市政排水管网作为城市 “地下生命线”，长期埋于地下易因管材老化、地质沉降、外力施工等因素出现渗漏。管网渗漏不仅导致大量水资源浪费（据统计，部分城市排水管网渗漏率超 15%），还可能使污水外渗污染土壤与地下水，或让地下水渗入管网稀释污水，增加污水处理厂负荷。传统渗漏排查依赖人工巡检与闭水试验，不仅效率低、成本高，还难以发现隐蔽性渗漏点。而液位计通过长期采集管网水位数据，结合趋势分析技术，可精准识别水位异常下降特征，辅助运维人员锁定渗漏区域，为及时修复提供科学依据，有效减少水资源浪费与土壤污染风险。

一、数据基础：构建长期、稳定的水位监测体系

液位计实现对管网渗漏导致水位异常下降的识别，首要前提是建立覆盖管网关键节点、持续稳定的长期数据采集体系，为趋势分析提供充足、可靠的数据样本。

（一）科学布设监测点位，覆盖渗漏高发区域

市政排水管网渗漏多发生在管材接头、阀门井、老旧管段、地质沉降路段等位置，液位计需针对性布设：

管材接头密集段：如管网交汇处、三通 / 四通节点，此类位置因接口密封性能易随时间衰减，是渗漏高发区，需每 500 米至少布设 1 台液位计；

老旧管段：使用年限超 20 年的混凝土管、铸铁管，因腐蚀、老化导致管壁破损风险高，需加密布设（如每 300 米 1 台）；

地质敏感区：如软土地基路段、地铁施工周边，地质沉降易导致管网拉伸断裂，需在沉降监测点周边 100 米内布设液位计；

阀门井与泵站进出口：此类节点是管网水位变化的 “关键控制点”，在进口与出口分别布设液位计，可通过上下游水位差判断区间是否存在渗漏。

例如，某城市在老城区 10 公里市政排水干管上，根据上述原则布设了 32 台液位计，重点覆盖 1990 年前建设的管段与 5 处地铁施工影响区域，为后续渗漏识别奠定了点位基础。

（二）长期连续采集，保障数据完整性与一致性

液位计需以固定频率（如每 5 分钟 1 次）长期连续采集水位数据，避免数据中断或频率波动影响趋势分析：

数据完整性：通过低功耗设计（如太阳能供电 + 电池备份）与抗干扰通信（如 LoRa、NB - IoT），确保液位计在暴雨、停电、信号薄弱等极端场景下仍能正常采集数据，例如某品牌液位计在连续 72 小时停电情况下，可通过备用电池维持数据采集与传输；

数据一致性：统一校准所有液位计的测量基准（如以管网管底为零点）与精度（误差控制在 ±2mm 内），避免因设备差异导致的水位数据偏差。例如，某城市每季度对所有液位计进行一次现场校准，使用标准水位尺比对，确保数据误差不超过 1mm。

通过长期连续采集，液位计可积累海量水位数据，例如单台液位计每年可生成约 10.5 万条数据，为趋势分析提供充足样本 —— 通常需至少 6 个月的连续数据，才能准确识别水位变化的正常规律与异常特征。

二、分析逻辑：从长期趋势中识别渗漏导致的水位异常下降

市政排水管网在正常运行状态下，水位变化遵循特定规律（如受排水负荷、降雨量影响的周期性波动），而渗漏会打破这一规律，导致水位出现 “非周期性、持续性、区域性” 的异常下降。液位计通过长期数据趋势分析，可从以下三个维度识别这类异常。

（一）维度一：对比历史同期数据，识别 “非季节性” 水位下降

正常情况下，市政排水管网水位随季节、排水负荷变化呈现周期性波动，例如：

雨季（6-9 月）：因降雨量增加，管网水位普遍高于旱季，且波动频繁；

旱季（12-2 月）：降雨量少，管网水位稳定在较低水平，日均波动幅度＜125px；

日间高峰（7-22 点）：居民生活排水与企业生产排水集中，水位较夜间（22-7 点）高 10-375px。

当管网出现渗漏时，水位会偏离历史同期正常范围，呈现 “非季节性” 下降。液位计通过将当前水位数据与近 3 年同期数据对比，若出现以下特征，可判定为异常：

旱季某时间段水位较近 3 年同期均值下降超 250px，且持续时间超过 72 小时；

日间高峰时段水位未出现预期上升，反而较历史同期高峰值下降 200px 以上；

无降雨、排水负荷未减少（如周边小区入住率、企业生产规模无变化）的情况下，水位持续低于历史同期最低值。

例如，某城市 2024 年 1 月（旱季）监测到某路段管网水位日均为 1.2m，而 2021-2023 年同期日均水位为 1.35-1.4m，且该路段排水负荷无变化，液位计通过历史同期对比，初步判定存在渗漏导致的水位异常下降。

