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城市排水管网承担雨水收集、污水输送、合流制排水以及与泵站、调蓄设施和受纳水体之间的水量输送任务。排水系统内部水位随降雨、居民排水、工业排水、泵站运行以及下游水力条件发生变化，是反映管网水力运行状态的重要基础指标。
对于以重力流为主的市政排水管道，正常运行时水流通常只占据管道断面的一部分。当降雨径流集中汇入、下游排放受到限制或管网局部输送能力不足时，管内水位可能逐渐抬升，形成高充满度、满管甚至局部承压状态。
在部分排水系统中，下游河道高水位、潮汐变化、泵站运行异常或排水设施局部阻力增加，也可能使检查井和相邻管段出现明显的水位变化。若高水位持续发展，可能提高检查井冒溢、污水倒灌及地表积水的风险。
排水管网液位在线监测方案通过在重要检查井、雨水干管、污水管道、合流制管网和排水泵站进水节点布设液位传感器，持续获取井内水位、管道充满程度、水位上涨速率和温度等信息，为城市排水设施运行管理提供实时数据。
系统可采用雷达液位计、超声波液位计、静压式水位计或其他适用水位测量设备，根据管网结构和实际运行条件建立统一的液位参考基准，并结合管道底高程、管顶高程和井口高程开展水位风险分析。
与道路地面积水监测不同，排水管网液位监测直接面向地下排水设施内部的水位状态，关注排水系统高水位运行、上下游水位差、管道满流状态及潜在顶托风险。
排水管网位于地下，绝大多数运行节点无法通过日常地面观察直接判断井内水位。只有发生明显冒溢、异味、地面积水或排水不畅时，部分异常才会被发现。
在短时强降雨条件下，部分雨水干管及汇流节点的水位可能快速上涨。依靠人工巡查难以连续记录水位上升、达到峰值及逐步回落的全过程。
传统排水管网管理往往以设计参数或经验判断为基础，缺少实际水位数据，难以及时掌握管道高充满度运行和检查井水位接近井口的情况。
当排水出口受到河道、潮位或其他下游高水位影响时，上游水位可能抬升。仅依据单一测点的水位变化，通常无法区分正常汇流、下游顶托或局部水力阻力增加。
排水检查井内部可能长期存在高湿、凝露、腐蚀性气体、泥沙、漂浮物、泡沫及水位剧烈变化等情况。这些因素可能影响液位传感器的测量稳定性与长期可靠性。
部分设备输出传感器到水面的距离，部分设备输出探头上方水柱高度，另一些设备则以管底或井底作为零点。如果没有统一高程管理，不同节点之间的水位数据难以直接比较。
井内水位升高并不意味着地表已经积水。需要结合井口高程、管顶高程、井盖结构及实际排水水力条件，才能对潜在冒溢风险作出合理判断。
部分排水管网虽然设置了水位传感器，但数据仅用于数值展示，尚未与泵站运行、调蓄设施、降雨监测和防涝应急流程形成有效关联。
建设排水管网液位在线监测体系，有助于持续掌握地下排水系统的重要水位变化，识别需要重点关注的高水位节点，为排水管网运维、强降雨应急调度、管网风险排查和排水设施改造提供基础数据。
本项目以排水管网液位、水位变化率和温度为核心监测内容，属于地下排水设施的状态感知与风险分析系统。
系统不能仅凭单点水位数据直接确认管道堵塞、实际流量、流向或城市内涝发生范围。相关结论应结合其他水文水力信息及现场调查综合形成。
建设覆盖城市重点雨污水管网节点的液位在线监测系统，实时掌握管内水位、井内水面高程、水位变化率和温度，建立液位异常识别、趋势分析、空间展示及运维处置的完整技术体系。
连续获取指定检查井、管道或泵站进水节点的有效液位数据，掌握不同时间段的运行水位。
通过设备安装高程和液位换算，将原始测量结果转换至统一工程高程基准，为多节点水力分析提供基础。
对于具有明确管底和管顶高程的重力流管道，根据水位与管道断面高度的关系，分析管道充满程度及是否接近满管运行。
自动计算单位时间内的水位变化，识别快速上涨、持续下降和基本稳定等不同变化状态。
记录各测点在降雨事件或规定统计周期内的最大有效水位及峰值出现时间。
统计水位超过指定控制高程的累计持续时间，为管网运行风险评价提供依据。
对于能够确定井口控制高程的检查井，计算当前水面距离井口的剩余高差，辅助识别接近井口的高水位事件。
根据实际设备配置测量井内空气温度、水温或其他明确位置的环境温度，辅助开展传感器温度补偿和设备运行分析。
在关键管段上游、下游设置相应测点，通过统一高程基准比较水面高程及其变化过程。
通过多测点水位变化及必要的下游水位资料，识别可能受到下游高水位影响的管网区段。
持续监测传感器数据质量、供电状态、通信状态和数据更新时间，避免无效数据影响风险判断。
建立从水位异常发现、风险核查到现场巡检及设施维护的管理闭环。
项目应区分雨水管网、污水管网、合流制管网及泵站进水系统。不同管网类型对应不同的正常水位变化规律、介质特征和维护条件。
雨水检查井在旱天可能长期处于低水位或无明显积水状态，在降雨期间水位则可能明显上涨。设备应能够适应较大的水位变化范围，并具备可靠的低水位和高水位状态识别能力。
污水管网水位受到生活污水排放规律、工业排水、地下水入渗及降雨影响。传感器应适应长期潮湿、污物附着、腐蚀和泡沫等运行条件。
合流制管网同时承担部分污水与降雨径流输送任务，雨季可能出现较大水位波动，需要关注高充满度、满管及井内高水位状态。
应收集测点对应管道的内径、断面形状、管底高程、管顶高程、井口高程及相邻管段连接关系。
对于需要水位曲线、变化率及上下游对比分析的测点，应使用具有连续测量能力的液位传感器，而非仅有单一开关输出的高液位报警器。
对于井内存在泥沙、污物或不适合长时间浸水安装的场景，可优先评估雷达液位计和超声波液位计。
对于具备有效安装条件、允许探头长期接触介质并能够定期维护的检查井，可采用静压式或其他适用的接触式水位测量方式。
应重点调查强降雨时测点水位是否可能接近井盖、浸没非接触式传感器，或使管道由自由水面流转换为满管承压状态。
