通过雷达液位计、超声波液位计或压力式水位计，连续获取重点积水点的水深、水位变化率及温度等数据，实现积水过程记录、异常预警和防涝运维辅助决策。
系统将道路低洼点、下穿隧道、地下通道、城市广场和其他易积水区域纳入统一监测平台，并结合必要的降雨、排水设施运行及地形资料，为城市排水防涝提供具有明确位置和时间基准的实测数据。
短历时强降雨可能在较短时间内形成明显积水。传统依靠巡查人员发现问题的方式，难以保证在水位快速变化时及时获取现场状态。
城市下穿道路、低洼路段、地下空间入口、老城区道路以及排水出口附近均可能形成积水，现场分布广，统一巡查和数据采集难度较大。
部分设备直接记录传感器距离水面的高度，部分设备记录相对井底的水位。如果没有统一的安装高程和参考基准，就可能出现数据看似正常、实际积水已经较深的情况。
只显示当前水位，不能完整反映积水是否正在快速上涨。相同的水深，在快速上涨与持续下降两种工况下，对防涝处置的要求可能不同。
雨滴、溅水、泥沙、漂浮物、车辆经过、传感器遮挡、温度变化和安装支架振动等因素，可能影响水位测量结果。
部分积水点虽然已经安装水位设备，但缺少与排水泵站、雨水管网、交通管理和应急处置的有效关联，难以形成从异常发现到现场治理的完整流程。
通过建设城市积水在线监测系统，可以连续记录重点区域积水形成、上涨、峰值和消退的全过程，减少对单次人工观察的依赖，并为积水风险分级、应急排水、交通组织和排水设施维护提供实时依据。
本方案属于城市积水状态感知和防涝决策辅助系统。水位监测可以反映特定测点的水深变化，但不能单独证明整个区域的积水范围、排水能力或人员车辆通行安全，需要结合地形、排水系统和实际现场状况进行综合判断。
建立以城市重点积水点为监测对象，以雷达、超声波和压力式水位测量为主要技术手段，以水深、变化率和温度为核心数据的城市积水在线监测体系，实现实时感知、趋势分析、分级预警和应急管理。
实时获取指定道路或其他场地参考位置的积水深度，掌握从无积水到积水形成、持续上涨及逐步消退的过程。
通过连续测量计算积水上升或下降速度，识别快速积水、缓慢积水及排水恢复等不同状态。
记录每次积水事件的最大有效水位、峰值发生时间和积水持续过程。
统计从首次达到积水判定条件到恢复至解除条件之间的持续时间。
根据实际配置测量环境空气温度或积水温度，辅助分析低温环境、结冰风险及必要的传感器温度补偿。
当积水变化率明显偏离正常范围时，及时形成上涨风险提示，支持运维人员提前关注现场状态。
对同一路段的多个测点、相邻低洼区域或相关排水节点进行数据关联，分析积水变化的空间差异。
及时发现传感器失效、通信中断、供电异常、测距回波失效、压力探头故障和数据过期等情况。
对达到规定风险条件的积水区域，形成监测报警、现场复核、排水处置和解除报警的工作流程。
建立重点积水点的历史事件档案，为排水设施治理、地形改造和城市防涝工程效果分析提供数据依据。
城市积水监测首先应明确测量对象属于地表积水、地下空间入口积水、排水井水位还是其他水体水位。不同对象对应不同的传感器安装结构、参考高程和报警含义。
对城市道路，应重点确定道路最低点、车道横坡、路缘石、排水口位置和车辆实际通行区域，并明确传感器所测积水深度对应的地面参考点。
对下穿式道路和低洼隧道，应关注最低点积水、两侧坡道水位变化以及排水泵站实际运行条件。
地下停车场、地下通道及其他地下空间入口，需要根据入口门槛、地坪高程和挡水设施条件确定测点和报警基准。
对于车辆经过频繁、泥沙较多或不适合长期浸水安装设备的场景，可优先评估雷达液位计或超声波液位计等非接触式测量方式。
对于具有稳定水体接触条件、易于维护且能够防止探头损坏的位置，可评估投入式压力水位计。
超声波测距受空气声速变化影响，通常需要考虑空气温度补偿。压力式水位测量则需要根据测量原理考虑水体密度、温度和必要的大气压力补偿。
需要通过合理的数据质量控制和时间窗口计算积水上涨速度，避免把车辆溅水、表面波动或偶发错误测量当作真实水位快速上涨。
城市道路积水测点往往分散，需要根据市电条件、通信信号覆盖、设备功耗和汛期连续运行要求确定通信及供电方式。
报警条件应结合所在道路、地下空间、行人和车辆活动及排水设施能力制定，不宜对所有城市和全部道路设置相同的单一水深阈值。
设备安装不得影响正常道路通行、排水设施过流、行人安全和道路维护。所有固定结构应满足对应环境下的防护和机械稳定性要求。
系统需要能够快速定位监测设备，支持定期清洁、校准、数据核查、故障更换和汛期专项巡检。
本方案采用“重点积水区域调查—测量基准确定—水位传感器选型—实时采样—变化率分析—多级预警—平台展示—现场处置”的建设路线。
在适合设置测量支架、墙面安装点或其他安全固定结构的位置，安装朝向预定积水区域的雷达液位计或超声波液位计，测量传感器到水面的距离。
系统根据设备安装高程、道路地面高程及测量距离，将原始测距值换算为相对道路参考面的实际积水深度。
雷达液位计利用电磁波探测水面反射信号，具有非接触式测量特点，适用于满足测距范围、波束覆盖及目标反射条件的道路积水监测场景。
