目前，隨著“長江大保護(hù)”“黑臭水體治理”“污水廠提質(zhì)增效”等一系列國家級戰(zhàn)略工程項目的開展與實施，排水管道流量的在線測量技術(shù)已成為搭建各種模型評估系統(tǒng)、實現(xiàn)水環(huán)境目標(biāo)的關(guān)鍵，因此，各級市政部門與項目參與方均投入了大量的資金進(jìn)行管道在線流量計的購買、安裝與應(yīng)用，旨在獲取準(zhǔn)確而穩(wěn)定的管道實時流量數(shù)據(jù)。針對不同管內(nèi)水體特征開發(fā)的管道流量計量設(shè)備主要可分為堰槽式流量計、電磁流量計、時差式超聲波流量計和多普勒超聲波流量計。

其中多普勒超聲波流量計基于流體中不同流速運動微粒對超聲波信號發(fā)生散射時的頻移效應(yīng)對斷面平均流速進(jìn)行解析，并搭載高精度液位壓力傳感器，通過面積－流速法對管道流量進(jìn)行在線測量，具有便攜靈敏、不影響管道正常運行的優(yōu)點，普遍適用于以非滿流、大管徑、兩相介質(zhì)為特點的排污管道流量監(jiān)測，是目前最常用的排水管道流量計。

然而，一方面許多地區(qū)的排水管道現(xiàn)狀十分復(fù)雜，管道缺陷、管網(wǎng)外來水的入流入滲問題嚴(yán)重、管道淤積堵塞多發(fā)等造成了管內(nèi)雨污水運行水位高、流速低、甚至滿管溢流等現(xiàn)象的普遍存在，給多普勒流量計實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性提出了挑戰(zhàn)；另一方面，由于多普勒流量計具有液位同步監(jiān)測功能，有學(xué)者依據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)對管內(nèi)或檢查井內(nèi)液位－流量關(guān)系進(jìn)行擬合，以液位監(jiān)測替代流量監(jiān)測，但提出的擬合模型尚缺乏合理性評價。

本文首先以室內(nèi)全尺寸排水管道物理模型試驗平臺，通過模擬管道自由出流、堵塞、滿水等多種水力工況，在管內(nèi)實際入流量已知的前提下對比評價多普勒流量計的實際監(jiān)測效能，并通過誤差分析判斷影響流量監(jiān)測效果的主要因素，旨在為實際工程中多 普勒流 量計的合理使用 提供指導(dǎo)；然后根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行多種類型的管內(nèi)液位－流量關(guān)系擬合，并基于信息準(zhǔn)則構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)對擬合模型優(yōu)良性進(jìn)行評價，為合理建立管道液位－流量模型提供參考。

審核編輯 黃宇