超声波液位计测距与空气声速相关，需要考虑空气温度变化。压力式液位计则需要根据传感器结构和测量准确度要求考虑温度、密度及压力补偿。
排水检查井位于地下，井盖及周围结构可能削弱无线通信信号。实际通信能力应在井盖关闭、设备按设计位置安装的情况下进行测试。
对不具备市电的检查井，需要根据测量频次、通信功耗和维护周期确定低功耗供电方案。
排水井可能存在缺氧、有毒有害气体、可燃气体及突然进水风险。设备安装和维护应采用符合现场安全要求的作业方法。
系统需要将传感器测量误差、高程标定误差、温度补偿误差和水面波动等因素纳入评价，避免将数字显示分辨率直接等同于实际测量精度。
本项目采用“管网结构调查—液位测点布设—传感器适配—水位高程标定—连续数据采集—变化率分析—多点协同研判—风险预警—运维处置”的技术路线。
在检查井内部具有可靠固定条件且存在有效测量空间时，将雷达液位传感器安装在井内适当位置，使其探测区域指向预定水面。
雷达液位计通过电磁波反射获取传感器到水面的距离，再根据安装参考高程换算为井内水面高程及相对管底的水深。
对于声束空间适合、存在有效回波条件的检查井，可以采用超声波液位计。
该方案应重点处理超声波测量盲区、井壁回波、凝露、温度变化和泡沫等因素对测距结果的影响。
对于探头能够安全固定、具有有效水体接触条件的井室，可采用静压式水位计。
通过测量传感器位置所对应的液柱压力，将压力数据转换为相对探头高程的水柱高度，再计算井内水面高程。
对于重要井室，在连续液位监测之外，可以按需求设置独立高水位检测元件，以便在主液位传感器发生故障时提供必要的补充信息。
在管底和管顶高程明确的重力流管段，根据当前水面高程与管道断面几何关系计算相对充满程度，识别接近管顶的高水位状态。
在需要分析下游高水位影响的管段，可以分别布设上游和下游液位测点，并统一水面高程基准。
对于泵站进水管、集水池和相邻检查井，可将液位数据与泵组启停、运行台数及其他有效数据关联，辅助分析排水设施运行状态。
根据设备原理配置空气温度或水温测量，用于超声波温度补偿、静压测量修正和井室环境状态记录。
现场终端负责液位采集、质量判断及异常触发，管理平台负责多点数据管理、水位趋势、地图展示、分级预警和运维工单。
排水管网液位在线监测系统由水位感知层、温度感知层、数据采集层、边缘处理层、通信传输层、数据管理层和业务应用层组成。
根据实际井室工况选择雷达、超声波或静压式液位传感器，获取具有明确物理意义的原始测量数据。
配置与技术方案相匹配的空气温度或水温传感器，提供环境状态及必要的温度补偿数据。
采集终端负责读取传感器数据、记录时间、检查数据有效性，并完成必要的单位转换。
现场边缘处理模块可完成水位零点换算、变化率计算、数据滤波、异常持续时间判断及事件缓存。
根据地下通信覆盖、供电条件及数据上传频率，选择适用的工业有线或无线传输方式。
统一管理测点高程、管底高程、管顶高程、井口高程、管线连接关系和传感器安装参数。
保存原始液位、转换后的水面高程、水位变化率、温度、设备状态和历史报警记录。
对上下游水位差、管道充满程度、井口剩余高差和高水位持续时间进行分析。
将液位监测点与排水检查井、雨污水管线、排水泵站及相关地理空间信息关联。
实现异常报警、现场核查、排水设施检查、工单管理及历史事件复盘。
液位与温度传感器 → 数据采集终端 → 测量质量判断 → 水位高程换算 → 变化率计算 → 多测点分析 → 风险预警 → GIS定位 → 运维处置。
在具有有效测量条件的雨水、污水或合流制检查井内持续采集水位，掌握井室内部水面变化。
根据管底高程及井内水面高程，计算对应管道节点的相对水深，用于重力流管道水位分析。
将各测点原始水位统一换算至项目采用的工程高程基准，以便进行上下游比较。
统计指定时间间隔内水位上升或下降的高度，识别不同运行阶段。
通过连续时间序列计算单位时间内的水位变化，记录快速上涨、持续下降和水位基本稳定等状态。
记录每次降雨或其他排水运行事件中的最大有效水位及其出现时间。
在明确管道断面尺寸和高程的条件下，分析当前液位相对于管道内高的比例。
计算水面距离管顶控制高程的高差，辅助识别自由水面接近管顶的情况。
通过井口高程与水面高程之间的差值，判断井室水位距离井口尚有多少垂直高差。
统计水位超过项目规定控制高程的持续时间，为排水系统长期高水位评价提供依据。
对具有统一高程基准的上下游测点，计算水面高程差，辅助分析沿线水位变化。
根据设备配置分别记录井内空气温度、水体温度或其他指定位置的温度数据。
对具有相应功能的雷达液位设备，监测回波有效性及异常测距状态。
检查超声波无回波、盲区、明显异常跳变及温度补偿状态。
对压力探头数据漂移、量程异常、通气补偿问题及其他测量故障进行管理。
记录通信时间、供电状态、数据是否过期及传感器故障信息。
| 监测指标 | 单位 | 测量或计算方式 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| 井内液位 | m、cm | 雷达、超声或静压测量 | 检查井水位监测 |
| 管底相对水深 | m | 水面高程减管底高程 | 管内水位分析 |
| 水面高程 | m | 传感器测量及高程换算 | 上下游水位比较 |
| 水位变化量 | cm、m | 相邻有效水位差 | 涨落状态分析 |
| 水位变化率 | cm/min等 | 水位时间序列计算 | 快速上涨识别 |
| 最大水位 | m | 有效事件最大值 | 高水位过程分析 |
| 相对充满程度 | % | 有效水深与管道内高比较 | 高充满度提示 |
| 管顶高差 | m | 管顶高程减水面高程 | 接近管顶判断 |
| 井口剩余高差 | m | 井口高程减水面高程 | 冒溢风险辅助判断 |
| 高水位持续时间 | min、h | 事件时间统计 | 高水位运行评价 |
