贾东风

摘 要：利用物联网技术使得防汛部门可以及时掌握城区雨情、水情、工情、灾情信息，对城区防汛与处置工作作出科学决策，统一指挥、统一调度及监督处置工作、抢险工作、灾后救助，并做好有关协调工作。通过城市内涝灾害分析模型的应用可以提高防汛排涝调度科学性，降低极端天气对社会经济生活造成的影响，保障社会经济的稳定发展。

关键词：物联网技术;城市内涝灾害分析模型;城市防汛工作

1.物联网概述

物联网（The Internet of Things，简称IOT）是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，物联网就是在互联网基础上延伸和扩展起来的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来，实现在任何时间、任何地点、任何事物的互联互通。

物联网技术就是实现物物互联的技术，物联网技术通过射频识别技术（RFID）、全球定位系统（北斗）、红外线传感器、激光扫描仪等信息技术与传感设备，按照约定的协议，将事物与互联网相连接，进行信息交换，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。

2.物联网技术在城市防汛工作中的重要性

2.1预测

利用物联网技术对防汛工作的影响因素进行数据分析，根据以往大量的经验与实证基础上预测内涝可能发生的时间范围与洪水流向等，以便更好地预防内涝的发生与发生后及时作出应急措施;

2.2治理

基于物联网技术，可以有效确定需要治理的区域，确定后制定解决方案，做到治理的精准性、及时性。从内涝和暴雨灾害的预防到治理，物联网技术在城市防汛工作中的作用十分重要，不仅可以降低人身安全与财产损失的概率，还可以保护城市正常的运行与发展。从气候变化和城市发展来看，在城市防汛中引入物联网技术是非常必要的。物联网技术具备的系统性与整体性，可以将信息进行有效整合，实现从信息的采集到传输，再到整理与分析的整个流程，实现城市防汛工作的一体化管理。

3.物联网技术在城市防汛中的具体应用

3.1实现对市政设施的实时监控

城市规模处于不断扩张的形势，市政基础设施也在不断增加的过程中，城市化的所有发展与推进都在无形中提高对城市防汛工作的要求。而通过物联网实现对整个城市的实时监控与管理便是十分关键的一环，将实时监控引入到城市防汛工作中，可以帮助相关工作人员实现对有关积水等水灾害的高效处理。通过在城市中安装高清监控设施，利用无线视频服务器等完成视频传输，实现对人行天桥、地下通道、立交桥等易积水市政设施与城市排水管交接处等易损坏区域的全天监控，实现对受灾区域的准确定位与概况了解，以便相关人员对灾害的程度与造成的影响进行分析与评估，并及时排除积水、积雪等可能造成市政设施受到损害的隐患等。

3.2实现对防涝井盖的高效管理

井盖是城市下水道与地面的连接处，通过井盖，地面上的积水、雨水、污水都可以及时得到排放，当城市排水管网或下水道出现问题时，通过井盖处相关人员可以及时对故障进行检修与处理，有着一定的防涝作用。当前现状是城市井盖经常出现丢失或移位等现象，网络上频频爆出因井盖丢失发生的安全事故，在这一方面，井盖的丢失或异位对城市防汛排水的工作十分不利。由于城市中井盖数量较多、分布较广，相关单位无法实现对所有井盖的实时监管，无法及时获知出现异常的区域，更无法及时作出相应的应急方案与措施。

3.3实现对排水管网水位及气体的监测

城市具备一定的规模，其排水系统也十分复杂。在城市防汛中，对排水管网状态进行有效管控十分关键，是防汛排水的关键因素。排水管网有合流、截流等多种现象的存在，不同的水位有不同的数据，而排水管网中水位数据变化则是城市防汛工作中应急决策的关键依据。通过利用物联网构建排水管网水位监测系统，安装水下液位计与可燃气体传感器实现对排水管网中的水位数据与可燃及有毒有害气体的浓度进行监测，通过监测系统将液位计与传感器采集到的模拟信号转变为计算机可以识别的数字信号，在通过无线传输网络将数字信号传输至计算机系统中，最后实现排水管网水位与气体的实时监测，对传输回来的数据进行分析与处理，为城市防汛工作提供科学依据。

4.城市内涝灾害分析模型概述

城市内涝是由于短时强降雨或连续性降雨超过城市排水能力，在排水不畅等情况下形成城市积水灾害的现象。在城市内涝灾害分析模型研究方面，国内外学者进行了较多尝试，并取得了大量研究成果。国外研究开发了多个分析预报模型，例如丹麦的MIKE12、荷兰的DELFT3D、澳大利亚的GCOM2D/3D等模型;国内学者以SWMM模型为核心基础构建了变化下垫面情景下的雨洪模型，并进行暴雨内涝洪水的淹没模拟，对城市化进程中下垫面变化对积水产生的影响和对应条件下的排水管网优化开展了相应研究。

5.物联网技术与城市内涝灾害分析模型在城市防汛中的应用

5.1泵站信息采集与传输系统

泵站数据采集与传输系统中的各个遥测站点通过PLC采集现场仪表、机泵等信号，进行处理后通过5G网络传输至中心站，中心站采集汇总现场传送来的数据并通过接口软件进行数据处理和存储。

5.2水位信息采集与传输系统

水位信息采集与传输系统由遥测数传装置（RTU）、水位传感器、通信设备（GPRS、蓝牙）、太阳能电池板、蓄电池组等组成。水位传感器测量河道、闸门上下游、泵站前池的实时水位，通过通信设备传送到监控中心，监控中心接收并存储。

5.3道路积水采集与传输系统

道路积水采集与传输系统由感应式采集终端和无线端机两部分集合一体而成，感应式采集终端利用电子装置感应水位变化，并将水位信息传送至无线端机，无线端机采用先进微型处理器，内置远程通信模块，集成RTU、DTU、充电控制器、防雷模块、摄像头模块、蓝牙模块等，完成水位测量、照片采集、数据保存、远程数据通讯等功能。城市内涝灾害分析模型基于城市DEM、城市排水管网、泵站、闸门等基础数据，构建管网排水模型、道路积水模型，内河河网模型，综合利用通过物联网技术采集到的河道水位、泵站前池水位、闸门泵站工况以及降雨和潮汐预报等实时防汛监测数据来预测城市河道水位和道路积水的发展趋势，并给出闸门和泵站的调度建议，为防汛排涝获取提前量，提高防汛调度的科学性、合理性及针对性。

6.结束语

综上所述，城市内涝是由于短时强降雨或连续性降雨超过城市排水能力，在排水不畅等情况下形成城市积水灾害的现象。近年来，高速发展的城市化进程引起城市水文特性的显著变化，城市人口数量大幅增加、交通运输量加大、城市房屋建筑密集、混凝土覆盖面积增大、雨水渗透减少，改变了城市所在区域的生态环境，进而形成热岛效应，而城市热岛效应会直接影响降水，导致降雨强度增加。城市内涝灾害频发的现状不胜枚举，如何建立和完善城市内涝监测预测体系，更加高效准确地对内涝灾害进行监测、预测和管理，已成为当今城市防汛工作必须解决的问题，破解城市内涝难題也成为全民关注的痛点。

参考文献：

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