截流井是市政排水系统中 “雨污分流” 与 “合流制溢流控制” 的关键设施，其核心功能是在降雨时拦截合流污水（雨水与污水混合水体），通过截流泵输送至污水处理厂，同时在降雨结束后或水位较低时，确保污水不溢流、雨水不直排。然而，截流井内水位受降雨量、污水量、闸门开度等多因素影响，变化复杂 —— 若液位监测不精准，易导致 “雨水直排”（截流不及时，大量雨水携带污水排入河道）或 “污水溢流”（截流能力不足，污水从溢流口溢出污染周边环境）。因此，需通过科学的液位监测方案，精准捕捉井内雨水、污水的水位变化特征，为截流闸门智能调控提供实时、可靠的数据依据，实现截流井的高效运行与环境风险防控。

一、监测点位科学布设：覆盖截流井关键水位区域

截流井的结构通常包含 “合流进水口、截流出口（接污水处理厂）、溢流出口（接河道）、截流泵、闸门” 等核心部件，不同区域的水位变化反映不同的运行状态。需针对这些关键区域布设液位监测点，确保全面捕捉水位动态，避免监测盲区。

（一）核心监测点位划分与功能

根据截流井运行逻辑，需重点布设以下三类液位监测点，各点位功能互补，形成完整的水位监测体系：

合流区液位监测点：布设在截流井合流进水口下游、闸门上游的合流区内，用于监测进入截流井的合流污水（雨水 + 污水）水位。该点位水位直接反映 “来水负荷”—— 降雨时水位快速上升（雨水大量汇入），降雨结束后水位缓慢下降（仅污水流入），其数据是判断是否需要启动截流、调整闸门开度的核心依据。例如，某截流井合流区液位监测点在中雨时监测到水位 1 小时内从 0.5m 升至 1.8m，提示来水负荷骤增，需加大截流力度；

截流区液位监测点：布设在截流闸门下游、截流泵进水口处，用于监测截流至污水处理厂的水体水位。该点位水位反映 “截流能力匹配度”—— 若合流区水位上升但截流区水位无明显变化，可能是截流闸门开度不足或截流泵故障，需及时调整闸门或检修设备；若截流区水位过高（接近截流泵停机水位），则需降低闸门开度，避免截流泵过载；

溢流区液位监测点：布设在溢流闸门上游、溢流出口处，用于监测可能溢流至河道的水体水位。该点位水位是 “环境风险预警” 的关键 —— 仅当合流区水位超过截流能力（如截流泵满负荷运行仍无法降低水位），且溢流区水位达到溢流闸门开启阈值时，才允许适量雨水溢流（避免污水混入）；若溢流区水位在无降雨时上升，说明存在污水泄漏，需立即排查故障。

（二）布设技术要求：确保监测精准与设备安全

截流井内环境复杂（高湿、高腐蚀、可能存在泥沙淤积），液位监测点布设需满足以下技术要求，避免设备故障或数据失真：

安装高度适配：液位传感器的测量范围需覆盖截流井的 “最低运行水位” 至 “最高警戒水位”，例如截流井有效水深 2m，传感器测量范围应设定为 0-2.5m（预留 0.5m 安全余量），安装位置需避开水流冲击处（如进水口正下方），防止水流直接冲击传感器导致数据波动；

防腐蚀与防淤积：传感器外壳选用 316L 不锈钢或 PVDF 材质（耐污水腐蚀），探头表面需喷涂聚四氟乙烯涂层（减少泥沙附着），同时在传感器周边设置 “防淤积支架”（如环形不锈钢网，孔径 5mm，阻挡大颗粒泥沙）；

数据同步性：所有监测点的液位传感器需统一采样频率（如每 10 秒 1 次），确保不同点位的水位数据在时间上同步，便于后续联动分析（如对比合流区与截流区的水位差，判断截流效率）。

例如，某城市截流井在合流区、截流区、溢流区分别布设 1 台超声波液位计（测量范围 0-3m，精度 ±2mm），传感器外壳为 316L 不锈钢，探头喷涂聚四氟乙烯涂层，采样频率 10 秒 / 次，实现了截流井水位的全方位、高精度监测。

二、水位数据精准采集：适配截流井复杂工况的技术方案

截流井内水位变化具有 “降雨时骤升骤降、水流扰动大、可能存在泡沫 / 漂浮物” 的特点，传统液位监测技术易出现数据漂移或误报，需选择适配的采集技术，并通过数据处理优化提升准确性。

