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在线监测方案制定的6个原则—智慧排水之乱弹(131)

作者:张旭东来源:清环智慧水务

小编按:排水管网的在线监测方案究竟怎么做才能更加科学有效?本文结合多个监测方案的编制和实施经验,总结了6个原则,供大家参考

监测方案的制定是开展排水管网在线监测的重要基础工作,既要满足监测目的和需求,又要兼顾经济性的考虑,将有限的点位和指标发挥出最大的效能。制定有效、实用、经济的监测方案是一项具有挑战性的任务,不同的排水系统特征和基础条件,不同的监测目的和需求,以及不同的投资预算限制,都会影响最终的方案。不同城市和项目的方案需要因地制宜的制定,难以套用一个固定的模板,但其中有一些重要原则是相通的。上回我们介绍了监测布点的典型错误认识与正确打开方式—智慧排水之乱弹(103),今天来聊一聊排水管网在线监测方案制定的六大原则

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原则一:需求导向

排水管网在线监测要发挥价值,必须紧密围绕实际的监测需求。在实际应用中,监测需求往往因为涉及部门主体多,以及缺乏经验认识不足等原因而含糊不清,从而导致方案难以落地、效果不达预期等情况。因此,监测需求的梳理、对接与明确是监测方案制定的重要前置工作。我们基于项目实践经验的积累,总结了排水监测的十大需求,包括评估诊断、监管管理、智慧运行、模型应用等几个方向。值得注意的是,一般开展在线监测工作往往都服务于多个需求,并且不同需求的监测点位与指标也会存在一定程度的重叠,这就需要我们在监测方案编制之前,应首先明确包含哪类或哪几类监测需求,并且对不同需求之间的关系进行系统性的梳理。   

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排水监测的十大需求
原则二:分级分区

基于排水管网呈现枝状分布式的基本特征,分级分区是实现监测效能最大化的主要方式和原则。《城镇排水管网在线监测技术规程》(T/CECS 869-2021)中根据排水管理的需求和重点,将监测层级化分为整体监测、分区监测和精细监测三个层级:

(1)整体监测:仅针对污水厂、重要泵站节点以及主要排口等最重要的节点,用于掌握区域排水的基本负荷情况,支持基础性管理工作的开展;
(2)分区监测:根据区域汇水关系和管网所存在的问题,基于网格化的思维,将区域划分为若干个二级/三级排水分区,在各排水分区出口开展监测,实现更加精细化的管理模式;
(3)精细监测:细化各重要节点监测,并覆盖“源头-过程-末端”的全过程。对于污水系统,纳入对典型/重点排水户的监测,对于雨水系统则纳入海绵城市改造项目或低影响开发项目的监测。
在实际的监测方案制定过程中,这三个级别的分界线不一定清晰,对应的布点密度在不同项目中也可能不同,以及在同一个项目中也可能出现不同片区的监测级别不同的情况,但始终保持着分级分区的思维模式能够帮助我们更好的梳理监测体系。   
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分级监测体系
原则三:系统布局
监测方案的制定不仅要考虑监测布点的系统性,也要系统统筹不同监测指标以及不同监测方式的优化组合,应根据监测数据需求,采用合适的监测指标和方式,以提高监测设备和数据的应用效能。在监测指标方面,排水管网在线监测主要涉及液位、流量、水质等指标,应明确不同指标应用的主要用途和局限以及对应的建设和维护成本,在此基础上进行系统布局,避免“仅做了简单指标却想实现复杂分析”或“做了全指标监测但部分指标完全没有应用”等情况。   
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不同指标的用途及成本

在监测方式方面,应根据点位重要性和对数据连续性的要求,采用固定监测、临时监测、轮换监测和瞬时监测相结合的方式,对于需要长期监测的重要点位采用固定监测,对于仅需要短期数据的点位采用临时监测或轮换监测,对于现场快速摸排的需求采用瞬时监测,用更少的设备数量覆盖尽量多的监测点位和数据需求。

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不同监测方式及其应用场景
原则四:逐点确认

监测方案的制定,一方面依赖管网图纸、设施、排口等基础资料的收集和整理,另一方面也要重视现场的踏勘核实,尤其是图纸资料时效性和质量较差的,应在现场对监测点位进行逐点确认。现场踏勘过程中应主要关注以下几个方面:一是核实现场情况是否与图纸相符,包括井位的位置、类型、管径、埋深等,将方案中的监测点位落实到具体的井位;二是由专业的监测人员判断点位是否有设备的安装条件,并对安装后数据的准确性以及后续的维护工作量进行初步评估,对存在严重偏心、淤泥板结、大水量跌落等情况的点位,根据点位重要程度判断是否优化安装方式或调整点位;三是对井内的排水情况进行初步的摸排,包括排水流向、味道、颜色、有无混接等,对存在异常情况的及时向排水管理部门上报进行处理。   

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监测点位现场踏勘
原则五:迭代优化

监测方案的制定不只是监测项目实施前的工作,也不是一蹴而就、一劳永逸的。在前期监测方案制定、过程安装实施、以及后期数据应用的全流程中,用户对监测数据的真实需求会不断细化,现场的监测条件与边界范围会不断变化,数据的获取与应用情况也可能与预期不符,这些情况都会要求我们再回过头去对监测方案进行迭代优化,包括点位和指标的新增、取消和调整等。方案的持续迭代优化,是提升监测价值和实用性的重要原则。   

原则六:建管并重

排水管网在线监测其本质是一项辅助排水管理的技术手段,在线监测设备的安装与数据的获取是过程而不是结果。想要真正发挥在线监测的价值,一定是要在真实的排水管理场景中将监测数据应用起来,将其统筹纳入排水系统的日常监管、巡查维护、预警报警、工单派发等工作流程中。建管并重的原则,要求在建设阶段加强监测系统的质量和可靠性,更要求在管理阶段加强监测系统的应用。        

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本文简要介绍了排水管网在线监测方案制定的六大原则,即需求导向、分级分区、系统布局、逐点确认、迭代优化、建管并重。在监测方案的制定过程中,把握这六大原则,有助于提高方案的系统性、科学性和有效性,能够更好地推动方案落地,发挥在线监测的应用价值。  

好的监测方案也需要专业化设备的支持。针对排水管网的复杂恶劣工况,我们一定要用高质量、高品质的专业化仪表,才能满足排水管网持续可靠准确监测的技术需求。

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特别是针对排水管道的流速,对于复杂分层的排水管道流场分布,只有通过综合连续波扫描与脉冲波分层测速两种方式,获得更能充分反映流场分布规律的原始测量数据,才能让流速流量测量的一致性、准确性和可靠性提高。下面的技术视频可以看一看:

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