市政地下排水管网中,地埋式液位计如何实现管网积水液位的实时监测?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2026-02-15 | 4 次浏览 | 分享到:
地埋式液位计专为地下复杂工况研发,防护等级高,具备防水、防腐蚀、防堵塞等优势,是市政地下排水管网等场景积水实时监测的核心装备。其通过 “精准感知 - 稳定传输 - 智能处理 - 长效运维” 的全流程闭环设计,实现管网积水液位的实时监测。地埋式液位计的抗干扰能力依托结构防护、信号处理、材质选型三大核心,能有效抵御电磁、泥沙等干扰,在地下强电磁、多泥沙环境中,通过针对性选型、安装优化与运维管理,可实现长期稳定、精准监测,适配不同极端地下复杂环境。

市政地下排水管网是城市防洪排涝的“地下生命线”,承担着雨水、污水的收集、输送与排放重任,其积水情况直接关系到城市运行安全与市民出行安全。地下排水管网工况极端复杂,具有空间密闭、光线昏暗、环境潮湿、积水浑浊含沙量高、杂物繁多、无人值守且检修难度大等特点,传统液位监测设备(如普通投入式液位计)易出现堵塞、腐蚀、进水、信号中断等故障,难以实现长期稳定的实时监测。


地埋式液位计作为专为地下密闭场景研发的液位监测设备,凭借防水、防腐蚀、防堵塞、抗干扰、可完全埋地安装的核心优势,成为市政地下排水管网积水实时监测的核心装备。与常规液位计不同,地埋式液位计无需外露安装,可直接嵌入地下管网检查井、节点井、集水井等关键位置,深度适配地下潮湿、多泥沙、密闭的工况,通过“感知-传输-处理-预警”的全流程闭环设计,实现管网积水液位的实时捕捉、精准传输与高效管控,为城市内涝预警、管网运维调度提供可靠的数据支撑。本文结合市政地下排水管网的场景特点、行业实操经验及设备应用原理,全面拆解地埋式液位计实现管网积水液位实时监测的完整路径,详解各环节的核心技术、适配要点与避坑细节,确保文案贴合2000字要求,上下文流畅连贯,为现场部署与运维提供全面参考。

 

地埋式液位计实现地下排水管网积水实时监测的核心逻辑是:以液位感知为基础,以稳定传输为核心,以数据处理为支撑,以运维保障为长效,通过一体化设计破解地下管网的工况痛点,确保积水液位数据“测得出、传得快、算得准、用得上”,全程实现无人值守、实时联动,真正发挥积水监测的预警与管控价值。其完整实现路径主要分为五大核心环节,各环节无缝衔接、协同发力,构成实时监测的闭环系统。

 

一、核心基础:精准感知积水液位,破解地下管网感知痛点

实时监测的前提是精准感知,地埋式液位计通过优化的传感技术与结构设计,突破地下管网多泥沙、浑浊积水、潮湿密闭的感知瓶颈,实现积水液位的精准、实时捕捉,这是整个监测系统的核心基础。与常规液位计相比,地埋式液位计的感知环节重点优化了传感原理、结构设计与材质选择,适配地下管网的特殊工况。

 

在传感原理选择上,地埋式液位计主要采用静压式传感原理(主流)与雷达式传感原理(辅助),两种原理针对性适配不同管网场景,确保感知精准度。其中,静压式地埋液位计应用最广泛,核心原理是:将传感器探头直接接触积水介质,通过测量积水产生的静压力,结合积水密度(市政排水管网积水密度通常为1.01~1.03g/cm³,设备可预设并自动校准),通过核心算法精准换算出积水液位高度,公式为:液位高度=静压力÷(积水密度×重力加速度)。这种原理无需依赖电磁波、声波反射,不受积水浑浊、杂物遮挡、光线昏暗的影响,完美适配地下管网积水浑浊、多杂物的场景,测量精度可达±0.5%FS,能够精准捕捉积水0.1mm级的细微波动,满足管网积水初期与预警临界值的精准感知需求。

 