（一）监测技术选型：兼顾精度与抗干扰能力

根据截流井工况差异，需针对性选择液位监测技术，核心技术类型及适配场景如下：

超声波液位计：适用于大多数截流井（尤其是合流区、溢流区），通过发射超声波信号至液面，根据反射时间差计算水位，无需接触水体，避免腐蚀与淤积影响。其优势是测量范围宽（0.1-10m）、安装便捷，且能适应截流井内的泡沫环境（可通过设置 “泡沫过滤算法” 剔除泡沫干扰）；缺点是受温度影响较大（温度每变化 1℃，误差约 0.1%），需在设备中集成温度补偿功能（如内置温度传感器，实时修正测量值）。例如，某截流井合流区采用超声波液位计，经温度补偿后，测量误差从 ±5mm 降至 ±2mm；

投入式静压液位计：适用于截流区（水流相对稳定，无大量漂浮物），通过探头感知水体静压力计算水位（压力与水位成正比），精度高（±0.1% FS）、抗干扰能力强（不受泡沫、温度影响）。其优势是数据稳定，适合作为截流泵启停、闸门开度调控的 “基准数据”；缺点是探头需直接接触水体，需定期清理（每 3 个月一次），避免泥沙堵塞压力孔。例如，某截流井截流区采用投入式静压液位计，监测数据波动幅度＜±1mm，为截流泵精准启停提供了可靠依据；

雷达液位计：适用于高污染、高腐蚀的截流井（如工业废水截流井），通过发射微波信号测量水位，抗腐蚀能力极强（外壳为 PTFE 材质）、测量精度高（±1mm），且不受温度、压力、泡沫影响；缺点是成本较高（约为超声波液位计的 2-3 倍），适合对监测精度要求极高的场景（如化工园区截流井，需严格控制污水溢流）。

（二）数据处理优化：剔除干扰，提升数据可靠性

即使选择适配技术，截流井内的水流扰动、漂浮物遮挡仍可能导致原始数据异常，需通过边缘计算或云端算法进行处理优化：

异常值剔除：采用 “3σ 原则”（若数据偏离均值超过 3 倍标准差，判定为异常值）剔除瞬时干扰数据（如水流冲击导致的水位骤升骤降），同时设定 “水位变化速率阈值”（如正常情况下水位每 10 秒变化不超过 5mm，超过则判定为异常），避免设备故障导致的误报；

平滑处理：对原始数据进行 “移动平均滤波”（如取 10 次采样数据的平均值作为最终值），减少高频波动，使水位曲线更平滑，便于识别趋势变化（如区分 “降雨导致的水位上升” 与 “水流扰动导致的瞬时波动”）；

多传感器数据融合：若同一区域布设多台不同类型的液位传感器（如合流区同时布设超声波与静压液位计），可通过数据融合算法（如加权平均，精度高的传感器权重占比 70%）综合计算水位值，进一步提升可靠性。例如，某截流井合流区通过超声波与静压液位计的数据融合，测量误差从 ±2mm 降至 ±1mm，数据有效率达 99.5%。

三、与截流闸门智能调控的联动逻辑：从水位数据到调控指令的转化

液位监测的核心价值在于为截流闸门调控提供依据，需构建 “水位阈值触发 - 调控策略匹配 - 执行反馈” 的联动逻辑，实现闸门的自动化、精细化调控，避免雨水直排与污水溢流。

（一）基于水位阈值的调控分级

根据截流井不同区域的水位变化，设定多级调控阈值，对应不同的闸门开度与截流泵运行状态，核心分级及调控策略如下：

正常运行阶段（无降雨）：合流区水位低于 0.6m（仅污水流入），此时截流闸门全开（开度 100%），截流泵满负荷运行，确保所有污水被截流至污水处理厂，溢流闸门关闭，禁止任何水体溢流；

初期降雨阶段（合流区水位 0.6-1.2m）：降雨初期雨水携带大量地表污染物（如泥沙、垃圾），需加强截流，截流闸门保持开度 100%，同时启动备用截流泵（若有），提升截流能力，避免污染雨水直排；若截流区水位超过 1.0m（接近截流泵满负荷水位），适当降低闸门开度至 80%，平衡截流与设备安全；