| 空气温度 | ℃ | 环境温度测量 | 超声温度补偿 |
| 水温 | ℃ | 接触式温度测量 | 水温及密度修正 |
| 测量质量 | 状态 | 仪表自诊断 | 无效数据筛选 |
| 设备在线状态 | 状态 | 终端与通信监测 | 设备健康管理 |
排水管网液位监测的主要目标是确定某一测量位置的水面高程或相对于固定结构的水深。
实际工程中应明确区分自由水面位置、管道底部高程、管顶高程及井口控制高程，避免将不同参考基准的数据直接混用。
雷达液位计向目标水面发射电磁波，根据反射信号的传播时间或调频关系确定传感器到水面的距离。
不同设备可能采用脉冲雷达或调频连续波等方式，具体测距计算应与实际设备原理一致。
设雷达测量参考点高程为Zs，测得至水面的有效垂直距离为d，则：
Zw = Zs - d
其中Zw为水面高程。
若实际雷达波束与垂直方向存在夹角，应根据设备测量定义及安装几何进行修正。
排水井空间较狭窄，井壁、踏步、管口和其他金属构件可能形成复杂反射，影响水面回波识别。
安装时应核查波束覆盖、测距盲区、水面波动和凝露等条件。
超声波液位计通过声波从传感器传播至水面并返回的时间计算距离。
在简化单路径反射条件下：
d = c × Δt / 2
其中d为传感器到水面的距离，c为空气中的有效声速，Δt为往返传播时间。
空气声速受到温度等环境条件影响。在近似干燥空气条件下，可采用：
c ≈ 331.3 + 0.606T
其中T为摄氏温度，c的单位为m/s。
井内空气湿度、气体成分和温度分布还可能影响实际声速，工程中应采用适用的传感器补偿机制并验证测量效果。
在获得有效测距值并确认安装参考高程后，可使用：
Zw = Zs - d
对井内水面进行高程换算。
静压式水位计利用液体在静水条件下产生的压力与液柱高度之间的关系计算水位。
在介质密度近似均匀的条件下：
p = ρgh
其中p为相对于水面气压的有效静水表压，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为探头上方的液柱高度。
根据静水压力关系：
h = p/(ρg)
当探头所在高程为Zp时：
Zw = Zp + h
此关系要求明确实际压力测量类型及必要的气压补偿条件。
当静压传感器采用绝对压力测量方式时，在开放液面的有效静水条件下，需要扣除水面处的空气压力：
ph = Pabs - Pair
其中ph为有效液柱压力，Pabs为传感器绝对压力，Pair为水面处空气压力。
水体密度会随温度及溶解物条件变化。对于精度要求较高的静压水位测量，应根据介质与温度范围考虑适用的密度修正。
项目宜采用经过工程测量确认的统一高程系统，将不同传感器测量结果换算至同一水面高程基准。
设对应管底高程为Zinvert，则：
hpipe = Zw - Zinvert
该值表示水面相对于该管底高程的垂直高度。
若水面处于管底以下，或者传感器无法有效检测自由水面，应采用明确的干燥、低于可测范围或无效状态，不宜机械输出负水深。
对已知内高D的圆形重力流管道，在自由水面存在且水深处于0至D之间时，可定义：
F = hpipe/D × 100%
其中F表示相对水深充满程度，不是过水面积占整个管道断面积的百分比。
当水面高程接近管顶高程时，可提示管道处于高充满度状态。
当管道已经满管承压时，管内不再具有普通自由水面。此时管道内部压力水头不能简单解释为存在于管道内某一位置的自由水面高度。
若通过与承压管道正确连通的测压结构测得水力压头，则应将其明确标注为测压水头或水力坡线高程，而非未经说明的井内液位。
设对应管顶高程为Zcrown，则：
Hcrown = Zcrown - Zw
当Hcrown接近零时，表示自由水面接近管顶高程。
设井口控制高程为Zrim，则：
Hfree = Zrim - Zw
该指标用于描述井内水面距离井口的剩余垂直高差。
当井室水面接近井口时，应结合井盖结构、井口密封、地表水及排水工况评估冒溢风险。
对相邻两个有效时刻：
Δh = h(t2) - h(t1)
Δh为正时表示水位上涨，为负时表示下降。
水位变化率为：
Vh = [h(t2)-h(t1)]/(t2-t1)
可采用cm/min、m/h等单位，但必须明确时间尺度。
检查井内水面可能受到跌水、涡流、泵组运行和气泡等影响。
在计算变化率前，应根据现场条件采用适用的中位数滤波、滑动平均或其他质量控制方法，降低异常测值产生的虚假快速上涨报警。
在具有足够有效时间序列且需要分析上涨趋势变化时，可估算：
Ah = [Vh(t2)-Vh(t1)]/(t2-t1)
该指标用于描述上涨速度的变化，但对数据噪声较敏感，不宜单独作为报警依据。
设上游水面高程为Zu，下游为Zd，则：
ΔH = Zu - Zd
该值表示两个测点之间的水面高程差。
在自由水面条件满足时，它可用于辅助分析沿线水位状态；但不能仅凭ΔH单独确定流量或真实流向。
对于测点间实际距离L，在适用的自由水面分析条件下，可以计算水面高程差对应的平均坡度：
i = (Zu - Zd)/L
实际排水管网的局部损失、非恒定流、支管汇流及承压状态可能使该简化指标不能直接代表真实能量坡度。
当下游水位明显抬升、上游水位随后出现相应变化，并且其他水力条件具有合理对应关系时，可形成下游顶托候选事件。
这属于多测点辅助分析，不能单独证明下游发生倒灌或管道堵塞。
在有效积水或高水位事件窗口内：
hmax = max[h(t)]
系统应记录对应时间、测点和数据质量。
当水位满足项目设定的高水位条件时，记录开始时间和解除时间。
Tduration = tend - tstart
应设置合理的解除回差，避免水面波动造成重复报警。
在当前水位为h、目标水位为H且有效上涨速率Vh大于零的简化条件下：
Tremain ≈ (H-h)/Vh
