TFBOYS从数据出发助推管道连接关系识别—智慧排水之乱弹（59）

    小编按：排水管网很复杂，地下的复杂连接关系一言难尽。有时候业主信誓旦旦的说这个管网结构数据没问题，管网就是这么连接的。但是通过现场却发现数据表现和管网连接关系不符合，这时候就可以通过数据监测的质量和变化，来辅助分析发现错综复杂的管网问题。因此，靠谱的现场技术工程师TFBOYS非常重要。

    现场技术工程师TFBOYS（来历参考：TFBOYS的现场安装运维—智慧排水之乱弹（35））的工作不仅仅是排水管网在线监测设备的安装和运维，更需要对监测设备安装位置的合理性进行评估，同时还可以对现场管道工况进行全面的摸排，对获得的在线监测数据进行逻辑判断，只有这样，才能做到对每一台安装的设备和每一个采集的数据负责。本文以一次污水管道的临测摸排为例，讲述清环现场技术工程师如何通过与业主高效的现场对接配合、监测点位的逐步优化、以及上下游监测数据的逻辑判断，最终确定最佳的监测方案并得到可靠的摸排结论。（现场技术工程师的基本技能见《老司机谈排水流量监测的“望闻问切”—智慧排水之乱弹（52）》）

此次监测针对某泵站上下游主干管开展，最初监测目的为获取泵站两根主要进水管的水量大小，从而获得泵站进水总量情况，同时核实泵站后主管在穿河前后是否存在水量变化。该系统概化及第一轮监测布点情况见下图，一共布置5台设备，其中泵站前3个点，泵站后2个点。

第一轮定点方案

监测设备于4月23日完成安装，通过23日至29日一周的连续监测，发现泵站后穿河管前与穿河管后的监测数据显示管内几乎没有水流，而液位却以十分一致的规律在变化着，如下图所示。

穿河管前 4月23-29日数据

穿河管后 4月23-29日数据

经过现场观察确认，管内的确没有水流流动，发现该情况后，现场技术工程师及时与甲方进行沟通探讨，最后确认原因为：下游污水厂长期处于高水位运行状态，受下游顶托效应，泵站排出的污水量不大（预估每天不超过2000m³），在通过消能井之后的穿河管前和穿河管后两处检查井已经无法形成明显水流。通过理论计算，管径按DN1000计、按满管运行、流速以0.02m/s计（THWater智慧排水监测流量仪能稳定测到的最低流速为0.02m/s，而市场大多数流量计能稳定测量到的最低流速为0.06m/s，下一代THWater监测设备将进一步降低监测阈值，已经在研发测试过程中……），可算出每天流量为1357.2m³，接近泵站一天的排水量。(使用过我们设备的都知道，THWater排水在线监测公众号支持流量模拟计算功能，在公众号右下角-系统-流量计算器，支持多种形状下的流量模拟计算)。通过现场录制视频、设备原理讲解和模拟计算器演算数据，解决了甲方对设备的存疑心理。

基于上述原因，泵站后穿河前后的点位目前不具备监测意义，同时由于泵站上游13号井的流量数值比预期数值要大50%以上。因此，通过商量之后决定制定新的监测方案：将泵站后设备挪到泵站前，对泵站上游的流量进行更为精细的监测，如下图所示。

第二轮定点方案

而第二轮的监测结果又一次对现场工程师提出了挑战。由于泵站周期性开启，数据呈现较大的波动性。当泵站关闭时，上游来水不断汇入泵站前池，前池水位上升并对上游管道形成顶托使得管内水位也不断上升，此时管道内流态较为复杂，可能形成旋流以至于数据呈现正负交替，此时的监测数据不具备参考性。当泵站开启时，管内形成了通畅的水流条件，此时间段的监测水量即为泵站的抽水量。因此，在统计流量时，应根据液位情况及流速方向首先判断泵站状态，挑选出泵站开启的时段进行流量统计，有效避免统计结果出现较大误差。

根据上述原理，挑选出16、13、10号井在5月7日11:30-5月8日11:30的监测数据，得到其累计水量分别为1069m³、2870m³、1620m³，13号相比16号水量有明显的增加，而10号水量却有所减小，并不符合已知的上下游逻辑关系。为解释这一数据背后的原因，清环现场工程师开展了新一轮的现场摸排以及与业主沟通，在16号井与13号井之间找到了一根支管，其水量来源为附近一小区排水，解释了13号井流量增加的原因，但10号井与13号井之间存在的差异原因仍然不明。

幸运的是，正好在监测期间内，因泵站下游检修，8号上午11:30泵站进行了关闭，工况发生了明显的变化，为清环现场工程师进行诊断提供了新的线索。3个监测点位5月7日至5月10日的监测数据如下图所示。

16号井 5月7日11:30-5月10日10:00监测数据

13号井 5月7日11:30-5月10日10:00监测数据

10号井 5月7日11:30-5月10日10:00监测数据

可以看出，泵站完全关闭后，液位开始上涨。而16号井与13号井在泵站关闭后仍然能够维持正流速，10号井则全部变成负流速，即受泵站关闭影响而倒流。综合判断，13号井与10号井之间必然存在另一根管将水排往别处。

那么这根管究竟通向何处？如果是通向泵站下游，那检修队伍肯定能发现问题。如果通向某个小区或者工厂，那停泵后会不会造成支管上游严重溢流？现场工程师及时将判断结果告知甲方，经过甲方多方核实，最终得到了印证。

THWater提供的不仅仅是设备，还有我们的专业知识和我们的服务水平。每日多次核查设备数据，数据有问题时随时给予甲方信息回复，正确面对设备监测到的任何问题，是设备本身问题的及时整改，是管网问题的如实汇报。清环的现场技术工程师绝不仅仅是设备安装的“工头”，更是对数据负责的“数据管家”！

北京清环水务技术研究院/北京清环智慧水务科技有限公司，专注于智慧排水管网在线监测及服务。