雷达式地埋液位计则主要适配地下管网水位波动大、含大量泡沫或沼气的场景,采用低频雷达波反射原理,传感器探头嵌入地埋外壳内,通过发射低频雷达波穿透泡沫、水汽,照射到积水表面,接收反射回波计算液位高度,避免泡沫、水汽遮挡导致的感知误差。两种传感原理的适配,确保地埋式液位计可覆盖地下排水管网的各类场景,实现全场景精准感知。

 

在结构设计上,地埋式液位计采用一体化全密封设计,彻底解决地下潮湿、积水渗漏导致的设备故障问题。设备整体采用密封外壳,防护等级可达IP68(最高防水等级),可在1.5m水深下长期浸泡无渗漏,外壳采用耐腐蚀、耐磨损的316L不锈钢或工程塑料,避免地下积水、酸碱物质、泥沙的腐蚀与磨损;传感器探头配备防堵塞保护罩,保护罩采用多孔设计,既确保积水能够顺畅接触探头,又能阻挡泥沙、杂物进入,避免探头堵塞、磨损,延长感知部件的使用寿命。同时,地埋式液位计采用可埋地嵌入式安装,无需外露支架,可直接嵌入检查井井底或侧壁,避免水流冲击、杂物碰撞导致的传感器移位,确保感知稳定性。

 

此外,地埋式液位计具备温度补偿功能,地下排水管网的温度波动范围通常为5~35℃,温度变化会影响静压力测量的精准度,设备通过内置温度传感器,实时监测环境温度,自动修正温度变化导致的感知误差,确保不同温度环境下,积水液位感知的精准度始终稳定,为实时监测提供可靠的感知基础。

 

二、核心关键:稳定传输监测数据,破解地下信号传输难题

地下排水管网密闭、深埋地下,信号传输难度极大,常规有线传输布线复杂、成本高,且易受地下管线干扰、线路破损导致信号中断;普通无线传输受地下遮挡影响,信号衰减严重,难以实现数据实时传输。地埋式液位计通过优化的传输方式组合,破解地下管网信号传输难题,实现监测数据的实时、稳定推送,这是实时监测的核心关键。

 

结合市政地下排水管网的场景特点(节点分散、深埋地下、部分区域无有线网络、无人值守),地埋式液位计主要采用“无线传输为主、有线传输为辅”的传输模式,两种传输方式灵活适配,确保数据传输的实时性与稳定性。

 

无线传输是地下管网的主流传输方式,重点适配无有线网络、分散式监测节点(如主干道检查井、偏远区域管网节点),核心采用NB-IoT窄带物联网、LoRa无线传输两种主流技术,针对性适配不同传输距离与场景需求。其中,NB-IoT窄带物联网传输是目前应用最广泛的方式,依托运营商的NB-IoT网络,无需搭建专用基站,具备低功耗、广覆盖、多终端接入、传输稳定的优势,可穿透地下检查井的混凝土墙体,实现地下与地面的信号稳定传输,传输距离可达1~3km(城镇有遮挡场景)、3~5km(空旷无遮挡场景)。

 

地埋式液位计内置NB-IoT无线传输模块,感知到积水液位数据后,实时将数据加密推送至云端监测平台,传输延迟≤1秒,满足实时监测的需求;同时,NB-IoT模块功耗极低(待机功耗≤0.1W),搭配锂电池供电,续航能力可达3~5年,无需外接电源,完美适配地下管网无人值守、无外接电源的场景。例如,城市主干道地下排水检查井的积水监测,地埋式液位计通过NB-IoT模块,将实时积水液位数据推送至城市智慧水务监测平台,运维人员可远程实时查看,无需现场巡检。

 

LoRa无线传输则主要适配大范围、多点位集中监测场景(如工业园区地下管网、城市排水主干管节点),需要搭建专用LoRa网关,具备传输距离远、抗干扰能力强、无需运营商资费的优势,城镇有遮挡场景传输距离可达2~5km,空旷场景可达5~8km,一个LoRa网关可连接上千个地埋式液位计节点,组网灵活,长期运维成本低。对于地下管网信号薄弱区域(如地下综合管廊、偏远区域检查井),可在管网周边布设LoRa网关,确保数据传输稳定,避免信号中断。

 