雷达测量无需根据空气声速进行温度补偿，但仍可能受到遮挡、波束角、安装姿态、强烈溅水、复杂反射和水面状态影响。
超声波液位计通过发射声波并测量回波传播时间计算水面距离，适合具有稳定测量空间、适当安装高度和声学反射条件的场景。
对于室外道路，应重点核查空气温度变化、强风、暴雨、泡沫以及水面波动对测量结果的影响。
在具备合适安装条件的积水坑、排水井或具有稳定水体接触的位置，可采用压力式水位计测量探头上方水柱产生的静水压力。
这种方式可以避免部分非接触测量的遮挡问题，但需要考虑泥沙淤积、探头安装高程、大气压力补偿及浅水状态下的测量条件。
根据监测目标配置环境空气温度传感器或水温传感器，为温度补偿、设备运行状态和低温风险分析提供数据。
对于较长的下穿道路或具有多个积水汇集位置的区域，可设置多个测点，避免单个传感器无法覆盖空间分布差异。
系统根据水位、变化率和温度等数据形成异常事件，并在具备相应接口时关联降雨、排水泵站、闸门和交通管理信息，为应急处置提供辅助依据。
城市积水在线监测系统主要由现场感知层、数据采集层、边缘处理层、通信传输层、数据平台层和运维应用层组成。
现场感知层由雷达液位计、超声波液位计、投入式压力水位计及温度传感器等设备组成，根据不同积水场景进行选择。
数据采集终端读取水位和温度数据，记录设备编号、测量时间、原始测量值及信号质量信息。
现场终端可完成水位单位换算、零点修正、变化率计算、数据有效性检查和基础报警判断。
采用适用的工业有线或无线通信方式，将现场监测结果上传至管理平台。
对不同积水点的水位、温度、设备状态、历史峰值和报警记录进行统一存储与管理。
通过地理空间信息关联测点坐标、道路名称、道路最低点、排水设施及重点风险区域。
根据水位、变化率、持续时间和现场设定条件，识别不同类型的积水风险。
根据有效积水信息和相关排水设施运行状态，为现场巡查、排水应急和交通管控提供决策辅助。
液位及温度传感器 → 智能数据采集终端 → 水位高程换算 → 变化率计算 → 数据质量审核 → 风险预警 → 平台GIS展示 → 应急处置 → 历史归档。
通过固定测点获得相对指定道路地面高程的水深，反映局部积水形成及变化。
当项目已经建立统一高程基准时，可将液位数据转换为水面高程，便于与道路竖向、排水井底高程和其他水位测点进行比较。
计算相邻有效时间窗口之间的积水深度变化，区分上涨、下降与基本稳定状态。
根据连续水位及对应时间计算积水变化速率，可使用mm/min、cm/min或cm/h等单位。
在一次有效积水事件期间记录最大水深和出现时间，为后续治理评价提供依据。
记录达到积水判定条件后持续存在的时间，并统计超过各风险等级的累计时间。
通过下降阶段的水位变化率分析积水恢复过程，辅助评价排水设施运行效果。
在需要进行超声波测距温度修正或分析室外低温环境时，配置具有代表性的空气温度监测。
在具有相应需求的场景，可独立测量积水温度，但不能将空气温度直接当作水温。
当环境处于低温状态且存在积水时，可提示潜在结冰风险。单独的温度和水位数据不足以证明道路已经结冰。
记录有效回波状态、回波强度或其他设备提供的质量信息，识别可能存在的测量失效。
监测无回波、回波异常、测量盲区和明显受扰数据。
对探头断线、超量程、通气补偿异常和其他传感器状态进行检查。
记录通信、供电、采样时间和数据新鲜度，避免历史数据被错误解释为当前积水状态。
| 监测指标 | 单位 | 测量或计算方法 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| 积水深度 | mm、cm、m | 雷达、超声或压力水位换算 | 积水风险判断 |
| 水面高程 | m | 水位与统一高程基准换算 | 多点水情比较 |
| 水位变化量 | mm、cm | 水深差值计算 | 上涨与下降判断 |
| 水位变化率 | cm/min等 | 水深时间序列计算 | 快速积水识别 |
| 最大积水深度 | cm | 事件窗口最大有效值 | 灾情及治理评价 |
| 积水持续时间 | min、h | 事件起止时间统计 | 积水过程分析 |
| 空气温度 | ℃ | 环境温度传感器 | 环境分析与超声补偿 |
| 积水温度 | ℃ | 接触式温度传感器 | 水温与低温分析 |
| 测量质量 | 状态或质量等级 | 传感器自诊断 | 异常数据识别 |
| 设备状态 | 正常、故障、离线等 | 终端自诊断 | 设备可靠性管理 |
雷达液位计通过向水面发射电磁波，并利用反射信号的传播时间、调频信息或其他相应雷达测距方式，确定传感器与目标水面之间的距离。
实际采用脉冲测距还是调频连续波测距，应以传感器设计为准，不应将两种测距方式直接混为同一信号处理过程。
设传感器测量参考点的高程为Zs，雷达测得至水面的有效距离为d，测点道路参考高程为Zg。
在测量方向与几何关系经过校正的条件下：
Zw = Zs - d
h = Zw - Zg
其中Zw为水面高程，h为相对道路参考位置的水深。