（二）维度二：分析日内波动规律，识别 “非负荷性” 水位下降

正常状态下，管网水位随日内排水负荷变化呈现 “日间高、夜间低” 的规律波动，波动幅度相对稳定（如日均波动 10-375px）。而渗漏会导致水位在非负荷变化时段（如夜间排水低谷期）仍持续下降，打破日内波动规律：

夜间低谷期异常：夜间 22-7 点排水负荷最低，正常水位应保持稳定或小幅下降（如每小时下降＜25px），若液位计监测到夜间水位每小时下降超 75px，且持续 4 小时以上，说明可能存在渗漏 —— 因为此时无大量排水，水位下降多由渗漏导致；

波动幅度异常：日内水位波动幅度较历史均值缩小 50% 以上，例如某路段历史日均水位波动 300px，近期波动幅度仅 100px，且日间高峰水位未上升，反而下降，可能是渗漏导致部分污水外渗，减少了管网内水体总量，进而缩小波动幅度。

例如，某工业区管网夜间 2-5 点水位从 1.1m 降至 1.0m，每小时下降 82.5px，远超正常的每小时＜25px，且该时段无企业排水，液位计通过日内波动分析，判定该区域存在渗漏。

（三）维度三：联动上下游数据，识别 “区域性” 水位下降

单一液位计的数据无法确定渗漏位置，需通过联动上下游多个液位计的水位数据，分析 “区域性” 水位变化特征，锁定渗漏区间：

上下游水位差异常：正常情况下，管网上下游水位差稳定（如每公里下降 5-200px），若某区间上下游液位计监测到水位差突然增大（如每公里下降超 375px），说明该区间可能存在渗漏 —— 例如上游液位计水位 1.3m，下游 500 米处液位计水位 1.15m，水位差达 375px/500 米，远超正常的 2.5-100px/500 米，可判定该 500 米区间存在渗漏；

单一节点水位异常：若某一液位计监测到水位持续下降，而相邻上下游液位计水位正常，说明渗漏点位于该液位计周边 50 米范围内 —— 因为渗漏影响范围有限，仅会导致局部节点水位下降，而不会影响较远的上下游节点。

例如，某城市排水干管上的 A、B、C 三台液位计（间距均为 500 米），A 与 C 液位计水位正常（1.3m），B 液位计水位持续下降至 1.1m，通过上下游联动分析，判定渗漏点位于 B 液位计周边 50 米范围内。

三、定位应用：从异常识别到渗漏区域精准锁定

液位计通过长期数据趋势分析识别水位异常下降后，需结合管网基础信息、辅助检测手段，为运维人员提供精准的渗漏区域定位指引，避免盲目排查。

（一）结合 GIS 管网地图，缩小渗漏排查范围

液位计采集的水位数据会同步上传至智慧水务平台，平台将异常水位数据与 GIS 管网地图叠加，结合管网拓扑结构（如管径、管材、埋深），缩小排查范围：

管径关联：大管径（如 DN1000 以上）管网渗漏导致的水位下降范围较大，可能影响上下游 1000 米内的液位计；小管径（如 DN500 以下）渗漏影响范围较小，通常仅影响周边 300 米内的液位计，可根据管径大小初步划定排查半径；

管材关联：不同管材的渗漏特征不同，如混凝土管多在接头处渗漏，铸铁管多在管壁腐蚀处渗漏，可结合管材类型确定重点排查部位（如接头或管壁）；

埋深关联：埋深超 3 米的管网，渗漏可能因土壤压力大而加速，且不易通过地面观察发现，需在 GIS 地图中标注此类管段，提醒运维人员重点关注。

例如，某城市智慧水务平台将 B 液位计的异常水位数据与 GIS 地图叠加，显示该节点周边为 DN600 铸铁管，埋深 2.5 米，据此划定以 B 液位计为中心、300 米为半径的排查范围，重点检查铸铁管的管壁腐蚀情况与接头密封状态。

（二）联动流量数据，验证渗漏区域与估算渗漏量

液位计的水位数据与流量计的流量数据联动，可进一步验证渗漏区域，并估算渗漏量，为修复优先级判断提供依据：

流量 - 水位联动验证：正常情况下，管网流量与水位呈正相关（流量增加，水位上升），若某区域液位计监测到水位下降，而流量计监测到流量未减少甚至略有增加，说明存在渗漏 —— 因为部分水流通过渗漏点外渗，导致水位下降，而总流量未减少；

渗漏量估算：通过 “上下游流量差法” 估算渗漏量，即上游流量计的总流量减去下游流量计的总流量，差值即为该区间的渗漏量。例如，上游流量计监测到日均流量 1000m³，下游流量计监测到日均流量 850m³，可估算该区间日均渗漏量约 150m³，若渗漏量较大（如超总流量 10%），需优先安排修复。

例如，某路段通过液位计判定存在渗漏后，联动上下游流量计数据，发现上游日均流量 900m³，下游日均流量 780m³，估算日均渗漏量 120m³（占总流量 13.3%），平台将该区域列为高优先级修复区域。

