排水管网快速监测与诊断分析—智慧排水之乱弹（37）

⬆关注公众号看更多智慧排水资讯。

小编按：排水管网的安全可靠运行，是城市安全运行的重要基础之一。在特殊时期，如何少出门并全面诊断排水管网运行风险和问题，也是排水管理者面临的问题之一。利用THWater即装即用的便捷特征，快速构建排水管网在线监测系统，可以有效支撑排水管网的快速监测和诊断分析。且看萌总带来的专业思考。

序：2020年伊始，突如其来的新型流感打破人们正常的假期。面对疫情，“少出门、宅在家”成为了普通老百姓对国家最大的贡献，非必要企业也都已延期复工。然而，作为影响国计民生行业之一的排水管网运营工作还在坚守，需要保证排水系统的持续稳定的运行。在这个大数据和互联网蓬勃发展的新时代，快速构建物联网监测系统已成为影响城市管理各个领域发展的推动力量之一。作为排水管网领域工作者的一员，北京清环在这个特殊时期面对排水管网行业的各种监测服务需求，直面挑战，利用THWater产品的独特优势躬身入局，快速响应，坚决打赢攻坚战。

文：节前某地有一项紧急的管网诊断任务，需要借助在线监测手段获取有效的过程数据，以便定量掌握污水管网排放情况，通过分析诊断，对区域内管网破损、混接、错接等问题进行全面的分区摸排。如果按照常规的仪表工程安装操作，那在春节前是不可能完成的。我们利用THWater系列设备即装即用的特性，于1月21日调拨了15台在线流量计，在重要管道节点（污水厂前、主要干管、代表性小区等）进行标准化快速安装和调试，3天内完成所有点位快速部署，（一个人搞定非常便捷！），为监测数据的有效性提供坚实保障。

基于THWater系列设备软硬一体、数据在线输出的特性，设备安装后，用户可以利用互联网便捷登录在线监测平台，随时查看数据（不需要人到现场），该平台具有专业化的视图界面，不需要复杂的系统集成、设备安装后随时可以查看数据等优点。因此在无需抵达现场的情况下，就可实时获取有用、有效、及时、准确的流量数据，所有的流量数据随时间的变化曲线都能可视化呈现，并得到一系列专业统计结果。基于此，我们构建了“数据分析+信息互联+直观呈现”的能力，进而实现以数据为支撑，进行数据决策、科学管理从而支撑起灵活协同、快速高效的远程办公模式。（小编：据说THWater已经部署到40多个城市或地区，总量超过3000台在线设备，这势必减少了不必要的排水管网现场工作，实现“少出门、多办事”的专业支撑。）

据本项目管网诊断的大目标，在进行监测布点前，首先对基础资料进行了整理，其核心是对管网的拓扑关系进行梳理，并对管网资料进行概化处理，形成监测布点与排水系统上下游关系的逻辑简图（见下图）。通过连续流量监测，辅助摸清排水系统运行现状，识别排水规律，并对排水设施实际运行状况以及污水干管的水量进行排查和分析，如高水位运行或空管的情况。实现运行负荷定量化诊断及水量平衡分析，客水混入调查，以及提供管网模型的参数率定和模型验证。

于本项目覆盖面积大，管网复杂且存在诸多未知空白区域，为实现管网诊断的整体目标，故采用“分区分级排查、设备轮换监测”的诊断模式。第一轮布点后，经过监测设备持续稳定的输出，截止1月31日远程累计收集到21600余条真实有效的监测过程数据（小编：分钟级全网同步持续监测能力不是盖的……）。利用这些数据，在家里就可以对排水管网进行了快速统计分析，得到如下初步结论：

1、旱天管网运行状态和风险分析

监测期间，当地于1月22日至26日出现连续降雨，累计降雨量为71.9mm。考虑到降雨对地表径流和地下水等的影响，故选取1月27日至1月31日的流量监测数据作为旱天监测数据进行分析。经过统计分析发现，15个监测点中，14个运行风险较低，没有出现满管流；6号点处于污水厂进水干管前，长期处于满管运行状态，且峰值因子（旱天监测得到的最大液位值与监测点位处的井深的比值，反映该处节点污水外溢地面的风险）达到了0.78，“高液位+高波动”不仅说明雨天有较大的污水外溢风险，且会对污水厂造成较大的冲击。

2、监测点流量连续变化特征分析

通过分钟级的流量监测数据，能够识别各监测点的流量连续变化特征，从中可推断出各点位的类别和运行状态等信息。下图反映了本轮监测中4类典型的流量过程线：

（1）6号点：该点为污水处理厂进厂主干管线，流量较大，从连续的流量监测数据曲线中可以看出，该点流量存在突增和突降的现象，且在降雨期间水量变化与降雨时刻相比具有滞后性，这可能与该点位的运行受到泵站控制有关，建议后续收集有关泵站的运行数据进行综合分析；

（2）7号点：该点位在降雨期间有明显的流量响应，但在旱天没有水量，可能为雨水管，建议在现场核实后更换点位；

（3）8号点：该点位在旱天的水量波动较大，存在两个明显的波峰，原因不明，建议核实点位周边环境，如是否存在施工等因素，查明突增水量来源；

（4）5号点：该点位在24日发生明显的数据缺失，发现该问题后，我方立即安排实施人员到现场查看，发现数据缺失是由设备探头挂垃圾所致，通过清淤维护，流量数据恢复正常。

3、水量平衡初步分析

6号点位为片区污水厂前流量监测点，统计发现污水厂的日处理水量约为3万方。根据前面的逻辑简图，6号监测点上游监测到进水共计4路，分别为1号、5号、8号和15号，4者合计仅为6号流量的61%，从监测数值简单叠加看，有较大水量监测空白，故应是下一步补测的重点。同时发现4、7、9、10号点位旱天流量为0，初步判断是空管或雨水管，需要进一步核实。

4、雨水入流初步分析

在理想的分流制排水体制下，污水管内不应有雨水混入，但在实际情况中，往往存在管道破损、雨污混接、外来水入侵等问题，而导致雨天污水管内的流量增加。经过监测期间连续数据分析发现，监测的各主要污水管处均存在较大程度的雨水混入现象。在22日至26日发生的场次降雨中，雨天平均流量最大可达旱天平均流量的4.7倍。对于本轮监测的6号点，在降雨期间，有多达59%的进厂水量为混入的雨水。其主要雨水混入来源为8号点位，占总雨水混入量的78%，应是下一步进行监测和诊断分析的重点区域。

在此次疫情面前，为保障居民日常生活工作的正常，排水运营工作一刻不能停歇。THWater系列产品凭借“即装即用、智能报警、软硬一体、云端在线”的特性，成为排水管网运行与管理、打赢管网诊断攻坚战的核心与关键。受新型冠状病毒疫情影响，我国未来一段时期的经济发展势必受到一定的负面影响，借助THWater在线监测平台的便利和互联网基因的加持，保障了管网诊断工作顺利稳定推进，减少不必要的现场工作，减少暴露风险。在这场没有硝烟的战场，清环人与国家共命运共担当。中国人不仅聪明勇敢，而且勤奋积极才是在这个世界屹立不败的要诀。清环人决定做一个躬身入局者，凭借积极心态和智慧，化危机为转机，完成使命。

如您有需要咨询的排水监测需求和问题，请扫描二维码，添加本文作者李萌“limeng269261”为好友进行反馈，笔者将尽快为您提供力所能及的帮助。

点击阅读原文，也可以看前36回的电子版全集哦。

北京清环智慧水务科技有限公司，一家专注于智慧排水管网在线监测及服务的公司。

躬身入局   共克时艰