当没有形成有效自由水面时，雷达可能接收到地面、井壁或其他目标的回波。系统应通过现场标定和质量判别区分干燥路面、水面回波及测量无效状态。
不能简单将所有无回波或测距异常值强制设置为零水深。
超声波液位计发射声波并记录其从传感器传播至水面再返回的时间。
在简化的单路径反射条件下：
d = c × Δt / 2
其中d为传感器至水面的距离，c为实际空气声速，Δt为声波往返传播时间。
在适用的近似干燥空气条件下，空气声速可采用以下近似关系：
c ≈ 331.3 + 0.606T
其中T为摄氏温度，c的单位为m/s。
实际空气声速还受到湿度、气体组成及其他环境因素影响。工程中应优先采用经过适用验证的传感器温度补偿机制。
超声波传感器得到有效水面距离后，同样根据传感器高程和道路参考面计算积水深度。
水深计算的正确性不仅取决于测距精度，还依赖安装高程和测量方向的准确性。
压力式水位计利用液体静水压力随液柱高度变化的关系确定探头上方水深。
对于密度近似均匀且可使用静水模型的积水：
p = ρgh
其中p为探头位置相对于水面大气压力的静水表压，ρ为水体密度，g为重力加速度，h为探头上方水柱高度。
探头上方有效液柱高度可表示为：
hprobe = p / (ρg)
当探头高于道路参考点时，还应根据实际探头高程换算道路积水深度。
当采用绝对压力传感器测量井内积水时：
phydro = Pabsolute - Patmosphere
其中Patmosphere为适用的当地大气压力。对于开放水面，正确的大气压力补偿对浅水测量尤为重要。
水体密度可能随温度和溶解物条件变化。对高精度压力水位监测，应按实际介质条件考虑密度修正。
对有效水深时间序列：
Δh = h(t2) - h(t1)
当Δh大于零时表示水深增加，小于零时表示水深下降。
水位变化率计算为：
Vh = [h(t2)-h(t1)]/(t2-t1)
可采用cm/min或其他明确时间尺度的单位。
实际路面积水可能受到雨滴、车辆溅水和表面波动影响。为了降低单次异常值对变化率的影响，可对有效水位数据采用中位数滤波、滑动平均或其他适用方法。
变化率计算应明确窗口长度，并同时保存必要的原始数据以便复核。
当需要研究积水上涨速度是否进一步增加时，可以分析变化率随时间的变化。
Ah = [Vh(t2)-Vh(t1)]/(t2-t1)
该指标可辅助描述水位上涨趋势，但受噪声和窗口设置影响较大，不能作为唯一的防涝决策依据。
在有效事件窗口内：
hmax = max[h(t)]
应同步记录峰值发生时间、测点位置及数据质量。
设积水有效起始时间为tstart，解除时间为tend，则：
Tduration = tend - tstart
实际应用应根据预警解除规则设置适当的持续判断条件，避免水位在阈值附近波动时反复产生新事件。
当当前水位h小于目标风险水位H、有效上涨速率Vh持续大于零，并且短时间内近似保持不变时：
Tremain ≈ (H-h)/Vh
此关系只属于恒定上涨速率的短时估算，实际降雨、地表径流和排水过程变化可能使估算明显失准。
积水深度变化反映监测位置的蓄排水结果，但不能仅凭水位变化率直接计算整个排水管网的实际排水能力。
水深较浅的区域在水流速度较大时也可能存在危险。只有水位监测而没有流速数据时，不能据此判定涉水通行安全。
当多个测点采用统一高程基准时，可以比较各位置的水面高程及变化，辅助分析地表积水扩展和回流条件。
最终道路积水深度的不确定性应综合考虑传感器距离或压力测量误差、安装高程、地面参考点、安装姿态、温度补偿及水面波动。
即使液位传感器本身具有毫米级标称分辨率，也不意味着整个城市道路积水测量系统能够达到同等绝对水深精度。
自动获取各监测点的当前有效积水深度，并按照实际安装基准进行统一展示。
自动计算水深上升或下降速率，辅助识别快速积水和排水恢复过程。
记录每次积水事件的最高有效水深及发生时间。
记录积水事件从开始到结束的持续时间，以及达到不同关注条件的累计时间。
记录实际配置的空气温度或水温，区分不同测量对象。
在低温与积水同时存在的情况下，形成潜在结冰风险提示，供维护人员进一步确认。
对有效回波、回波异常及设备测量失效进行状态管理。
对温度补偿、回波质量及测量盲区等状态进行检查。
对通气补偿、探头堵塞、数据漂移和传感器故障进行提示。
对相邻路段或同一低洼区域内的不同测点进行数据比较，展示空间积水变化。
根据项目设定的水深、变化率和持续时间规则生成不同等级的风险提示。
保存事件出现、上涨、达到峰值、开始下降和解除报警等时间节点。
在经过授权的条件下，支持监测周期、风险阈值、站点参数及其他相关设置的远程维护。
对具备相应存储能力的终端，通信中断期间保存必要数据并在恢复后补传。
对低电量、通信异常、传感器故障和长期无有效测量进行独立告警。
支持按照时间、积水点、道路及监测设备查询历史数据。
将积水异常与现场巡查、排水设施检查、应急处置和维修记录关联。
按照积水监测场景、传感器安装条件、测量精度、通信覆盖和供电可靠性进行差异化配置。