中期降雨阶段（合流区水位 1.2-1.8m）：降雨量增大，合流污水量远超截流能力，为避免截流井内水位过高导致污水溢流，需开启溢流闸门（开度 20%-50%），允许部分洁净雨水（降雨中期雨水污染物浓度降低）溢流至河道；同时截流闸门保持开度 60%-80%，优先截流高浓度合流污水，截流泵满负荷运行；

紧急警戒阶段（合流区水位＞1.8m）：合流区水位达到最高警戒值，若继续截流可能导致污水从截流井顶部溢出，需立即将溢流闸门开度调至 100%（快速排水），截流闸门开度降至 30%-50%（仅截流部分污水），同时向运维人员发送预警信息，排查是否存在截流泵故障或管道堵塞。

（二）动态调控与反馈优化：适应水位变化的实时调整

截流闸门调控并非 “阈值触发后固定不变”，需根据水位变化趋势动态调整，并通过反馈数据验证调控效果，形成闭环优化：

趋势预判调控：通过分析合流区水位的变化速率（如每 10 秒上升 3mm，预判 5 分钟后水位将达 1.8m 警戒值），提前调整闸门开度（如提前将溢流闸门开度从 30% 增至 50%），避免水位骤升导致被动溢流；

反馈验证：闸门调整后，需实时监测各区域水位变化（如调整溢流闸门开度后，观察合流区水位是否下降），若调控效果未达预期（如开度增大后水位仍持续上升），需进一步优化调控参数（如继续增大溢流闸门开度，或启动应急排水泵）；

自适应学习：通过积累历史水位数据与调控效果（如不同降雨量下的最优闸门开度），引入 AI 算法自主学习调控策略，例如某截流井通过学习 100 次降雨事件数据，算法可根据实时降雨量与水位变化，自动匹配最优闸门开度，调控精度比传统阈值法提升 30%。

例如，某城市截流井在一次中雨过程中，合流区水位从 0.5m 升至 1.5m（变化速率 2mm/10 秒），系统预判 10 分钟后水位将达 1.8m，提前将溢流闸门开度从 20% 增至 40%，同时保持截流闸门开度 80%；后续监测显示合流区水位稳定在 1.5m，未继续上升，避免了紧急溢流，且截流效率达 85%（85% 的合流污水被截流至污水处理厂）。

四、实践应用：液位监测赋能截流井智能运行的成效

某城市在主城区 20 座截流井（含 15 座合流制截流井、5 座分流制截流井）部署了液位监测与闸门智能调控系统，通过 1 年运行实践，取得显著成效：

环境风险防控：液位监测精准捕捉降雨时水位变化，闸门调控响应时间从传统人工操作的 30 分钟缩短至 1 分钟，雨水直排次数从每年 12 次降至 2 次，污水溢流事件从每年 8 次降至 0 次，周边河道 COD 浓度平均下降 25%，水环境质量显著提升；

运行效率提升：通过动态调控闸门开度与截流泵运行状态，截流井的截流效率从 70% 提升至 88%（更多污水被截流处理），同时避免了截流泵空转或过载，截流泵能耗降低 15%，年均节省电费约 12 万元；

运维成本降低：液位监测数据实时上传至智慧水务平台，运维人员可远程监控截流井运行状态，现场巡检频次从每周 3 次减少至每周 1 次，年均运维成本降低 40%。

五、总结与展望

截流井液位监测通过科学的点位布设、适配的技术选型、精准的数据处理，实现了井内雨水、污水水位变化的实时捕捉，为截流闸门智能调控提供了核心依据，有效解决了雨水直排与污水溢流的环境风险。其核心价值在于将 “被动应对”（水位超标后人工调整）转化为 “主动防控”（基于水位趋势预判调控），提升了截流井运行的安全性与高效性。

未来，随着智慧水务技术的发展，截流井液位监测与调控将向更智能、更协同的方向升级：一是结合气象降雨预报数据（如未来 1 小时降雨量），实现 “降雨前预调控”（提前降低截流井水位，预留雨水容纳空间）；二是与流域内其他截流井、泵站联动，构建 “区域协同调控系统”（如上游截流井适当增大溢流，减轻下游截流井压力）；三是引入数字孪生技术，构建截流井数字模型，模拟不同水位与闸门开度下的运行状态，优化调控策略。最终，通过技术创新，截流井将成为市政排水系统中 “环境友好、高效节能、智能可靠” 的关键节点，为城市水生态保护提供更强支撑。