如何保障地下管网水质监测系统的数据可靠性

地下管网水质监测系统通过在管网关键节点（如出厂水管道、二次供水节点、管网末梢）部署传感器与数据采集设备，实时监测pH、余氯、浊度等指标，是保障饮用水安全、排查管网污染的核心工具。受管网环境（封闭、潮湿、水流波动）与设备运行特性影响，数据易因采样偏差、设备故障、传输干扰出现失真，需从全流程把控关键环节，确保数据真实反映管网水质状况，以下从核心维度展开说明。

一、优化采样设计

采样是数据可靠的基础，需结合管网水流特性设计采样方案，避免因水样不具代表性导致数据偏差。

采样点位选择需覆盖关键节点：优先在管网分支处、水质易波动区域（如二次供水水箱出口、长时间未用水的末梢管道）、出厂水主干管设置采样点，确保监测数据能反映管网不同区域水质；避免在管网死角、阀门后死水区域采样，这些区域水流停滞，水质无法代表正常流通状态，易出现局部微生物滋生或余氯耗尽，导致数据虚高或偏低。

采样方式需适配管网环境：采用在线式采样时，需确保采样探头完全浸没在水流中，避免气泡附着（气泡会阻碍传感器与水体接触，导致余氯、溶解氧检测值偏差），可在采样口加装滤网（防止管道锈蚀杂质堵塞探头），同时设置水流扰动装置（如小型搅拌器），避免探头周边水体stagnant；手动辅助采样时，需先排放管道内滞留水（排放时长根据管道直径与流速确定），待水流稳定后再采集水样，确保水样与管网内流通水体一致。

二、保障设备稳定

设备状态直接影响检测精度，需通过定期检查与环境适配，降低地下管网潮湿、腐蚀环境对设备的影响。

设备选型需适配管网特性：选用耐潮湿、抗腐蚀的传感器与采集设备，外壳采用防水等级高的材质，接线端子做好密封处理（防止地下潮气渗入导致短路），针对管网内可能存在的泥沙、铁锈，选择具有自动清洁功能的传感器（如超声波清洗、高压水冲洗），避免杂质附着在探头表面（如浊度传感器镜头被污染会导致检测值偏高）。

定期检查设备运行状态：每周远程查看设备在线状态（如是否离线、有无故障代码），每月现场检查传感器安装是否牢固（防止管网震动导致探头移位）、线缆是否老化破损（地下环境易加速线缆腐蚀）；每季度清洁传感器探头（用纯水冲洗，顽固污渍用软毛刷蘸中性清洁剂轻擦），检查采样管路是否通畅（避免管道内水垢堵塞导致水样无法流通），确保设备始终处于正常检测状态。

三、强化数据传输安全

数据传输环节易受地下电磁干扰、网络波动影响，需通过技术手段保障数据完整传输，防止信号丢失或篡改。

选择适配的传输方式：地下管网信号覆盖较弱区域，优先采用LoRa、NB-IoT等低功耗广域网技术，这类技术穿透能力强，能减少地下墙体、管道对信号的遮挡；靠近城市核心区、信号良好区域，可采用4G/5G传输，但需在数据采集终端加装信号增强器，避免因信号弱导致数据传输中断或延迟；重要监测点需采用“有线+无线”双备份传输，有线传输保障稳定，无线传输作为应急，防止单一传输方式故障导致数据丢失。

数据传输需加密与校验：采用专用通信协议（如环保行业标准传输协议），对传输数据进行加密处理（防止数据在传输过程中被篡改），同时设置数据校验机制（如CRC校验），接收端对每一组数据进行完整性检查，若发现数据缺失或错误，自动向采集端发送重传指令；定期检查传输模块状态（如SIM卡流量是否充足、有线网络接口是否松动），确保数据传输链路始终通畅。

四、规范校准维护

设备长期运行易出现检测漂移，需通过定期校准与维护，确保检测精度符合要求。

制定合理校准周期：根据设备使用频率与管网水质波动情况确定校准间隔，余氯、pH等易漂移的传感器每1-2个月校准一次，浊度、电导率等相对稳定的传感器每3-6个月校准一次；若出现数据异常（如同一采样点余氯值骤降且无合理原因），需立即开展校准，排查是否因设备漂移导致偏差。

校准过程需规范操作：使用有效期内的标准溶液（如pH标准缓冲液、余氯标准溶液），校准前将标准溶液与管网水温平衡（温差过大会导致校准值偏差），按设备说明书完成零点校准与量程校准，校准后用质控样品（已知浓度的标准水样）验证，若质控样品检测值与标准值偏差超出允许范围，需重新检查校准步骤或更换传感器。

五、建立异常数据处理机制

需通过数据逻辑分析与人工验证，识别异常数据并及时处理，避免错误数据影响决策。

设置数据异常判断规则：在数据管理平台预设合理的水质指标范围（如饮用水余氯通常在0.2-1.0mg/L，pH在6.5-8.5），当检测数据超出范围时，系统自动标记为异常并触发预警；同时设置数据波动阈值（如短时间内浊度值从1NTU骤升至10NTU），若波动幅度超出正常管网水质变化范围，需结合管网近期是否有维修、冲洗等操作，判断数据是否因外部因素（如管道维修导致泥沙进入）导致异常。

异常数据需人工验证：收到异常预警后，运维人员需在规定时间内到现场核查，用便携式检测设备（提前校准）采集同一水样，与在线监测数据对比，若便携式设备数据与在线数据偏差大，需排查在线设备是否故障（如传感器污染、校准失效）；若便携式设备数据与在线数据一致，需进一步调查管网是否存在污染（如管道破裂导致外部污水渗入），确保异常数据要么得到修正，要么找到合理成因，不影响后续水质判断。

六、总结

保障地下管网水质监测系统数据可靠性，需从“采样-设备-传输-校准-异常处理”全流程发力，通过优化采样设计确保水样代表性，强化设备维护减少硬件故障，加密传输保障数据安全，规范校准修正检测偏差，建立机制识别异常数据。只有形成闭环管理，才能让监测数据真实反映地下管网水质状况，为管网维护（如管道冲洗、更换老化管道）、水质安全管控提供可靠支撑。