通过非接触式电磁波测距获取传感器与水面的距离，适用于具有合适固定安装结构的场景。
通过声波往返传播时间测量液位距离，宜配置有效的空气温度补偿机制。
通过测量水柱静压获取探头上方液位，适用于能够安全布置探头并保持有效水体接触的位置。
测量代表性空气温度，用于环境状态记录及必要的超声声速补偿。
在具有水体温度监测需求时单独配置，不能用空气温度代替。
负责读取传感器测量数据、时间标记、数据质量检查及必要的边缘计算。
负责水位、温度、设备状态和异常事件的远程传输。
根据监测点条件采用固定供电或经过功耗验证的其他供电方案。
对重要下穿道路和其他高风险积水点，可根据供电连续性要求配置备用电源。
用于保护采集、通信及供电设备，防护性能应与当地可能出现的雨淋、积水和环境条件匹配。
根据道路设施、墙体、护栏及其他可安全固定位置设计安装构件，不得影响交通安全及排水设施正常工作。
当项目需要分析积水与降雨之间的关系时，可接入对应区域的有效雨量数据。
在具备相应条件时，可关联排水泵站、闸门、雨水管网及其他设施运行状态。
| 序号 | 设备名称 | 主要用途 | 配置方式 |
|---|---|---|---|
| 1 | 雷达液位计 | 非接触式积水深度监测 | 按场景优选 |
| 2 | 超声波液位计 | 非接触式液位监测 | 按场景备选 |
| 3 | 投入式压力水位计 | 接触式水深测量 | 按安装条件选配 |
| 4 | 空气温度传感器 | 环境监测及温度补偿 | 按传感技术配置 |
| 5 | 水温传感器 | 积水温度监测 | 按需选配 |
| 6 | 智能数据采集终端 | 数据采集与变化率计算 | 核心配置 |
| 7 | 工业通信模块 | 数据远传及设备管理 | 核心配置 |
| 8 | 现场供电模块 | 传感器和终端供电 | 按场景配置 |
| 9 | 备用电源 | 重要测点供电保障 | 按风险选配 |
| 10 | 防护与安装组件 | 设备固定、防水及机械保护 | 基础配置 |
| 11 | 雨量数据接口 | 降雨与积水关联 | 可选 |
| 12 | 排水设施数据接口 | 泵站和管网运行分析 | 可选 |
| 13 | 现场警示信息接口 | 风险信息辅助发布 | 按管理要求配置 |
对于一般城市道路易积水点，可优先评估“雷达液位计＋温度传感器＋智能采集终端＋通信供电模块”的组合。
对于下穿道路、地下空间入口和其他高风险场景，可增加第二水位测点、必要的供电备份和排水设施状态接口，提高监测信息的完整性。
以下参数仅为工程方案设计阶段的参考选型范围，不代表任何具体设备已经达到相应性能。正式项目应根据测量高度、最低积水深度、环境条件和验收要求确认实际规格。
| 技术指标 | 参考技术参数 | 选型与使用说明 |
|---|---|---|
| 雷达液位量程 | 参考0～3m、0～5m、0～10m等 | 按安装高度与测距盲区确定 |
| 雷达液位准确度 | 可评估±5～10mm等级 | 需核查距离、目标和现场条件 |
| 雷达频率 | 按实际探头设计选型 | 核查波束角、分辨能力和回波质量 |
| 雷达测量盲区 | 按实际设备规格确认 | 安装高度应避开盲区 |
| 超声波液位量程 | 参考0～3m、0～5m等 | 按有效声学测距空间确定 |
| 超声波液位准确度 | 可评估±0.25%FS～±0.5%FS等级 | 关注温度、风及回波条件 |
| 超声波温度补偿 | 按实际温度传感和补偿算法 | 应验证室外使用条件 |
| 压力式水位量程 | 参考0～1m、0～2m、0～5m等 | 按实际最大水深选型 |
| 压力水位准确度 | 可评估±0.1%FS～±0.5%FS等级 | 关注零点和大气压补偿 |
| 空气温度范围 | 参考-30℃～70℃等 | 按所在地区环境确定 |
| 空气温度准确度 | 可评估±0.3℃～±0.5℃等级 | 应满足补偿或环境监测要求 |
| 水温测量范围 | 按当地积水温度条件确定 | 与空气温度分开配置 |
| 常规采集周期 | 可评估10～60s | 根据供电、通信及场景需求确定 |
| 快速积水采集周期 | 可评估1～10s | 重点关注快速上涨期间的连续测量 |
| 变化率计算周期 | 按实际时间窗口设置 | 结合滤波避免波浪噪声 |
| 通信方式 | 工业有线或无线通信 | 应现场验证通信覆盖 |
| 设备防护 | 按雨淋、积水和安装环境确定 | 核查整机与接头防护 |
| 设备自诊断 | 测量失效、供电、通信和数据质量 | 基础功能 |
非接触式传感器的标称量程应覆盖实际安装距离，并确认最低水位、最高水位和对应盲区均处于有效测量范围。
雷达距离测量精度不能直接代表最终道路积水深度精度，还需要考虑传感器高程、路面基准、安装倾角和水面回波误差。
超声波液位计应重点验证强降雨、温度变化、测量空间和声学回波条件对结果的影响。
压力探头安装于道路最低参考点上方时，应根据探头与道路基准之间的高差进行水深换算。
数字水位输出能够显示较小变化，不意味着全部变化都具有对应的真实测量准确度。应分别标明分辨率、精度和系统整体误差。