该公式仅提供恒定上涨速率下的短时外推，不能作为复杂排水管网的确定性预测结果。
最终水面高程的不确定性主要包括传感器测距或压力误差、安装高程误差、实际水面波动和温度补偿误差。
工程实施应进行整体误差核查，而不能只引用液位传感器的标称分辨率。
液位监测反映测点位置的水面或压力水头状态，不能直接替代管道流量、流速、管道淤积厚度及道路地面积水范围的专业测量。
按照规定时间间隔采集井内水位和相关状态信息，形成连续水位时间序列。
根据安装高程和测量原理，将原始距离或压力换算为具有统一基准的水面高程。
展示当前水面相对于指定管底高程的水深，明确对应的管道或检查井节点。
在满足数据有效性要求的前提下，自动计算水位上涨或下降速度。
根据测点相应的控制高程、管道结构及项目报警要求识别高水位运行状态。
在具有明确断面和自由水面条件的管段，根据水位与管道内高进行状态判断。
计算水面与井口控制高程的剩余高差，辅助判断接近井口的高水位情况。
针对连续有效水位数据，判断上涨速度是否达到规定关注条件。
根据实际设备配置记录空气温度或水温，并显示传感器位置与测量对象。
支持查询不同时间段的水位变化曲线和对应的运行状态。
对具有统一高程基准的上下游测点进行水位比较，并展示变化过程。
记录高水位事件最大有效水位、峰值时间和持续时间。
识别回波异常、压力数据异常、测量盲区和其他可能影响数据可信度的问题。
监测数据更新时间、通信故障、供电异常和终端运行状态。
对具备本地存储能力的设备，保存必要的异常记录及时间信息。
网络恢复后，根据有效时间戳补传缓存数据，防止历史水位数据被误认为当前实时测量。
将水位监测信息与排水检查井编号、管段编号和空间位置关联。
对需要人工处置的高水位、快速上涨和设备故障事件形成运维任务。
统计不同排水节点高水位发生次数、持续时间及异常变化特征。
生成排水管网液位、变化率、温度、上下游水位对比及报警处置报告。
系统硬件应根据排水检查井空间、管道流态、介质污染程度、最高可能水位、供电方式和安装安全条件进行配置。
通过非接触式电磁波测距获取水面位置，适用于具有有效水面回波和适当安装空间的检查井。
通过声波往返时间测量水面距离，需关注井内温度补偿、凝露、泡沫及复杂回波条件。
通过液体静水压力测量探头上方水柱高度，适用于具有可靠固定与维护条件的井室。
用于测量井内空气温度，必要时参与超声波声速补偿。
用于实际水温监测及必要的水体密度修正，通常与空气温度监测分别配置。
对重要测点可根据安全和可靠性需求增加独立高水位检测元件。
负责读取液位和温度数据，并完成数据转换、状态监测与必要的边缘计算。
根据实际设备架构，使用具有低功耗运行能力的控制模块管理定时采样、事件唤醒与通信。
负责现场数据上传和远程设备管理，通信方式应根据井下信号覆盖确定。
根据现场市电条件、采样频率和实际功耗配置固定供电或电池供电。
在需要断网缓存和异常记录的场景中保存必要历史数据。
根据井内高湿、凝露、腐蚀及可能浸水条件，确定外壳与接线组件的实际防护要求。
采用适用的井壁固定件、支架或其他经过设计的安装结构，避免影响检查井通行、管道清通和井内水流。
| 序号 | 设备名称 | 主要功能 | 配置原则 |
|---|---|---|---|
| 1 | 雷达液位计 | 非接触式连续水位测量 | 按场景优先评估 |
| 2 | 超声波液位计 | 非接触式连续水位测量 | 声学条件满足时配置 |
| 3 | 静压式水位计 | 接触式水柱压力测量 | 按安装条件选配 |
| 4 | 空气温度传感器 | 环境温度及超声补偿 | 按技术需求配置 |
| 5 | 水温传感器 | 液体温度监测 | 按需配置 |
| 6 | 高水位开关 | 固定高液位辅助报警 | 重要测点可选 |
| 7 | 智能采集终端 | 数据读取、处理及记录 | 核心配置 |
| 8 | 低功耗控制模块 | 采样、休眠及事件管理 | 按终端设计配置 |
| 9 | 工业通信模块 | 数据上传和远程管理 | 核心配置 |
| 10 | 固定或电池供电模块 | 设备供电 | 按现场配置 |
| 11 | 数据存储模块 | 事件缓存与补传 | 按可靠性要求配置 |
| 12 | 防护及安装组件 | 设备保护与固定 | 基础配置 |
| 13 | 井外通信组件 | 改善井下通信条件 | 按现场验证结果选配 |
| 14 | 排水泵站数据接口 | 关联泵组及进水液位 | 按需配置 |
| 15 | 雨量监测数据接口 | 降雨与水位关联分析 | 按需配置 |
对具有适当非接触测量空间的雨水检查井，可优先评估“雷达液位计＋智能采集终端＋无线通信及供电模块”的组合。
对高湿、污物较多的污水检查井，应优先开展测量方式适应性评估。采用非接触式设备时关注凝露与回波，采用压力式水位计时关注污物附着、通气补偿和维护便利性。
对泵站进水端、重要合流节点或历史高水位区域，可根据需求增加辅助液位开关、独立温度监测和必要的运行数据接口。
以下参数为工程初步设计的参考选型范围，不属于某一具体产品已经验证的性能指标。正式采购和验收应根据井深、安装距离、介质、温度、污染条件和使用需求确定。
| 技术指标 | 参考选型参数 | 技术说明 |
|---|---|---|
| 雷达液位测距范围 | 参考0～3m、0～5m、0～10m等 | 需覆盖实际安装距离和最高水位 |
| 雷达液位测量准确度 | 可评估±5～10mm等级 | 应核查完整测量条件 |
| 雷达盲区 | 按设备实际技术规格确认 | 高水位不能进入无效测距区 |
| 雷达波束角 | 按井径和安装空间选型 | 避免井壁及构件强反射 |
| 超声波液位测距范围 | 参考0～3m、0～5m等 | 需考虑声束空间和盲区 |
| 超声波液位准确度 | 可评估±0.25%FS～±0.5%FS等级 | 按实际校准条件确定 |
