雨季市政排水投入式液位计探头偏移解决办法 - 保障测量稳定-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-09-01 | 8 次浏览 | 分享到:
在市政排水系统中,投入式液位计是保障液位实时监测、泵站调度与管网防洪的关键设备。但雨季强降雨会使排水系统内水体流速骤增至 1.5-2.5m/s,高速水流冲击力易导致投入式液位计探头偏移,引发测量数据波动、探头倾斜甚至线缆断裂,影响监测与调度。对此,可从四方面解决:优化安装固定,如泵站集水池采用 “三角支撑 + 刚性套管” 结构,雨水管网井室用 “池底锚固 + 线缆张紧” 方案,并合理选择安装位置;适配抗冲击专用设备,优先选 “流线型探头 + 一体化线缆” 产品,用高强度抗老化线缆,按水流速度选对应防护等级设备;增设辅助防护装置,如环形导流板、网格状缓冲网、弹性缓冲套;强化运维管理,制定雨季前专项排查、数据异常预警及雨季动态调整机制,从而保障投入式液位计测量稳定与排水系统安全。

在市政排水系统运行中,投入式液位计是实现液位实时监测、保障泵站调度与管网防洪的关键设备。然而每逢雨季,强降雨导致排水系统内水体流速骤增(部分泵站内水流速度可达 1.5-2.5m/s),高速水流产生的冲击力易使投入式液位计探头位置偏移 —— 轻则导致测量数据波动,重则引发探头倾斜、线缆拉扯断裂,直接中断液位监测,给排水系统应急调度带来严重隐患。针对这一痛点,需从安装固定、设备选型、防护设计、运维管理四个维度构建系统性解决方案,彻底规避水流冲击引发的探头偏移问题。


一、优化安装固定方式:构建抗冲击的机械固定体系

投入式液位计探头偏移的核心诱因是固定结构无法抵御高速水流的冲击力,因此需根据市政排水构筑物(如泵站集水池、雨水管网井室)的结构特点,选择适配的高强度固定方案,从物理层面阻断水流冲击对探头位置的影响。


在泵站集水池场景中,传统的 “单根线缆悬挂” 或 “简易支架固定” 方式抗冲击能力较弱,可采用 “三角支撑 + 刚性套管” 复合固定结构。具体而言,先在池壁预设 3 个呈等边三角形分布的不锈钢固定支座(支座间距根据池体直径确定,通常不小于 1.2m),选用厚度不小于 5mm 的 304 不锈钢管制作刚性套管(套管长度需覆盖从池顶至探头安装深度的全程),将投入式液位计的线缆与探头整体穿入套管内,再通过螺栓将套管与三角支座紧密连接。这种结构可将水流冲击力分散至三个支座,避免单点受力导致的偏移,同时套管能隔绝水流直接冲击探头,减少局部涡流对探头的扰动。某市政泵站改造案例显示,采用该固定方式后,雨季探头偏移量从改造前的 8-375px 降至 12.5px 以内,测量数据波动幅度从 ±10% 缩小至 ±2%。


对于雨水管网井室(尤其是直径小于 1.5m 的小型井室),空间狭窄限制了复杂支架的安装,可采用 “池底锚固 + 线缆张紧” 双重固定方案。首先在井室底部浇筑混凝土锚固基座(基座尺寸不小于 750px×750px×500px),嵌入带内螺纹的不锈钢连接件;将探头底部与一根长度为 50-2000px 的不锈钢配重杆连接(配重杆重量根据水流速度确定,流速 1.5-2m/s 时配重不小于 5kg),配重杆底部通过螺纹与锚固基座固定;同时在井室顶部安装可调节张力的线缆收紧器,将液位计线缆拉直后固定在收紧器上,通过定期微调收紧器保证线缆始终处于张紧状态。这种方式利用配重杆抵御水流向上的冲击力,张紧线缆限制探头水平偏移,在某城市郊区雨水管网应用中,成功解决了雨季探头频繁偏移的问题,设备故障率下降 70%。