对积水上涨迅速的区域，可缩短采集周期；对普通区域可采用较长的正常采集间隔，并在异常情况下切换至快速监测模式。
重要监测点应对传感器失效、供电中断和通信异常进行诊断，并明确系统不能提供可靠水位数据时的安全管理方式。
集中展示监测点总数、有效在线设备、当前积水点、报警数量和重点积水区域。
在地理空间地图中展示道路积水测点、道路名称、当前水深、变化趋势及风险等级。
通过数值、趋势曲线和历史记录展示测点水深，并明确其对应的参考地面位置。
显示不同测点的积水上涨或下降速度，支持快速积水点排序。
展示一次积水事件从开始、上涨、达到峰值到消退的完整过程。
按照实际事件记录展示历史最大有效积水深度及发生时间。
统计不同测点的积水持续时间及达到各风险等级的累计时长。
展示空气温度或水温，并明确实际传感器的测量对象和安装位置。
对同一低洼区域多个监测点的水深和高程进行比较，观察局部积水分布变化。
根据有效测点结果和必要的地形资料，展示需要关注的积水位置。对于未测量区域，应明确标注模型推断或数据不足的状态。
记录水位达到不同条件的时间、最大深度、下降过程和报警解除时间。
显示雷达回波、超声回波、压力水位计、供电和通信等设备状态。
支持记录现场核查、排水设备处置、交通组织及后续恢复情况。
支持按测点、道路、时间和积水事件导出监测数据。
生成积水深度、上涨速率、峰值、持续时间、预警记录和处置结果等专题报告。
通过有效水位值和持续条件识别积水形成、积水加深及积水消退等不同阶段。
对水位变化率进行长期和短时统计，识别上涨速度较快或下降速度异常缓慢的积水点。
同时考虑水深、上涨速度和持续时间，减少单一水深条件难以完整反映积水发展趋势的问题。
在具有足够连续有效数据时，可以利用时间序列模型预测短时积水变化，但必须保留预测不确定性。
当具备相应雨量信息时，可分析降雨强度、累计雨量和积水上涨之间的时间关系。
对降雨结束后的积水消退曲线进行分析，辅助判断某些区域是否出现排水恢复缓慢的情况。
当有对应管网水位、泵站运行和降雨资料时，可分析积水异常是否与排水设施运行条件变化有关。
分析同一低洼区域多个测点的水位变化顺序，为地表径流汇集方向和局部回流研究提供参考。
对需要开展空间水情分析的测点，应统一水位高程基准，避免只比较未经转换的传感器原始距离值。
通过测量跳变、长期固定值、回波质量、压力异常和数据过期等信息识别可能的设备故障。
可以综合实际水深、上涨速度、所在道路重要性、交通风险和历史事故记录进行关注优先级排序。
当监测到积水且环境温度处于可能形成结冰的条件时，提示现场关注路面湿滑或冻结风险。
长期积水过程数据可以用于校核城市雨洪模型和局部排水模型，但模型本身需要地形、降雨、排水管网和边界条件等资料。
对排水口改造、雨水管网清淤、泵站扩容或道路竖向调整前后的积水过程进行比较，并在评价中考虑降雨差异。
智能模型的输出不能替代实际监测数据及现场核实。对于没有足够样本和有效模型验证的测点，不应承诺固定的积水预测准确率。
城市积水预警应根据道路使用功能、地形、人员车辆活动、地下空间风险和排水能力设置相应条件。
不同场景的水深危险性存在差异，因此不应将某个固定积水深度直接作为所有道路通用的安全或危险界限。
当有效积水深度达到项目规定的关注值、警戒值或其他风险控制条件时，生成相应报警。
当积水持续上涨且变化率达到项目设定条件时，生成快速积水风险提示。
在当前水深尚未达到高风险值，但上涨速度较快时，系统可提前发出关注提示。
当积水长时间不能消退时，提示排查排水不畅、雨水口堵塞、外水顶托或其他问题。
对极端低温、设备超出允许温度范围及可能的结冰条件进行提示。
对测距失败、压力传感器故障、数据过期、供电不足和通信中断独立生成报警。
当积水刚开始出现或轻微上涨时，记录事件并加强数据观察。
当积水持续上涨或达到所在区域的关注控制条件时，安排运维人员核查现场及附近排水设施。
当积水明显增加并可能影响道路正常使用或地下空间安全时，按照预案组织相应排水和现场管理措施。
当积水可能危及人员安全、重要交通设施或地下空间，或者出现其他重大险情迹象时，应按批准的应急预案开展处置。
在某个具有明确低点高程、道路功能和历史运行资料的试点中，可根据评估结果设置多个递增的水深关注阈值。
例如将5cm、15cm、30cm作为模型调试阶段的候选关注水深，仅用于示范分层分析思路。它们不是现行标准规定的全国统一报警值，也不意味着低于某个水深即可安全通行。
为避免水位在某个阈值附近短时波动导致频繁报警，可采用合理的持续时间条件和解除回差。
当积水可能影响道路安全时，可向相关管理系统提供经过质量审核的水情信息。是否实施交通封闭、警示和现场组织，应依据相应权限和应急预案确定。
积水监测数据可为泵站调度提供参考，但排水泵自动启停、闸门调控和其他设施动作，需要经过专业联动设计和安全授权，不得仅依赖单个水位传感器未经评估直接执行。
水位异常发现 → 测量质量核查 → 积水深度及变化率分析 → 风险等级判断 → 现场情况复核 → 排水及交通应急处置 → 水位恢复确认 → 事件归档。