| 超声温度补偿 | 有效空气温度补偿 | 应与实际测距路径相适应 |
| 静压水位测量量程 | 参考0～2m、0～5m、0～10m等 | 按探头上方最大水柱高度确定 |
| 静压水位准确度 | 可评估±0.1%FS～±0.5%FS等级 | 关注零点、温度及压力补偿 |
| 空气温度测量范围 | 参考-20℃～70℃等 | 按井内环境确定 |
| 空气温度准确度 | 可评估±0.3℃～±0.5℃等级 | 按补偿精度需要确定 |
| 水温测量范围 | 根据介质实际温度确定 | 需选择适用接触式传感器 |
| 水温准确度 | 可评估±0.3℃～±0.5℃等级 | 以实际设备为准 |
| 常规采样周期 | 可评估30～300s | 按管理时效及供电确定 |
| 快速上涨采样周期 | 可评估5～30s | 按事件时效与功耗确定 |
| 水位变化率输出 | cm/min、m/h等 | 应说明计算窗口 |
| 液位高程基准 | 统一工程高程系统 | 须现场测绘和校核 |
| 高水位判断 | 可配置多级控制高程 | 依据井口和管网结构确定 |
| 通信方式 | 适用工业无线或有线通信 | 井下覆盖需实测验证 |
| 设备防护 | 按井内潮湿、凝露和浸水条件 | 核查整机及连接件性能 |
| 设备自诊断 | 无效测量、通信、供电和数据过期 | 基础配置 |
雷达和超声波的量程应覆盖传感器至最低有效水面的最大距离，同时保证最高水位不会进入测量盲区。
实际测量准确度应综合考虑仪表性能、安装结构、温度和水面扰动，不应仅依据标称分辨率确定系统整体精度。
水面高程计算还取决于安装测量点的实际高程。即使传感器精度较高，安装高程存在偏差时，最终水位高程仍可能发生系统性误差。
应重点核查高湿、凝露、泡沫、井内气流和温度分布对实际超声测距的影响。
应关注污水腐蚀、探头淤积、膜片污染和通气补偿的长期可靠性。
设备外壳和接线系统应满足实际井室环境要求。对于可能存在爆炸性气体环境的井室，还应按风险评估确认相应电气安全要求。
对水位变化较快的区域，应提高有效采样频率；对平稳运行区域可采用较长采集周期，但应保留重要异常的及时识别能力。
集中显示各测点实时液位、当前高水位事件、快速上涨事件、设备在线状态及重要排水区域的运行信息。
通过管网空间地图展示液位传感器、雨污水检查井、管道连接关系及当前异常区域。
显示当前水位高程、管底相对水深和数据更新时间，并明确对应的液位参考基准。
展示不同测点的上涨或下降速度，辅助识别变化较快的排水节点。
按照时间轴显示完整水位变化过程，支持分析旱天、雨天及泵站运行期间的水位差异。
对具有有效几何和水位数据的重力流管段，展示相对水深充满程度。
显示水面距离检查井井口控制高程的剩余高差，用于高水位风险分析。
对具有统一高程基准的相邻测点，展示水面高程及其随时间变化的对应关系。
展示指定控制高程以上的水位事件及持续时间。
当能够获取有效雨量数据时，将降雨强度和井内水位放在统一时间轴上进行分析。
对泵站进水管和集水井相关水位与泵组运行状态开展联合展示。
展示井内空气温度或水温及对应传感器信息。
显示传感器回波、压力测量状态、通信质量、供电和数据新鲜度。
支持按照日期、测点、区域、异常类型和处理结果查询报警记录。
生成水位峰值、变化率、高水位持续时间、温度和设备故障等统计报告。
支持导出原始液位、转换水位高程、变化率、传感器状态和事件历史，用于专业分析。
根据不同时间段、旱天与雨天、泵组运行及其他实际工况建立水位参考范围。
结合降雨资料观察水位开始上涨时间、上涨速率、峰值及退水过程。
通过变化率及连续有效窗口判断异常上涨，降低单次水面波动造成的误报。
对长期接近管顶或井口控制高程的水位进行统计，形成重点运行区段清单。
比较上下游水面高程及变化过程，并结合实际管网拓扑和边界条件识别需要调查的顶托风险。
当某区段水位长期偏高且其他条件支持时，可提示开展管网能力核查。
但水位升高本身不能确定具体阻力来源，需要结合流量、管道结构和现场检查进一步判断。
当上游水位升高而下游水位变化不明显时，可形成局部异常水力状态的调查线索。
不能仅凭这种水位关系直接确认管道已经堵塞。
对具有有效几何和水位条件的监测管段，记录水位接近管顶的频次及持续时间。
当污水检查井水位在降雨期间出现异常变化时，可结合流量和降雨资料开展雨天入流调查。
根据集水井水位与泵组运行状态，分析泵站进水负荷及实际控制过程。
利用上下游连续监测数据分析水位变化的时间顺序、幅度差异和持续特征。
当具备足够历史水位、降雨和相关运行数据时，可评估短时水位预测模型，并提供相应不确定性说明。
利用空气温度数据评估超声波测距补偿条件，利用水温数据辅助分析水体温度变化和静压水位修正需求。
根据回波质量、异常固定值、突跳、失联及其他状态识别测量质量问题。
综合水位高程、变化率、井口剩余高差、历史异常次数及管网重要性等因素，形成巡查优先级。
将真实水位时间序列用于排水水力模型的校核。相关模型还需要管道几何、粗糙度、降雨、流量及边界条件等资料。
在具有可比降雨与下游条件的情况下，比较管网清淤、改造或泵站调整前后的水位峰值及退水过程。
算法识别的高水位异常、堵塞风险和顶托候选事件属于辅助研判信息，实际原因仍需要结合其他测量和现场调查确认。
系统按照水位高程、管顶位置、井口剩余高差、水位变化率、高水位持续时间及设备数据质量建立分类预警规则。
当井内水位达到测点规定控制高程时，生成高液位提示。
当有效水位连续上涨且变化率达到指定条件时，形成快速上涨预警。
对具有有效几何参数的自由水面重力流管段，当水位接近管顶时生成高充满度提示。
当井内水面与井口控制高程之间的剩余高差不足时，生成接近井口的高水位风险提示。
当水位连续保持在规定高水位区间内且超过允许关注时长时，提示开展专项检查。