此外,安装位置的选择也需避开水流冲击死角。例如在泵站集水池中,应将探头固定在远离进水口、出水口的区域(距离进水口边缘不小于池体直径的 1/3),避免高速进水直接冲击探头;在圆形管网井室中,优先选择井室侧壁与井底交接处的 “90° 拐角” 位置安装,利用井壁阻挡部分水流冲击力,减少探头受冲击的力度。


二、适配设备选型:选择抗冲击的专用型投入式液位计

除了外部固定结构,投入式液位计自身的结构设计与材质特性,也直接影响其抵御水流冲击的能力。在雨季排水场景中,需针对性选择具备抗冲击性能的专用型号,从设备本身提升抗偏移能力。


首先关注探头的结构设计,优先选用 “流线型探头 + 一体化线缆” 的产品。传统的圆柱形探头易在水流中产生涡流,导致局部压力波动引发探头晃动,而流线型探头(如水滴形、纺锤形)可减少水流阻力,降低冲击力对探头的推动作用;同时选择线缆与探头一体化注塑成型的产品(而非传统的 “线缆焊接” 方式),避免线缆与探头连接处因水流冲击出现断裂或松动,进而导致探头脱落偏移。某液位计厂商的抗冲击型号测试数据显示,流线型探头在流速 2.5m/s 的水流中,受到的冲击力仅为传统圆柱形探头的 40%,线缆连接处的拉力耐受值提升至 500N 以上。


其次,线缆材质需具备高强度与抗老化特性。雨季排水系统内水体含大量泥沙、腐蚀性物质,普通 PVC 线缆易被磨损或腐蚀,导致强度下降,无法支撑探头重量。应选用 “凯夫拉纤维增强 + 聚四氟乙烯护套” 的专用线缆,凯夫拉纤维的抗拉强度是同直径钢丝的 5 倍,可抵御水流冲击导致的线缆拉伸;聚四氟乙烯护套的耐磨损、耐腐蚀性优于传统 PVC,能在含沙污水中长期使用而不老化。某市政项目对比测试表明,采用该材质线缆后,雨季线缆断裂率从 15% 降至 1% 以下,探头因线缆断裂导致的偏移问题基本杜绝。


此外,需根据水流速度选择适配的探头防护等级。对于流速超过 2m/s 的泵站或管网,应选用具备 “抗冲击防护认证” 的投入式液位计(如符合 IEC 60068-2-27 标准的抗冲击等级),这类设备在出厂前经过模拟高速水流冲击测试,探头外壳采用厚度不小于 3mm 的 316L 不锈钢材质,能承受瞬时冲击力不小于 1000N 的冲击,避免外壳变形导致的探头位置偏移。


三、增设辅助防护装置:构建多层次的冲击缓冲体系

在固定结构与设备选型优化的基础上,针对水流速度超过 2.5m/s 的极端场景(如暴雨期间的泵站进水口),需增设辅助防护装置,通过 “缓冲 - 导流 - 阻挡” 的多层次防护,进一步削弱水流冲击对探头的影响。


可在探头周边安装 “环形导流板”,导流板采用厚度 3-5mm 的玻璃钢材质(重量轻、强度高、耐腐蚀),直径比探头大 20-750px,呈 45° 倾斜固定在探头上方的套管或支架上。当高速水流流向探头时,导流板可将水流向四周分散,改变水流方向,减少直接冲击探头的水量与力度。某泵站进水口改造中,安装环形导流板后,探头周边水流速度从 2.8m/s 降至 1.2m/s,冲击力度下降 60% 以上。