收集城市积水历史记录、道路地形、地下空间出入口、排水设施、重点低洼区域和现有监测设备资料。
调查水流汇集位置、地面最低点、路缘石、雨水口、既有安装结构和可能出现的最高积水范围。
综合积水代表性、设备安装安全、通信覆盖和维护便利性确定测点。
使用适用的工程测量方法确定道路参考面、传感器高程及必要的其他基准点。
根据波束角、测距范围、盲区和水面覆盖位置确定安装高度及方向，避免主要测量区域受到支架、墙面或其他构件遮挡。
选择具有合理声学传播空间的位置，配置适当温度补偿，并检查传感器的声束方向及周边反射目标。
在满足安全和维护条件的位置固定压力探头，明确其相对于道路参考点或井底的高程，并采取必要的防淤堵措施。
根据实际监测对象区分空气温度和水温。空气温度测点应避免受到局部热源和明显辐射干扰。
根据实际监测周期、通信条件和设备功耗完成供电及网络配置。
核查采样时间、传感器读数、原始单位、数据换算规则和传输状态。
将传感器测量结果与实际道路参考高程进行对应，检查无积水状态及已知水深条件。
对同一积水区域采用多个测点时，核查各测点高程基准是否一致。
使用适用的水尺、测量工具或其他经过确认的方法，在安全的已知水深条件下比较监测值。
采用具有已知时间和水位变化的数据序列，检查变化率计算、滤波和异常触发是否正确。
对空气温度或水温数据进行适用的比对检查，确认补偿逻辑和数据单位正确。
检查车辆经过、溅水、雨滴、回波遮挡、路面反射和其他典型条件对水位数据的影响。
在安全可控的测试环境下验证各水深及变化率报警规则，并检查解除逻辑。
核查积水点编号、地理坐标、道路名称、水位基准、趋势曲线和报警记录。
在具有代表性的监测周期内检查设备稳定性、数据有效率、误报情况和必要的积水事件记录。
| 验收项目 | 主要验收内容 |
|---|---|
| 测点布置 | 积水代表性、安装位置和安全性 |
| 高程基准 | 传感器与道路参考面高程关系 |
| 水位测量 | 有效量程和已知水深比对 |
| 水位变化率 | 时间序列计算和异常判断 |
| 温度测量 | 测量对象与精度检查 |
| 数据质量 | 回波、压力探头和无效值判断 |
| 通信供电 | 在线状态和断网恢复 |
| 预警功能 | 阈值、持续时间及解除逻辑 |
| 平台功能 | 地图、历史数据和事件管理 |
| 运维资料 | 设备档案、校准和维护文件 |
定期检查设备是否持续提供有效水位和温度数据，重点关注测量结果异常固定及数据过期情况。
检查雷达探头表面、安装角度、支架稳定性和有效回波状态。
检查探头表面污染、温度补偿、声束路径和回波状态。
检查探头沉积物、安装结构、压力零点及必要的大气压力补偿通道。
检查传感器防护、测量稳定性和必要的温度比对结果。
当道路翻修、地面沉降、设备支架更换或安装位置调整后，应重新确认相关测量基准。
检查数据传输、信号覆盖、通信中断和恢复后的补传情况。
按照实际供电方式检查电源、电池、备用供电和连接部件。
对重点易涝点开展汛前设备检查、测量验证和报警联调，及时处理影响监测可靠性的故障。
按照现场安全要求加强重要监测点的数据质量检查，不得为维护传感器冒险进入危险积水区域。
整理积水峰值、上涨速度、持续时间、报警处理和设备故障信息，形成专项总结。
在具有可比降雨和运行条件时，对排水设施治理前后的积水变化进行评价。
保存安装高程、设备参数、标定记录、维护历史、报警事件及积水处置资料。
系统可持续记录积水出现和变化过程，减少完全依靠人工巡查发现积水的局限。
雷达、超声和压力式水位计可以根据不同场景选用，提高测量方式与实际环境的匹配程度。
对于适合安装雷达或超声波液位计的位置，能够在不将测量元件长期浸入积水的情况下获取水位信息。
相较于单纯显示当前积水深度，变化率分析可以更完整地反映积水快速形成和逐步消退的动态过程。
通过统一高程和位置管理，可比较同一低洼区域不同测点的积水变化。
及时提供重点积水点的实测水情，为现场排水、巡查与交通风险管理提供参考。
长期积累的水位峰值、积水时长和变化率数据，可用于支持城市排水设施治理和规划评价。
通过回波质量、设备自诊断和高程标定，可以减少无效水位数据对业务判断的影响。
城市积水监测反映的是具体测点附近的水位状态，不能单独确定整个积水区域的范围，也不能凭水深数据认定车辆或行人能够安全通行。
重点监测道路最低点和必要的坡道位置，记录积水形成、水位上涨及排水恢复过程。
针对雨季容易积水的道路凹陷区、交叉口和低洼路段设置实时水位测点。
对桥下低洼通行空间进行积水深度和变化率监测，为道路风险管理提供数据。
根据入口地坪、坡道最低点和挡水设施布置水位测点，识别可能的雨水倒灌风险。
在低洼通道及出入口设置监测点，关注积水对行人通行及地下设施的影响。
对地表排水较慢、积水范围较大的广场和公共活动空间开展水位监测。
针对排水设施较老、雨水口易堵塞或历史积水较多的区域进行重点布设。
在泵站服务范围内的低洼道路设置地面积水测点，并与泵站运行数据进行关联。