当多个节点之间的水位关系明显偏离正常运行基线时，可生成水力状态异常提示。
当下游高水位与上游水位上涨具有合理关联时，可提示调查下游顶托风险。
当温度超出设备有效工作范围，或影响超声波测量补偿效果时，应生成设备环境异常提示。
对雷达无效回波、超声波测距失败、压力传感器异常和其他故障进行独立报警。
当设备超过规定时间未上传有效数据时，生成通信失联或数据过期状态。
水位出现一般波动或初步偏离正常范围时，记录事件并加强监测。
当水位持续上涨或超过测点关注控制高程时，安排数据复核和必要的现场巡查。
当井内水位明显接近井口或具有其他需要重点关注的水力条件时，组织专业运维人员核查排水设施。
当实际水位及其他现场证据显示存在明显冒溢、倒灌或重要排水设施安全风险时，按照批准的应急预案开展处置。
预警阈值应根据实际管道高程、井口高程、道路条件及运行风险确定，不应将相同的固定水深直接用于全部排水管网。
可通过水位恢复至解除控制值并持续一定时间，防止水位在阈值附近波动造成频繁报警。
对重要节点可结合独立高水位检测和连续液位数据，提高异常判断的可信度。
当系统与泵站或闸门控制系统关联时，应采用经过专业设计、独立验证和授权的控制逻辑，不能仅凭单个液位测点未经评估执行重要设备动作。
液位异常发现 → 数据质量确认 → 管网高程及变化率分析 → 上下游工况复核 → 风险等级判断 → 现场排水设施检查 → 应急处置 → 水位恢复确认 → 事件归档。
收集排水管网图纸、井位资料、管道尺寸、井底与管底高程、井口高程、泵站运行及历史高水位记录。
优先选择重要排水干管、历史高水位节点、泵站进水端、合流汇集点和具有明显下游顶托风险的区域。
调查检查井结构、管口位置、可用安装空间、流态变化、井内环境及设备维护条件。
根据井内空间、水面状态、最高可能水位和污染情况，确定雷达、超声或静压测量方案。
核查传感器参考位置、管底、管顶和井口高程，并建立统一测量基准。
根据波束角、盲区、井室结构及可能最高水位确定安装位置和方向，减少井壁或其他构件产生的虚假回波。
选择具有有效声束空间和温度补偿条件的位置，核查井壁反射、凝露和高水位盲区。
根据井底及管口结构固定探头，明确测量高程，并采取适用的防淤积及保护措施。
根据监测需求分别布设空气温度或水温测点，确保测量位置能够代表相应的环境或介质状态。
完成现场供电、采集终端及通信设备安装，并在井盖关闭状态下检查数据传输可靠性。
在具有适用参考测量条件时，检查仪表读数和实际水位，确认零点与高程转换关系。
通过现场有效水尺或其他适当参考测量方法，对水位传感器的实际读数进行比对。
在开展上下游水位差分析前，应确认两测点的高程基准一致。
核查超声波传感器温度补偿状态及必要的静压测量修正设置。
通过具有已知变化过程的有效时间序列检查变化率计算、异常滤波和报警逻辑。
在安全的模拟或受控试验条件下检查高水位阈值和报警解除功能，不得为了试验在运营管网中人为制造危险冒溢。
核查正常上传、临时断网、数据补传及时间戳处理是否正确。
核查井号、管网位置、水面高程、变化率、温度、设备状态和报警记录。
通过代表性旱天和雨天运行周期，检查数据连续性、测量有效率和异常识别效果。
| 验收项目 | 主要验收内容 |
|---|---|
| 测点选择 | 管网代表性与现场安全性 |
| 安装结构 | 固定可靠、不妨碍正常排水和维护 |
| 高程基准 | 管底、管顶、井口及传感器高程关系 |
| 液位测量 | 有效量程、盲区和参考水位比对 |
| 变化率计算 | 有效时间窗口和数据质量控制 |
| 温度监测 | 实际测量对象和补偿功能 |
| 高水位报警 | 阈值、持续时间和解除逻辑 |
| 设备诊断 | 无效测量、供电及通信故障 |
| 数据管理 | 历史曲线、时间戳和断网补传 |
| 平台应用 | GIS、上下游对比和运维记录 |
涉及排水检查井开启、井内安装和检修时，应执行适用的有限空间作业安全要求、道路安全管理和现场风险控制措施。
不应在未完成必要风险评估、检测及防护条件的情况下进入排水井室。
通过平台检查实时液位、变化率、温度和设备状态，识别长期无更新或明显异常的数据。
定期检查天线或探头表面、安装稳定性、回波质量及测量方向。
检查探头凝露、污物附着、温度补偿和声束路径。
检查探头淤积、膜片状态、压力零点及必要的通气补偿通道。
检查空气温度或水温数据稳定性，并开展必要的适用比对。
检查井维修、管底清淤、井口抬升、道路改造或设备重新安装后，应核查测量参考高程。
检查各级水位阈值、变化率报警及解除逻辑是否符合当前运行要求。
检查网络连接、历史数据补传及井盖关闭条件下的实际信号质量。
根据供电结构检查电池、固定供电和相关电源部件。
对重要雨水管网节点开展汛前测量检查、零点核查、通信测试和高水位报警联调。
重点关注高水位、强波动及可能浸没传感器的情况，及时识别测量失效。
整理典型降雨事件中的水位上涨、峰值、退水和高水位持续情况。
当管道改造、泵站调度方式改变或上下游边界发生变化时，重新评估水位分析模型。
保存设备安装、测点高程、校准比对、异常报警、维护作业和历史监测结果。
通过固定式液位测点，将传统难以持续观察的地下水位变化转化为可查询、可比较的监测数据。
可根据井室空间、污染环境及水位范围，选择雷达、超声或静压式测量方式。
通过统一高程基准，使上下游节点水位能够开展具有工程意义的比较。
利用水位变化率，可以在单纯水位数值之外反映排水系统运行状态的快速变化。
利用管底、管顶及井口高程信息，可以对重要节点的高充满度和高水位状态开展分析。
对泵站进水节点进行连续液位监测，可为泵站运行管理提供实际水位数据。
将地下管网水位与降雨、泵站和道路积水监测关联，有助于形成更完整的城市排水运行信息体系。
长期水位数据可以为管道清淤、扩容及相关排水设施改造的效果评价提供参考。