有线传输则主要适配靠近泵站、监控室、管网调控中心的监测节点,此类节点有外接电源与有线网络,采用4~20mA电流信号或RS485数字信号传输,具备传输距离远(4~20mA信号传输距离可达1000m)、抗干扰能力强、数据传输精准无损耗的优势,适合对数据传输稳定性要求极高的核心节点(如泵站集水井、主干管汇流节点)。地埋式液位计通过屏蔽线缆与监测平台、数据采集终端连接,实时传输积水液位数据,同时可联动泵站、闸门等排水设备,实现积水监测与排水调度的实时联动。

 

此外,地埋式液位计具备数据缓存功能,当地下管网信号中断(如运营商网络故障、网关故障)时,设备可本地存储不少于3个月的实时监测数据,网络恢复后自动补传数据,确保数据连续性,避免因信号中断导致的数据丢失,进一步保障实时监测的完整性。

 

三、核心支撑:智能处理监测数据,实现精准预警与管控

地埋式液位计传输的原始液位数据,需经过智能处理与分析,才能转化为可用于内涝预警、管网运维的有效信息,这是实时监测的核心支撑。通过“设备本地处理+云端平台处理”的双重处理模式,地埋式液位计实现监测数据的精准分析、异常预警与智能管控,确保积水监测不只是“测数据”,更能“用数据”。

 

在设备本地处理层面,地埋式液位计内置智能数据处理模块,具备数据过滤、异常识别、阈值判断等功能,可对实时感知的液位数据进行初步处理,减少无效数据干扰。例如,设备可自动过滤因水流冲击、杂物碰撞导致的瞬时虚假液位数据(如瞬时水位波动超过0.5m/s),保留真实的积水液位数据;同时,可预设高水位、低水位、预警水位三个核心阈值(根据管网设计标准与内涝预警等级设定),实时判断积水液位是否超出预设阈值,当积水达到预警水位时,设备可本地触发声光报警(部分机型配备内置报警器),同时立即推送报警信息,实现“本地预警+远程预警”双重提醒。

 

在云端平台处理层面,地埋式液位计传输的实时液位数据,汇总至城市智慧水务监测平台、内涝预警平台,平台通过内置的智能分析算法,对数据进行深度处理与分析,实现多维度管控。一是实时展示,平台可实时展示每个监测节点的积水液位数据、设备运行状态(如供电状态、传输状态、探头状态),标注节点精准位置(基于GPS定位,地埋式液位计内置GPS模块,可精准上报安装位置),运维人员可通过电脑终端、手机APP远程实时查看,全面掌握地下管网积水分布情况;二是趋势分析,平台可自动分析积水液位的变化趋势,绘制液位变化曲线,预测积水上涨速度与峰值,为内涝预警提供数据支撑,例如,当监测到积水液位每小时上涨超过0.3m,平台可自动预测积水峰值,提前发出预警;三是异常排查,平台可实时监测地埋式液位计的运行状态,当设备出现故障(如探头堵塞、供电异常、信号中断)时,自动触发设备故障报警,明确标注故障位置与故障类型,便于运维人员针对性开展检修,避免因设备故障导致监测中断。

 

此外,云端平台具备数据共享与联动控制功能,可将地埋式液位计的实时监测数据,共享给排水、应急、交警等相关部门,实现多部门协同管控;同时,可与地下排水泵站、闸门、声光报警器等设备联动,当积水达到预警阈值时,自动启动排水泵站、开启闸门,触发周边声光报警器,提醒市民避让,实现“监测-预警-处置”的闭环运行,真正发挥实时监测的预警与管控价值,防范城市内涝风险。

 

四、长效保障:科学安装与运维,确保实时监测长期稳定

市政地下排水管网工况复杂、无人值守,地埋式液位计要实现长期稳定的实时监测,离不开科学的安装部署与规范的运维保障。安装不规范、运维不到位,极易导致设备故障、感知误差、信号中断,影响实时监测效能。因此,科学安装与常态化运维,是实时监测的长效保障,也是地埋式液位计适配地下管网场景的关键环节。

 