（三）辅助现场检测，精准定位渗漏点

液位计锁定渗漏区域后，运维人员可结合便携式检测设备进行现场排查，快速找到具体渗漏点：

听音杆检测：运维人员在液位计划定的排查范围内，使用听音杆沿管网走向监听，渗漏点会因水流外渗产生 “嘶嘶” 声，声音最清晰处即为渗漏点；

管道检测机器人（CCTV）：对于埋深较深、管径较大的管网，使用 CCTV 机器人进入管道内部，通过高清摄像头观察管壁是否存在裂缝、孔洞，接头是否密封不严，结合液位计的异常数据位置，可精准定位渗漏点；

压力测试：对液位计划定的渗漏区间进行闭水试验，向管道内注水至正常水位，若水位在 1 小时内下降超 50px，且排除管道接口、阀门等部位的正常渗漏，即可确认存在渗漏，并通过分段试压（如将 500 米区间分为 2 段，每段 250 米）进一步缩小范围。

例如，某城市运维人员根据液位计划定的 300 米排查范围，使用听音杆在距离 B 液位计 20 米处听到明显渗漏声，再通过 CCTV 机器人检测，发现该位置铸铁管存在一处直径约 125px 的腐蚀孔洞，精准定位了渗漏点。

四、实践价值：减少水资源浪费与土壤污染风险

液位计通过长期数据趋势分析识别管网渗漏，辅助精准定位，其核心实践价值在于及时发现并修复渗漏，减少水资源浪费与土壤污染，同时降低运维成本。

（一）减少水资源浪费，提升用水效率

市政排水管网中的污水虽为 “废水”，但经处理后可回用（如绿化灌溉、工业冷却），渗漏导致的污水外渗相当于浪费了可回收水资源。通过液位计及时识别渗漏并修复，可有效减少浪费：

某城市通过液位计发现并修复了 12 处渗漏点，累计减少日均渗漏量 1800m³，这些渗漏的污水经污水处理厂处理后，可满足 30 万平方米绿地的灌溉需求，每年节约自来水用量约 65 万 m³；

对于以再生水作为补水的管网，渗漏导致的再生水浪费更为直接，液位计的渗漏识别可避免再生水 “未利用先流失”，提升再生水利用率。

（二）防止土壤与地下水污染，保护生态环境

污水中含有 COD、氨氮、重金属等污染物，渗漏会导致这些污染物渗入土壤与地下水，造成生态破坏：

某工业区管网因渗漏导致周边土壤 COD 含量超背景值 5 倍，重金属铅含量超国家标准 1.2 倍，通过液位计及时发现渗漏并修复，同时对污染土壤进行治理，避免了污染扩散；

在地下水水源地保护区周边，管网渗漏可能导致污水渗入地下含水层，污染饮用水源，液位计的渗漏识别可提前预警，防止污染事件发生。例如，某地下水水源地周边管网通过液位计发现 2 处渗漏点，及时修复后，未对地下水水质造成影响。

（三）降低运维成本，提升管理效率

传统渗漏排查需投入大量人力、物力，如人工巡检 10 公里管网需 2-3 人 / 天，成本约 2000 元 / 天，且效率低、漏判率高。液位计通过长期数据趋势分析自动识别渗漏区域，可大幅降低运维成本：

某城市通过液位计辅助渗漏排查，将每公里管网的排查时间从 2 天缩短至 0.5 天，人工成本降低 75%，漏判率从 30% 降至 5% 以下；

液位计的长期数据积累还可帮助运维人员总结渗漏规律（如某类管材的渗漏高发年限、某区域的渗漏高发季节），提前制定预防性维护计划（如对使用超 15 年的铸铁管进行防腐处理），减少渗漏发生频次。

五、总结与展望

在市政排水管网渗漏导致水位异常下降的场景中，液位计并非简单的 “水位采集工具”，而是通过长期数据趋势分析，从历史同期对比、日内波动规律、上下游联动三个维度识别异常，结合 GIS 地图、流量数据与现场检测，辅助运维人员精准锁定渗漏区域。这一过程不仅解决了传统排查 “效率低、精度差、成本高” 的问题，更能及时减少水资源浪费，防止土壤与地下水污染，为市政排水管网的智慧化运维提供了关键技术支撑。

未来，随着智慧水务技术的发展，液位计的渗漏识别能力还将进一步升级：一是引入 AI 算法，通过学习海量水位数据，自主优化异常识别模型，提升复杂场景（如管网堵塞与渗漏并存）的识别精度；二是结合数字孪生技术，将液位计的水位数据与管网数字模型结合，模拟渗漏扩散路径，预判污染风险范围；三是与管网资产管理制度联动，根据液位计识别的渗漏情况，自动生成管材更换、防腐处理等维护建议，实现 “监测 - 分析 - 维护” 的全流程自动化。最终，液位计将成为市政排水管网渗漏防控的 “智慧哨兵”，为建设节水型、生态型城市提供坚实保障。