小编按：在线液位监测是排水管网管理中常用的状态监控手段之一，也是最经济、最可靠的在线监测预警手段。本文结合2个实际案例对基于多点位液位的上下游分析诊断进行了探讨，对多点位液位分析有一定的参考借鉴意义。

排水管网具有隐蔽性强、排查难度大的特点，一般开展管网摸排及维护成本很高，而且难以全面掌握排水管网的整体运行情况。随着在线监测技术的逐步推广，对排水管网进行在线液位、流量监测已经有广泛的应用。对排水管网的在线监测能够帮助相关部门及时了解排水管网的运行实时状况，在雨天可以快速响应雨季防汛排涝需求；在液位或流量数据出现异常增高或降低时能够迅速反应处置，尽可能减少路面淹积水对周边环境、社区的影响。作为排水管网的“眼睛”，在线监测设备的功能远不止内涝预警预报这一单点应用能力。通常情况下，排水管网中的异常状况都能通过液位和流量等数据一一反映出来，我们清环的职责就是将多点位、连续的在线监测数据解码成典型的管网运行状况或异常问题，从而达到“诊断”的效果，让数据“说话”。通过加大在线监测设备的安装密度，可以更全面的分析排水管网的运行状况。随着各地城市智慧排水系统的逐渐建立，我们的目标早已不仅是对于单个易涝点的预警预报，而是通过加密监测，以最低的成本对管网的健康进行精确诊断和实时监控。【小编：多点位监测后，不再局限于每个点位的监测预警功能，还可以进行多点位的关联分析，从而产生1+1>2的效果，本文只是一个小小的尝试；清环也在研究更强大的多点位液位分析评估工具。】

本文将分享在某城市液位加密监测过程中，由于管道上下游液位数据变化异常而从而诊断并定位异常管段的实例。

案例一：管道上下游液位联动性分析

某南方城市夏季防汛压力较大，为确保及时排涝防汛，采用了大量THWater液位仪进行长期的预警预报，同时在部分防汛重点区域周边进行了加密布点，以研究该区域上下游管网运行情况。本案例选取了一段总长约2公里的主干管道，包含了防汛点（节点四）及其上游三个节点，共安装了4台THWater在线液位监测设备，现状图纸显示该管段没有支管接入，简图如下：

由于该防汛点为重点管控点位，一台抽水车在雨天长期停驻在防汛点（节点四）位置进行抽排，以确保该点位液位的安全稳定。经过一段时间的在线监测，对比四个节点液位的变化规律，发现尽管四个节点变化趋势几乎一致，中游节点三液位远高于上下游，且降雨期间液位总是先于上下游升高。在没有支管接入的情况下，上游节点的液位通常会先于下游节点发生变化，因此怀疑可能存在支管接入的情况。在某场降雨下四个节点液位变化如下图所示。

结合现场踏勘及相关资料的收集后，我们发现两个监测点之间并不存在支管接入的情况，末端节点四虽然管径较小（600mm），雨季长期满管运行，但由于持续抽水，流量及流速相对稳定。另一方面，我们也设法取得到了每个安装节点井底的高程数据。将高程数据添加到液位变化曲线之后，四个节点的液位高程数据曲线如图所示。

从液位高程对比图中我们发现：在日常运行期间，节点三的液位高程最低。随着管道中水量增大，节点三液位高程短时间内增加至与节点二相同，节点二液位保持不变，在二者液位高程达到一致的短时间内，两者液位高程实现同步变化。当节点二或节点三的液位高程超过上游节点一时，节点一的液位才会相应升高。

综合以上信息我们可以发现，整个管段形成了一个以节点三为最低点的“盆地”，节点三至节点四为一段典型的逆坡，阻碍水流的通行。当水量增加时，大量污水先在节点三处汇集，正如沿碗壁倒水的场景，随后管道整体水位上升。节点四由于持续抽水，液位几乎没有变化。管道实际日常运行情况如下图所示：

节点三作为污水汇集的最低点，在降雨过程中承受了整个管段最大的压力。在持续监测过程中，该节点多次出现降雨初期1分钟内液位上升超过1米的情况，且在多场降雨中出现了溢流的情况，因此需要对节点三至下游节点四300米左右的管段进行重点关注，优先进行日常监控、清淤维护及后续改造。

在某场降雨过程中，两处监测点的液位随降雨强度波动，虽然下游的液位迅速下降恢复至旱天液位，但是上游的液位下降非常缓慢，在降雨结束后持续维持高液位超过12小时，且出现了溢流的情况（井深1.2m），如下图所示（红色曲线为下游监测点）。整个降雨过程中，两个点位液位数据的相关系数达到0.8（正相关），而在排空过程中，液位数据相关系数仅为0.09（几乎不相关），说明两个点位之间的连通性存在一定的问题，雨水积压在上游，管段整体排放不畅，可能存在淤积堵塞。

在我们将管网问题定位到300米的管段区间之后，应该着重对两个监测点之间进行检查和清淤，同时结合上下游泵站的调度运营进行管控。

总结

构建管网的科学监测系统是一个循序渐进的过程，得益于THWater设备分钟级别的精确监测以及更密集的在线监测设备布设，结合不断完善的管网数据，我们能够建立起系统、科学的在线监测网络，精确掌握管网的运行情况。对于管道问题的诊断需要以现场工况为依据，结合多方数据，从而找到真正的“病因”并对症下药，管网问题就找清环。

通过短距离的加密液位监测，以上下游数据联动性及相关性为依据，不仅能够精确定位管网病症所在，也能为后续运营管理办法提供参考依据，极大程度地节约了人工巡查的成本，提高排水管网的系统化监管和运行效率。另一方面，虽然液位的变化能够一定程度上反映管道问题，但由于管道系统情况复杂，不同节点之间管道的管径也可能不同，仅靠液位变化数据不一定能够及时有效地反映管段过流量的真实变化，此时应配合清环的在线流量监测技术，能够更好地帮助我们对管道问题进行诊断。【更多液位诊断应用参考：液位监测诊断与分析评估—智慧排水之乱弹（23），液位数据判定雨污混接的作用与局限—智慧排水之乱弹（61）】