在安装部署方面,地埋式液位计需结合地下排水管网的节点类型(检查井、集水井、节点井)、积水特点、安装空间,采用针对性的安装方式,确保安装牢固、感知精准、传输稳定。核心安装要点主要有三点:一是安装位置选择,优先选择管网节点、检查井、集水井等积水变化明显、无严重泥沙堆积的位置,避开管道弯头、阀门、变径处(此类位置水流湍急,易导致液位波动过大),同时避开泥沙堆积区域,通常选择距离井底20~1250px的位置,避免泥沙覆盖探头;二是安装方式,采用嵌入式安装,将设备外壳嵌入检查井侧壁或井底的预设安装座,固定牢固,避免水流冲击、杂物碰撞导致设备移位,传感器探头垂直向下,确保全面接触积水,安装后做好密封处理,防止积水、潮湿水汽进入设备内部;三是传输模块部署,无线传输模块的天线需朝向地面,避开混凝土墙体、金属管道的遮挡,确保信号传输顺畅,LoRa网关、NB-IoT信号增强器需部署在管网周边无遮挡、信号覆盖良好的位置,确保每个监测节点的信号都能稳定传输。

 

例如,在市政地下排水检查井的安装中,地埋式液位计通过不锈钢安装座嵌入检查井侧壁,距离井底750px,传感器探头配备防堵塞保护罩,NB-IoT天线朝向地面,通过防水密封接头引出线缆,安装完成后进行调试,确保液位感知精准、信号传输稳定,适配检查井密闭、潮湿、多泥沙的场景。

 

在运维保障方面,结合地下管网无人值守的特点,地埋式液位计采用“常态化巡检+智能化运维”的模式,降低运维成本,确保设备长期稳定运行。核心运维要点主要有四点:一是定期清理,每3~6个月对传感器探头进行清理,清除表面的泥沙、杂物、结垢,避免堵塞探头,影响感知精准度,清理时无需拆卸设备,可通过专用工具进行现场清理;二是定期校准,每6~12个月对设备进行一次精准校准,结合高精度水位计的实测数据,修正液位零点与测量系数,确保测量精度始终符合行业标准(±0.5%FS),暴雨、洪水等极端天气后,额外增加一次校准,避免水流冲击导致的参数偏差;三是故障排查,依托云端平台的设备状态监测功能,实时关注设备运行状态,当出现故障报警时,运维人员及时赶赴现场,排查故障(如探头堵塞、供电异常、信号中断),快速处置,确保监测不中断;四是电源维护,锂电池供电的设备,定期检查电池电量,当电量低于预警值时,及时更换锂电池,太阳能供电的设备,定期清理太阳能板表面的灰尘、杂物,确保供电稳定。

 

五、核心总结:全流程闭环,实现地下管网积水实时监测全覆盖

综上,地埋式液位计实现市政地下排水管网积水液位实时监测,核心是通过“精准感知-稳定传输-智能处理-长效运维”的全流程闭环设计,针对性破解地下管网密闭、潮湿、多泥沙、信号薄弱、无人值守的工况痛点,确保积水液位数据“测得出、传得快、算得准、用得上”。

 

精准感知是基础,通过静压式、雷达式传感原理与全密封、防堵塞结构设计,实现地下管网积水液位的精准捕捉,不受浑浊积水、杂物、潮湿环境的影响;稳定传输是关键,通过NB-IoT、LoRa无线传输与有线传输的灵活组合,破解地下信号传输难题,实现数据实时、稳定推送,确保无信号盲区;智能处理是支撑,通过设备本地与云端平台的双重数据处理,实现异常预警、趋势分析、联动管控,让监测数据转化为内涝预警、运维调度的有效信息;长效运维是保障,通过科学安装与常态化运维,确保设备长期稳定运行,适配地下管网无人值守的场景。

 

随着城市智慧水务建设的不断推进,地埋式液位计的技术将持续升级,在感知精度、传输稳定性、低功耗、智能化程度等方面将进一步提升,同时将与智慧管网、内涝预警、排水调度等系统深度融合,实现地下排水管网积水监测的全覆盖、全实时、全智能,为城市防洪排涝、管网运维调度提供更可靠的支撑,助力打造更安全、更高效、更智能的城市地下排水体系。