对雨水排放受下游水位影响、可能出现外水顶托的区域开展积水监测。
针对通行速度较高且积水风险需要重点管控的道路区段设置可靠监测设备。
在具有实际易涝风险的重要公共设施周边布设测点，为重点区域安全管理提供水情信息。
对具有雨水倒灌风险的出入口附近设置积水监测，并按轨道交通专业安全要求实施。
在具有相应需求的雨水井或检查井内测量水位时，应明确这是排水设施内部液位，不得直接与道路地表积水深度混用。
对已有排水管网模型、降雨监测和重点积水点资料的区域，可构建多源数据融合分析体系。
通过持续掌握重点区域积水深度和变化趋势，为防涝风险识别和应急处置提供实测数据。
及时形成积水风险信息，有助于相关管理部门了解重点路段状态并采取适当措施。
通过积水上涨和消退过程，辅助发现部分排水恢复缓慢的区域，为清淤、维护和工程治理提供参考。
对下穿道路、地下空间出入口和其他风险区域建立长期水情档案，为专项防涝管理提供依据。
在线数据可以帮助明确需要重点关注的区域，但实际效率提升应依据报警及时性、工单处置和现场记录评价。
通过治理前后的积水水深、持续时间和降雨条件对比，为工程效果评价提供证据。
经济评价应考虑监测设备、安装、通信、维护和平台建设费用，同时结合真实减少的应急处置成本及其他经核验的效益。
对于具有历史积水记录的测点，可以在降雨强度、降雨历时和下游水位等条件具有可比性的情况下，比较治理前后的最大积水深度和消退时间。
项目价值不仅取决于传感器数量，还取决于重点区域覆盖、测量有效性、应急流程和实际数据应用程度。
在缺少真实运行数据的情况下，不能承诺固定的城市内涝事故减少率、经济损失降低比例或投资回收周期。
该规范自2022年10月1日起实施，是现行强制性工程建设规范，适用于相关城乡排水工程。
正式工程涉及雨水系统、排涝除险、工程建设及运行管理时，应执行其相关要求。
该标准自2021年10月1日起实施，涉及室外排水系统设计及相关技术要求。
对于已被GB 55027-2022相应替代的原强制性条文，应按现行强制性工程建设规范执行。
该规范涉及城镇内涝防治系统、源头减排设施、排水管渠、排涝除险及运行维护等内容，可为城市积水监测的工程应用提供背景依据。
该规程适用于相关城镇排水管渠与泵站运行维护，为积水监测与排水设施运维的协同提供技术参考。
可为适用电气设备外壳的防尘、防水性能评价提供依据。
可为测点高程、地形测量及工程基准管理提供适用技术依据。
国办发〔2021〕11号文件提出加强排水防涝设施建设、运行维护、应急管理和智慧平台建设，在易涝积水点及重要排水设施节点布设必要的智能化感知终端。
建办城〔2022〕30号文件对城市内涝防治信息发布、相关标准表述和气象预警预报信息表达提出要求。
雷达液位计、超声波液位计、压力水位计和温度传感器应按照实际测量原理、计量要求和设备技术文件开展适用的校准、比对与质量控制。
城市积水监测属于排水防涝工程中的感知与信息应用环节。正式工程应根据所在区域、道路属性、设备安装方式和项目管理要求核查全部适用标准及其现行版本。
本方案未取得可以公开核验的实际项目名称、设备部署记录、积水监测原始数据、工程验收文件或治理效果资料。
因此，本章不虚构已完成的成功案例。以下内容采用原创工程应用推演方式，说明不同城市积水监测场景下的设备配置和技术实施方法，不代表实际项目业绩。
假设某城市下穿道路具有明显的纵向低点，强降雨期间雨水可能向最低位置汇集。
需要实时监测道路最低点积水深度、水位上涨速率和积水持续时间。
在满足道路安全和测量要求的位置安装雷达液位计、温度传感器和智能数据采集终端。
通过实际工程测量确定传感器测量参考点与道路最低点之间的高差。
当水位持续上涨并达到所在区域预先确定的风险条件时，形成重点监测报警。
根据管理权限和预案，将水情提供给排水设施运行及道路安全管理人员。
实现低洼道路积水过程的持续记录和风险辅助管理。
假设某城市道路测点在一段有效监测过程中，积水深度从0.04m上涨至0.19m，历时10分钟。
Δh = 0.19 - 0.04 = 0.15m
Vh = 0.15 / 10 = 0.015m/min
即1.5cm/min。
在假设数据有效的前提下，说明该测点在对应10分钟内平均积水上涨速率为1.5cm/min。
平均上涨速率不能说明后续必然继续按相同速度上涨，也不能单独确定现场是否具有安全通行条件。
通过水位变化率为快速积水风险识别提供补充信息。
某地下停车场入口具有向地下空间倾斜的坡道，强降雨时可能发生地表径流汇集。
需要识别坡道低点或入口门槛附近的积水变化。
根据现场空间和安装条件，选择非接触式雷达或其他适用水位传感器。
依据坡道地坪和入口门槛的实际高程设置积水监测参考面。
根据入口结构、挡水设施及地下空间安全要求，确定对应风险控制条件。
为地下空间防倒灌管理提供实时水位信息。
某城市道路长期存在降雨期间积水现象，附近设置雨水检查井及雨水口。
在道路低洼位置监测地面积水深度，在具有有效安装条件的雨水井内配置独立水位测点。
对道路积水高程与井内水位高程进行时间关联分析。
