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管网诊断分析中连续监测的重要性—智慧排水之乱弹（145）

作者：卢顺来源：清环智慧水务

小编按：在对排水管网开展诊断分析的过程中，我们是以某个时刻的数据？某天的连续数据？某几天的连续数据？某个月连续多天的数据？为准开展科学客观的分析，其实这是一个很需要注意的科学问题。如果我们监测的时间段覆盖不足，就会产生“盲人摸象”的现象，对系统的评价得出片面不正确的观点。本文以液位的长期监测为例，发现以天为尺度的数据并没有显著变化，而以月为尺度的数据则是会呈现明显的波动，所以需要更长时间的连续监测才能客观反映排水相关要素的变化情况。         

数据分析的保障——连续监测的重要性

在城市化进程加速的今天，污水收集与处理系统的效能直接关系到城市生态环境的质量和可持续发展能力。然而，管网老化、外水入侵等问题日益凸显，导致污水处理设施进水浓度偏低，运维成本增加，甚至引发溢流污染风险。为有效应对这些挑战，管网在线监测诊断是污水提质增效工作的重要措施‌。【参考：排水管网排查诊断的正确打开方式—智慧排水之乱弹（42）；持续推进污水处理提质增效之数据基石—智慧排水之乱弹（65）；在线监测对提质增效工作路线的定量优化—智慧排水之乱弹（76）；提质增效的分区监测及策略量化分析案例—智慧排水之乱弹（87）；监测诊断助力提质增效—智慧排水之乱弹（133）】
在管网在线监测诊断过程中，不连续的监测往往难以捕捉到问题的全貌。由于数据缺失或不完整，分析人员可能得出错误的结论，无法准确诊断管网存在的问题。例如，在外水入侵的监测中，如果仅进行短期或间断性的监测，可能会忽视液位或流量的微小变化，从而错过定位渗漏管段的关键信息。相比之下，连续的在线监测能够提供全面、准确的数据支持。通过长时间、不间断的数据采集，我们可以揭示监测点位之间的联动规律，精准定位外水入侵的问题管段。这种连续性的监测不仅有助于及时发现和处理问题，还能为管网改造提供科学依据，降低运维成本，提升污水处理效能。

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下面笔者将通过某项目中河道液位规律的分析工作为例，体现管网在线监测诊断过程中连续监测的重要性。

1.项目背景  

本项目位于某中型城市某污水泵站上游服务片区，现阶段存在的主要问题为泵站进水浓度低，外水入侵情况较为严重。主要需求为对外水入侵问题进行量化诊断，分析泵站低浓度主要成因，定位主要问题管段。
项目范围内主要水系为自西向东的A沟，A沟北侧截污干管是污水泵站的主要水量来源。截污干管沿线与河道并行，易发生外水入渗的现象，可能是外水入侵的主要来源，应进行河道管网相关性分析。A沟河道共计布设5个液位监测点，在截污干管沿线主要支管汇入点布设流量、液位监测点，形成在线监测网络，监测布点位置及管网拓扑关系图如下所示。   
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图 1监测布点拓扑关系图

2.河道液位日均规律分析  

为进行河道管网关联性分析，首先对河道液位旱天规律进行分析。以河道液位监测点1为例，选取监测期内的典型旱天进行液位分析，以天为基准时间长度进行日均规律分析，选取时间段为10月11日~10月14日，在此期间监测点1的河道液位图如下所示（分析时采用黄海标高液位，以保证数据分析时各点位数据均为绝对标高）。
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图 2 HD-1河道液位日液位图

结果显示，河道监测点1在监测期间河道液位整体保持稳定，黄海标高液位在3.2米左右。对剩余河道监测点位进行液位分析，发现液位变化规律与监测点1类似，河道液位整体保持稳定，黄海标高液位分别在2.3米、3.9米、3.75米和4.4米左右。

3.河道液位月均规律分析  

为进一步分析河道液位变化规律，选取整个10月作为监测时段，以月为基准时间长度进行月均规律分析，在此期间各监测点位的河道液位图如下图所示。

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图 3 河道液位月液位图
结果显示，河道监测点1在监测期间内旱天液位存在明显上下波动，整体黄海标高液位变化范围为3.19米~3.63m。同样的，对剩余河道监测点位进行液位分析，发现液位变化规律与监测点1类似，监测点2~5河道液位均存在明显上下波动，其中监测点2黄海标高液位变化范围为2.12m~2.43m，监测点3为3.63m~4.41m，监测点4为3.55m~4.19m，监测点5为4.17m~4.67m。

4.结论对比分析  

对比河道液位日均变化规律和月均变化规律，发现当以天为基准时间长度时，河道液位整体保持稳定；而当以月为基准时间长度时，河道旱天液位存在明显上下波动，且波动幅度较大，能超过20%。这表明当监测时长不足时，在线监测获取的监测数据较少，无法体现客观的变化规律，可能导致判断失误而得出错误的结论。因此，连续性的长期监测对于获取真实准确的变化规律显得至关重要。

5.建议  

在管网在线监测诊断过程中，为确保诊断结果的准确性，建议在线监测的连续监测时长应符合其诊断需求。具体而言，一级分区监测、河道液位监测等点位的在线监测时长至少持续30天，且监测期内至少包含7个旱天的有效数据和2场降雨的有效数据。若监测30天后未能满足上述数据需求，需进行适当延长。对于溯源排查监测点位，在线监测时长至少持续15天，且监测期内至少包含7个旱天的有效数据和1场降雨的有效数据。若监测15天后未能满足上述数据需求，同样需进行适当延长。   
             

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