单点水位无法直接确定流量、流向、管道堵塞位置或道路实际积水范围。需要结合相应专业测量和现场资料进行综合分析。
在雨水管网重点检查井内布设液位传感器，监测降雨期间井内水位和上涨速度。
持续掌握污水检查井内部水位变化，为污水管网运行分析和高水位异常识别提供数据。
对雨污合流管网重要节点开展液位监测，关注雨天水位抬升和高充满度状态。
在干管关键连接点及具有实际安装条件的井室内设置液位测点。
在污水干管上游、下游或重要支管汇入节点设置液位监测，辅助分析运行水位。
在泵站进水端和相关集水节点开展液位监测，辅助掌握进水水位变化。
对服务于下穿道路的雨水检查井和重要排水节点开展内部水位监测。
在历史易涝区域的重点雨水检查井中布设液位测点，关注强降雨期间的高水位运行。
对靠近河道排放口且具有高水位影响风险的管网节点进行监测。
对受潮位变化影响的雨水管网设置上下游液位测点，辅助分析潮汐顶托影响。
对历史水位异常、排水不畅和管道结构复杂的老城区重点节点开展液位监测。
对园区污水及雨水管网开展液位监测，记录不同运行时段的水位变化。
对医院、学校、交通枢纽及其他重要设施附近具有实际风险的排水节点设置液位测点。
对地下停车场、地下通道及其他地下空间附近的重要排水检查井开展内部液位监测。
对调蓄设施相关排水管道及检查井的水位进行监测，辅助分析调蓄运行状态。
对开展管道清淤、扩容或系统改造的区域布设测点，支持治理前后水位对比。
连续掌握地下管网液位，有助于提高排水设施运行状态的可观测性。
通过实时液位、变化率和井口剩余高差分析，为高水位风险提供及时的信息支持。
在强降雨期间持续记录水位变化，为重要排水节点巡查和运行分析提供数据依据。
对长期出现异常水位的区域，可以更有针对性地组织管道检查、清淤和其他维护工作。
结合泵站进水液位与设备运行状态，为泵站运行评价提供基础数据。
真实水位时间序列可以作为排水管网水力模型校核的现场依据之一。
通过具有可比降雨及下游条件的水位记录，对排水设施改造前后的运行变化进行评价。
长期形成的监测数据和运维记录，有助于建立排水设施的动态运行档案。
应综合监测设备、安装、通信、维护、平台建设及真实运行管理改善成果开展经济评价。
假设某监测节点在具有可比性的降雨条件下，治理前最大水位高程为12.40m，治理后为12.10m，则可计算对应峰值差异为0.30m。
该计算仅说明假设性水位差异，不能未经进一步分析直接将0.30m全部归因于某项治理工程。
若项目需要计算投资回收周期，应以真实建设成本、持续运维费用和经过验证的实际效益为基础。
未取得实际项目数据时，不应承诺固定的城市内涝风险下降比例、设备检测准确率或经济效益数值。
该规范自2022年10月1日起实施，属于现行强制性工程建设规范。
正式项目涉及城乡排水工程、雨水系统、污水系统及运行管理时，应执行其相关要求。
该标准自2021年10月1日起实施，可为排水系统设计、管网水力条件及相关工程分析提供依据。
其中与GB 55027-2022现行强制性要求不一致的规定，应以现行强制性工程建设规范为准。
该规范涉及城镇内涝防治相关技术内容，可为排水管网液位与城市防涝管理的工程关联提供参考。
适用于相关城镇排水管渠与泵站运行维护及安全管理，可为监测设备部署和维护提供参考。
用于相关电气设备外壳防护能力评价，应结合排水井内潮湿、凝露和浸水等条件合理使用。
该标准自2026年5月1日起实施，属于现行强制性国家标准，规定了适用有限空间作业及其安全管理的技术要求。
排水井设备安装和检修，应根据实际作业及适用范围执行相关有限空间安全规定。
国办发〔2021〕11号文件提出加强城市排水防涝设施建设与运行维护，推进智慧平台建设，并在排水设施关键节点和易涝积水点布设必要的智能化感知终端。
液位监测应与实际排水设施运维制度衔接，监测设备不得妨碍检查井清通、管道过流、井盖安全和正常巡检。
雷达液位计、超声波液位计、静压式水位计及温度传感器应依据各自适用的技术文件和计量要求开展校准、比对与运行质量检查。
排水管网液位监测涉及传感器测量、工程高程、排水水力分析、设备防护和井室作业安全等多个专业。
正式项目应根据具体工程范围和适用要求核查标准的现行版本，并依据真实设备性能制定验收指标。
本方案尚未获得可公开核验的实际工程案例资料，包括项目名称、设备安装记录、原始监测数据、现场异常确认和竣工验收文件。
因此，本章不虚构已经完成的成功案例。以下为原创的工程应用推演，用于说明排水管网液位监测的典型实施方式与计算方法，不属于实际工程业绩。
假设某城市雨水检查井位于重要雨水干管上，强降雨期间井内水位可能明显上涨。
连续掌握井内水位高程、上涨速率、最大水位和井口剩余高差。
在具有有效测量空间的位置配置雷达液位计、数据采集终端和通信模块。
通过工程测量确定雷达参考点、管底高程和井口控制高程。
对水位持续上涨以及接近井口控制高程的情况进行分级提示。
结合相关降雨、管网和排水设施资料安排必要的现场检查。
为雨水管网关键节点的高水位管理提供实时监测信息。
假设某污水检查井在一次有效监测过程中，管底相对水深由0.35m上涨至0.95m，历时15分钟。
Δh = 0.95 - 0.35 = 0.60m
Vh = 0.60/15 = 0.04m/min
即4cm/min。
该假设条件下，测点在对应15分钟内的平均上涨速率为4cm/min。
是否需要报警，还应依据对应管顶、井口高程和该节点的实际运行要求判断。
不能假设后续水位必然按4cm/min继续上涨，也不能仅凭上涨速率认定已经发生管道堵塞。
假设某排水干管设置A、B两个水位测点，分别位于同一管段的上游和下游。
两个测点使用统一工程高程基准。
上游水面高程Zu = 15.20m。
下游水面高程Zd = 15.05m。
ΔH = 15.20 - 15.05 = 0.15m
两测点之间的水面高程差为0.15m。