当道路积水上涨且井内水位同时接近关键高程时，可提示关注排水系统可能存在的高水位或顶托条件。
井内水位较高并不单独证明雨水口已经堵塞，仍需结合管网结构及现场检查判断。
为城市道路积水与排水设施运行的联合分析提供基础信息。
某测试区域具备安全可控的水位变化条件，需要比较不同测量技术的实际效果。
同时布置雷达液位计和压力式水位计，并建立共同的水位高程参考。
在不同水位及稳定、波动状态下记录两个传感器的数据。
将两种传感器测值与适用的参考测量结果进行比较，分析零点偏差、动态响应和可能的干扰。
为现场水位计选型和不同测量方法适用性评价提供依据。
某道路低洼区域计划开展雨水口整治和排水设施维护。
记录治理前代表性降雨事件的最大积水深度、上涨速率及消退时间。
根据现场实际问题开展必要的排水设施维护或改造。
使用原有或经重新标定的监测点记录治理后的积水过程。
在降雨、下游水位和其他条件具有合理可比性的前提下，分析最大水深和积水持续时间变化。
通过真实监测数据为排水防涝工程效果评价提供参考。
真实成功案例应提供已经核验的项目基本情况、设备配置、安装位置、监测数据、降雨条件、异常记录、现场处置和实际治理成果。
没有真实数据支持时，不应使用虚构的预警成功率、事故减少率或工程验收结果作为宣传内容。
[1] GB 55027-2022《城乡排水工程项目规范》。
官方公告：查看标准公告
[2] GB 50014-2021《室外排水设计标准》。
官方公告：查看标准公告
[3] GB 51222-2017《城镇内涝防治技术规范》。
官方公告：查看标准公告
[4] CJJ 68-2016《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》。
标准资料：查看规程资料
[5] GB 50026-2020《工程测量标准》。
[6] GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP代码）》。
[7]《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》，国办发〔2021〕11号。
文件对城市排水防涝工程体系、设施运行维护、应急管理、重点积水点智能监测和信息平台建设等提出指导要求。
政策链接：查看政策原文
[8]《关于进一步规范城市内涝防治信息发布等有关工作的通知》，建办城〔2022〕30号。
文件对城市内涝防治信息发布、相关技术标准表述及气象预警预报信息提出要求。
政策链接：查看政策文件
[9] 雷达液位测量相关技术资料。
重点参考电磁波测距、水面反射、波束覆盖、安装几何及测距质量评价方法。
[10] 超声波液位测量相关技术资料。
重点参考声波传播时间、空气声速、温度补偿、声学回波及环境干扰处理方法。
[11] 静水压力式液位测量相关技术资料。
重点参考液体静压换算、密度修正、大气压力补偿及压力测量不确定性分析。
[12] 城市雨洪与内涝模拟相关技术资料。
重点参考降雨径流、地表汇流、排水管网和积水过程的水文水力分析方法。
相关标准主要用于城市排水防涝工程、设备安装和运行管理的技术依据。传感器具体准确度、报警性能、测量误差和连续运行能力，应以相应设备的有效技术资料及现场试验结果为准。
城市积水在线监测方案以道路及其他重点区域的积水深度为主要监测对象，结合水位变化率和温度监测，建立覆盖积水形成、发展、峰值和消退全过程的在线感知体系。
方案根据道路、地下通道、停车场入口、雨水井和其他现场条件，选择雷达液位计、超声波液位计或投入式压力水位计，并将实际传感器高程与固定参考面关联，确保监测结果具有明确的工程含义。
雷达测量适用于具有有效水面电磁反射条件的非接触式场景；超声波测量需要关注温度补偿和声学传播环境；压力水位计适用于具备稳定水体接触及安全维护条件的场景。
系统通过时间序列分析获取水位变化率、最大水深、积水持续时间和排水恢复速度，能够从多个维度反映城市积水事件的发展过程。
针对具有代表性的低洼路段和地下空间入口，可以根据实际地形、道路功能及安全要求设计积水风险分级规则，实现测点级异常识别和管理提示。
在具备有效降雨、排水泵站和雨水管网数据的条件下，可以进一步开展多源信息关联，为排水防涝调度和设施运行评价提供辅助依据。
需要强调的是，单点积水深度不等于整个道路的最大积水范围，雨水井水位也不能直接替代地表积水深度。仅凭水位和温度数据，不能证明车辆、行人或地下空间具有安全通行条件。
工程实施应重点做好传感器选型、测点布置、道路参考高程标定、现场误差验证、变化率算法测试和预警功能验收。
系统投入运行后，还应通过汛前检查、日常维护、强降雨期间数据质量监测和积水事件复盘，提高长期运行可靠性。
通过城市积水深度在线监测、上涨趋势分析、历史事件管理及专业应急处置联动，可以为城市排水防涝、重点道路运行维护和地下空间风险管理提供持续的数据支持。
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