管道修复人的圈子

监测布点是我们对排水管网进行在线监测和量化诊断工作开展前的重要基础工作。排水管网分布范围广、体量大，在有限的资金投入情况下，不可能做到对每根管段、每个检查井都进行监测。因此如何将有限的设备布设在关键的节点上，以达到评估诊断的目标，实现“四两拨千斤”的效果，就变得至关重要。

关于监测布点，无论是技术人员还是管理人员，可能都参与过相关的决策过程。我们在多个诊断类项目的售前和实施过程中，经常听到一些关于监测布点的“常识”，这些“常识”往往会将后续的监测诊断工作引导至错误的方向，最终导致监测之后达不到理想的诊断结果。在此，我们对常见的一些错误认识进行了分析总结。

一、均匀布点：“每隔多少距离或每多少平方公里布设1个点位”

很多人认为排水系统是一个平均地铺在地下的网络，因此可以按照“每隔多少距离或每多少平方公里布设1个点位”的思路进行监测布点就万事大吉了。然而，排水管网因其重力流的特征以及历史上的分阶段建设等原因，往往是“不平均”的，比如我们经常能够看到在同一条道路下同时存在多根污水主干管和污水箱涵，且收水范围相互独立，或者多根污水主管汇聚于同一个路口等情况。同时，由于监测诊断需求的多样性，一些重要的监测点位可能“扎堆”但其相互之间可能是独立的且各自具有重要的意义，如分别监测了污水管、雨水管、源头接驳井等等。下图为一个实际项目的布点案例，可以看到红圈部分看似点位密集，但每个点位都有着重要的监测意义。进行一个抽象的概括，我们可以认为管网设施较为平均地铺在地下，但管网信息的分布极不平均，布点的核心在于将监测点位布设在信息密集的位置。因此，我们应该从需求出发，在管网拓扑关系的梳理基础上，进行分级分区分类布点，而不是简单的均匀分布。

二、只布液位：“流量水质都不可靠，我只要测液位数据”、“可以从液位数据推算流量数据”

的确，液位在现阶段而言是最为可靠的排水管网的在线监测指标，且其监测和维护成本也相对较低，通过大量液位计的分布式布设，能够帮助我们快速获取液位相关的风险信息。然而，液位数据对于水量的分析而言只能作为一个定性指标，所谓的“从液位数据推算流量数据”往往带有极大的误差。下图展示了一个典型监测节点在同一场降雨前后的液位和流量数据，单从液位数据观察，我们可以讲出一个“降雨时水量增加，降雨结束后逐渐恢复”的故事，但再看流量数据，才发现看似平稳变化，实则暗潮汹涌，在雨水最集中的时段甚至出现了顶托逆流的情况。因此，排水管网的定量诊断仍应以流量监测为主，液位监测可作为辅助支撑和日常风险管理手段。

同一场降雨前后的液位和流量数据

三、大量布设水质在线监测：“提质增效关注进厂浓度，因此测水质指标即可”

排水管网的提质增效关注进厂BOD5或COD浓度，因此水质监测确实可以帮助我们发现问题，验证是否达到要求。然而，监测诊断的目的不只是发现问题，还需要进一步诊断问题，需要定量分析出进水浓度低的主要原因和主要来源，这样才能指导下一步的修复改造工作。举一个简单的例子，如我们通过水质监测发现两处浓度较低的来水，其BOD5浓度分别为15mgL和50mgL，我们能否得出15mgL对应的管段问题更加严重，需要优先进行修复改造呢？如果真实情况是15mgL管段来水为200m³/d，而50mgL管段来水为10000m³/d呢？相信通过这个简单的数学题，大家能够体会到所谓定量诊断的真正内涵。当然，有人会说“我不管水量多少，凡是浓度低的我都进行修复改造”。这确实是一个简单粗暴的方式，也会有一定的效果，但往往随之而来的是大量的资金投入、更长的工程周期和无法量化的改造效果预评估。

一个简单的水量水质综合分析的数学问题

另一方面，以现阶段排水管网水质在线监测的技术成熟度而言，仍以趋势监测为主，其监测结果无法直接对标实验室采用国标法化验的结果，因此不能直接用于诊断，同时由于水质监测对排水监测条件的高要求，还会带来大量的维护工作需求和成本增加。因此，在排水管网诊断工作中，水质指标的获取仍应以采样化验为主并兼顾采样方案的代表性【参考：如何保障排水管道水质采样的代表性？—智慧排水之乱弹（101）】，对连续性需求高准确性需求低的重点点位可考虑在线监测。

综上，我们需要摒弃一些错误观念和所谓的常识，制定一套科学、可用、系统化、可持续运行的布点逻辑和监测方案制定体系。

我们经过大量的项目实践，总结出了一套监测布点体系，可以简单的提炼为“分级、分区、分类”3个层次。

分级是指基于我们的诊断层级，确定监测布点的细致程度，如只针对整个项目范围做整体评估，则只需要在末端布设少量一级监测点，而需要进一步做分区的量化诊断，则需要划分二级排水分区，并在分区出口布设二级监测点，若需要进一步溯源排查、定位到具体的问题节点和管段，则需要在重点管段进行加密布点，布设三级监测点。从一级、二级到三级，其布点密度逐级增加，而相应的，其诊断排查程度也越细致。

分级布点示意图

分区是指根据泵站、污水厂分布及管网拓扑关系，将排水系统划分为若干个相对独立的区域，从而可以进行独立的监测诊断。如图所示，通过拓扑关系分析，将诊断范围划分成了十余个排水分区，在每个分区内可相对独立的进行监测布点。而分区的划分大小和数量，应结合上一个介绍的“分级”原则确定，监测级别越高，相应分区划分的越细，数量也越多。对于每个分区内的监测布点，则进一步通过分类原则确定。

分区布点示意图

分类原则，即根据诊断需求和内容，确定每个分区内的监测对象和监测指标，得到具体的监测点位。不同的监测对象具有不同的监测意义，也对应不同的监测指标，下表进行了一个初步的总结。

分类布点总结

综上，通过分级分区分类的原则，可将系统性的布点方案进行三个维度的分解，一方面使监测布点工作更加结构化、标准化，另一方面，也使得每个监测点位的意义和作用更加明确。当然，该原则的具体应用，还需要充分结合项目当地的实际情况、监测诊断需求和资料详实程度等客观条件。