对于水流紊乱、存在涡流的区域(如泵站集水池的拐角处),可增设 “网格状缓冲网”。缓冲网采用不锈钢材质,网孔尺寸为 5-200px(既能允许水体正常流通,又能阻挡大颗粒杂质并缓冲水流),将缓冲网固定在探头前方 1-1.5m 处,形成一道物理屏障。缓冲网可先过滤掉污水中的漂浮物(如塑料袋、树枝),避免杂质撞击探头导致偏移;同时通过网格的阻挡作用,将紊乱水流转化为平稳水流,减少涡流对探头的扰动。某城市排水管网改造案例显示,安装缓冲网后,探头因杂质撞击导致的偏移次数从每月 5-8 次降至 0 次,测量数据稳定性显著提升。


此外,在探头与固定结构的连接处,可包裹 “弹性缓冲套”(如耐油橡胶材质)。当水流冲击导致探头产生轻微晃动时,缓冲套可吸收部分冲击力,避免刚性连接导致的结构松动,同时减少振动对测量精度的影响。某液位计运维数据表明,加装缓冲套后,探头连接部位的松动率从 25% 降至 3%,设备维护周期延长 50%。


四、强化运维管理:建立全周期的监测与调整机制

即使采用了完善的固定、选型与防护方案,长期使用过程中,水流冲击的累积效应仍可能导致固定结构松动、线缆老化等问题,因此需建立针对雨季的专项运维管理机制,通过定期检查、实时监测、及时调整,确保投入式液位计探头始终处于稳定的工作位置。


首先制定 “雨季前专项排查” 制度。在每年汛期来临前 1-2 个月(如 4-5 月),组织运维人员对所有投入式液位计的固定结构进行全面检查:对于三角支架,检查螺栓是否松动(采用扭矩扳手确认拧紧扭矩符合设计要求,通常不小于 30N・m),支座与池壁的连接是否存在裂缝;对于配重杆与锚固基座,检查螺纹连接是否牢固,混凝土基座是否有破损;对于线缆收紧器,检查张力是否足够,线缆是否存在磨损或老化迹象。发现问题及时整改,例如更换松动的螺栓、修补破损的基座、更换老化的线缆,从源头消除探头偏移的隐患。某城市排水管理处实施该制度后,雨季液位计故障报修量从每年 30 余起降至 5 起以下。


其次利用 “数据异常预警” 实时监测探头状态。通过在中控系统中设置 “测量数据波动阈值”(如 1 分钟内数据波动超过 ±125px 即触发预警),当雨季水流冲击导致探头轻微偏移时,数据波动会超出正常阈值,系统自动发送报警信息至运维人员手机。运维人员可根据报警信息,远程查看该点位的视频监控(需在排水构筑物内安装防水摄像头),判断探头是否存在明显偏移,若情况紧急则立即赴现场处理,避免偏移扩大导致的测量中断。某智慧排水项目应用该预警机制后,探头偏移的发现时间从平均 8 小时缩短至 15 分钟,大幅减少了因偏移导致的监测盲区。


最后建立 “雨季动态调整” 机制。对于往年频繁出现探头偏移的点位,在雨季期间增加运维巡查频次(如每周 2-3 次),重点检查固定结构的受力情况与探头位置;若发现探头有轻微偏移趋势,及时调整线缆收紧器的张力或加固支架螺栓;对于水流速度异常增大的区域(如短时强降雨导致进水口流速骤升),可临时增加配重杆重量或加装临时缓冲装置,待雨季结束后再根据实际情况优化固定方案。这种动态调整方式可灵活应对雨季水流冲击的不确定性,确保探头始终处于稳定工作状态。


结语

雨季市政排水系统中投入式液位计探头偏移问题,并非单一因素导致,需从 “固定结构、设备选型、防护装置、运维管理” 四个维度构建系统性解决方案。通过高强度的机械固定体系抵御水流冲击,适配抗冲击的专用设备提升自身性能,增设多层次防护装置缓冲水流影响,建立全周期运维机制及时排查隐患,可彻底解决探头偏移问题,保障液位监测数据的稳定性与准确性。在城市化进程加速、极端降雨频发的背景下,这一解决方案不仅能提升市政排水系统的应急调度能力,更能为智慧排水建设奠定坚实的监测基础,助力城市防洪排涝安全体系的完善。