管网水质监测站在城市排水体系中的应用与运维探析

　　城市地下排水管网是城市水环境系统重要的组成部分，管网内部环境复杂，空间密闭，常年处于潮湿多污的工况之下，传统依靠人工下井巡检、定期采样送检的模式，不仅作业过程存在安全风险，同时采样周期较长，很难捕捉水质的瞬时变化，难以完整掌握管网内部水质动态变化情况。管网水质监测站作为面向地下窨井、排污管网开发的在线监测设备，能够部署于管网内部开展不间断的感知采集，填补地下排水管网实时监测的缺口，为城市排水管理工作提供现场原始数据支撑。

　　整套管网水质监测站由前端传感单元、数据采集控制单元、数据传输单元以及后端云平台组成，各个模块相互协同完成从现场感知、信号处理、远程传输到数据存储分析的完整流程。前端各类传感探头直接接触管网水体，完成水体多种理化指标的感知工作，采集控制单元接收来自传感器输出的信号，完成信号转换、本地处理，设备支持一键式开机，部署完成之后无需复杂的参数调试，即可进入工作状态。考虑到地下管网空间狭小潮湿的使用环境，设备整体采用高度集成的结构设计，体积紧凑，能够直接固定安装在窨井井壁之上，不会对管网内部水流通行造成阻碍，安装工作受现场条件约束较少，适配多种老旧管网以及新建管网的改造项目。
 

　　防护结构设计适配井下复杂工况，传感器与采集设备均采用高等级防水结构，可应对井下积水、高湿度、污泥沾染等环境，同时具备对应的防爆属性，适配排水管网潜在的气体环境。设备采用低功耗硬件方案，依靠内置电池供电，在不外接外部供电线路的条件下也可以维持较长周期的持续运行，减少井下布线施工带来的工作量。设备拓展属性较强，除基础水质相关感知之外，还可以外接其他类型传感部件，实现流量、液位、井盖状态等多类现场信息同步采集，项目实施阶段可以结合项目实际监测目标灵活选配传感部件，调整设备配置，串口波特率等通讯相关参数也可以进行独立修改，适配现场已有的信息化系统对接需求。

　　数据传输层面支持4G或者NB‑IoT两种通讯方式，现场采集得到的数据经由传输单元上传至后端环境监测云平台。云平台承担数据存储、查看、统计以及设备管理等多项工作，管理人员可以借助电脑浏览器或者移动终端访问平台，调取各个监测点位的实时监测信息，也可以回溯时间跨度较长的历史记录。平台内置权限分级管理机制，不同账号分配对应操作权限，分别完成设备信息修改添加、数据查询导出等不同操作。系统支持按照时间、数值区间、报警阈值等条件筛选监测记录，完成时、日、月维度的数据统计分析，生成对应的报表文件，报表可以导出为通用表格格式或者直接打印输出。遇到现场网络临时中断时，终端设备可以缓存本地历史记录，待通讯恢复之后，将存储的历史数据补录上传，同时平台也支持外部表格数据导入，丰富整体数据库内容。

　　管网水质监测站内置多类报警逻辑，当出现设备本体故障、水质指标超出设定阈值、测量数值出现异常超限的情况，系统会触发报警提示，便于管理人员第一时间掌握现场异常状况，为雨污混接识别、管网污染溯源、排水风险排查提供线索。设备可应用于城市雨水管网、污水管网、排污管网、窨井监测等诸多场景，在实际组网布设过程中，需要结合管网布局、汇水节点、风险点位分布确定监测点位，重点关注管网交汇位置、管网末梢、排污接入节点，让采集的数据具备区域代表性。

　　日常运维工作要结合地下设备的工况特点开展，远程层面，运维人员可依托云平台完成常态化巡检，查看设备通讯状态、信号强度、电池电量、数据连续性，及时发现通讯中断、长时间数值不变等异常现象。现场作业时，需要做好井下作业安全防护，检查设备固定支架是否牢固，传感器探头表面污泥、附着物情况，及时完成清洁，避免附着物干扰传感部件感知效果。核对现场设备采集数值和平台接收数据是否匹配，排查线路接口密封防水状态，防止井下水汽侵蚀接线部位。虽然设备具备基本免维护的特性，可以长期稳定运行，但仍需要按照运维周期完成检查维护，及时处理部件老化、电池衰减等问题，保障整套监测站持续输出可靠有效的监测数据，助力城市排水管网精细化管理工作落地。