该高差可以作为管段水力状态分析的参考，但不能仅凭0.15m高差直接确定流量大小或是否存在堵塞。
为上下游液位联动和可能的顶托风险调查提供基础数据。
假设某污水干管检查井在降雨期间出现明显高于正常旱天的水位。
配置连续液位传感器和必要的环境温度监测，并接入有效降雨数据。
将雨天水位过程与相近用水时段的旱天水位基线比较。
若雨天水位明显升高，可形成雨天异常水力状态调查线索。
结合有效流量数据、雨污接入结构、下游水位和其他实际条件调查。
雨天高水位并不单独证明存在雨污混接，也可能与下游顶托或其他水力条件有关。
为污水管网雨天运行评价及专项治理提供基础监测资料。
假设某排水泵站需要持续掌握进水端检查井和集水池水位。
在适当位置布设连续液位传感器，并接入泵组运行状态。
记录进水水位、上涨速度、最大水位及泵组运行期间的水位变化。
在不同泵组运行状态下比较具有可比性的水位变化过程。
若水位长期异常偏高，可进一步核查泵组运行、实际排水流量及其他设施条件。
为泵站进水工况监测和运行管理提供数据支持。
假设某排水管段计划开展清淤维护，并希望使用监测数据评价维护前后的运行变化。
记录代表性降雨条件下的上游、下游水位及峰值。
根据实际检查结果开展适当的管道清淤或其他维护工作。
在具有合理可比性的降雨和下游水位条件下，继续记录水位过程。
比较峰值、持续高水位时间和水位恢复速度。
若两次降雨过程、下游边界或泵站调度明显不同，则不能仅根据水位下降就直接量化清淤效果。
为管网维护与治理工程效果评价提供监测依据。
正式发布实际成功案例，应提供经过核验的项目基本情况、传感器安装、测点高程、原始水位数据、异常确认、现场处置及工程验收资料。
没有真实资料时，不应虚构项目名称、设备运行成果、预警准确率或治理效益。
[1] GB 55027-2022《城乡排水工程项目规范》。
官方资料：住房和城乡建设部标准公告
[2] GB 50014-2021《室外排水设计标准》。
官方资料：住房和城乡建设部标准公告
[3] CJJ 68-2016《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》。
标准资料：查看标准资料
[4] GB 51222-2017《城镇内涝防治技术规范》。
用于相关城镇内涝防治工程及排水系统分析，具体适用条款应按现行要求确认。
[5] GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP代码）》及适用修改单。
标准信息：查看国家标准信息
[6] GB 46768-2025《有限空间作业安全技术规范》。
该标准于2026年5月1日起实施。
标准信息：查看国家标准信息
[7]《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》，国办发〔2021〕11号。
政策链接：查看政策原文
[8] 雷达液位测量、回波检测、测距盲区和安装几何相关技术资料。
[9] 超声波液位测量、空气声速温度补偿及井室回波质量相关技术资料。
[10] 静水压力测量、水位高程转换、液体密度与大气压力补偿相关技术资料。
[11] 排水管网水力分析、自由水面流、承压流与下游顶托相关技术资料。
[12] 排水管网多测点监测、时间序列异常识别与城市内涝模型校核相关技术资料。
国家标准、行业标准和技术研究资料分别对应排水工程建设、设施维护、传感器性能及水力模型等不同专业范围。
实际项目中，传感器的准确度、使用寿命、有效监测条件和报警性能，应通过设备资料及现场试验确认。
排水与城市防涝排水管网液位在线监测方案，以地下雨水、污水和合流制排水管网的水位状态为主要监测对象，重点获取液位、水面高程、水位变化率和温度数据。
系统根据检查井结构、管道尺寸、水面状态和现场环境，选择雷达液位计、超声波液位计或静压式水位计，并通过固定高程基准将不同测量方式的结果转换为具有统一工程意义的水位数据。
雷达液位测量适用于具有有效电磁回波和适当安装空间的场景；超声波液位测量需要关注声速温度补偿、井内回波和凝露条件；静压式液位测量需要考虑污水介质、探头淤积、大气压力及必要的温度修正。
通过水位变化率、最大水位、管道相对充满程度、管顶高差和井口剩余高差等指标，系统可以从多个维度描述排水管网关键节点的水位变化。
对于需要研究下游高水位影响的管段，可在上下游设置液位测点，利用统一高程基准进行比较，并结合实际降雨、流量和泵站运行资料开展分析。
需要强调的是，井内高水位不直接等于道路地面积水，管道接近满管也不意味着一定发生堵塞。对于已经进入承压状态的管道，还应明确区分自由水面液位与水力压头。
系统通过实时监测、历史趋势、分级预警、GIS地图、设备诊断及运维工单，实现从管网水位异常发现到现场排查的管理闭环。
工程实施阶段应重点做好传感器选型、测量基准确定、井内安装、高程标定、温度补偿、变化率算法验证和高水位报警测试。
设备长期运行期间，应开展汛前检查、传感器维护、通信巡检和水位数据质量管理，确保监测结果能够持续为排水管理提供有效依据。
通过建立覆盖重点排水节点的液位在线监测网络，可以为城市雨污水管网运行状态分析、排水设施维护、泵站管理、管网水力模型校核及城市防涝辅助决策提供持续的数据支持。
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LoRaWAN无线远程液位传感器
无线智能消防栓水压监测
GNSS地质灾害监测站
一体化倾斜伏倒检测仪
地表裂缝监测仪
无线4g倾斜传感器(内置电池)
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智能水位控制器
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