CN108731743B - 基于ofdr分布式光纤的排水管道在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统及方法，该系统包括依次连接的分布式光纤组件、光源发生装置、数据采集装置以及数据处理中心，所述分布式光纤组件包括设置于排水管道内部不同充满度位置的多个监测组，每个监测组至少包括一条分布式监测光纤，所述分布式监测光纤设置于排水管道内壁且沿排水管道轴向设置。本发明分布式光纤既是信号感应装置，又是信号传输装置，可实现排水管道的分布式在线监测，且该监测系统空间分辨率高，对于监测系统沿程的任何一点，能实时获取该位置的流体特征及管道健康状况，有助于对整个排水系统进行宏观调控。

Description

基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及排水系统在线监测领域，尤其涉及一种基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统及方法。

背景技术

排水管道深埋地下，在外界荷载及地面不均匀沉降等作用下，管道会出现局部断裂、承插口脱节等现象，影响排水系统的正常运行。此外，由于水中含有一定量的悬浮性固体杂志，管道长期运行后会出现不同程度的堵塞、腐蚀现象，该现象在管道局部不利点尤为严重，深埋地下的排水管道难以确定具体的损伤位置，这为后期管道清淤带来了很大的不便。对于大口径排水管，尤其是排水深隧，其内部水流流量较大，流体多以湍流形式存在，且湍动能较大。过大的湍动能会对深隧结构造成破坏，甚至是流体沿竖井喷出地面，对地面人员及建筑物造成损害。对于雨水系统，满流状态下深隧内部闸门的开闭或水泵的突然启停会产生局部瞬变流，影响深隧结构安全。

在当前“智慧城市”的建设背景下，“智慧排水系统”将是未来城市排水建设的主流趋势，对排水系统进行智能管理与控制的前提是能实时掌握排水管网中各管段的流速、流态、充满度、管道健康状况等信息。现有的排水系统监测主要针对部分污水监测点的水质监测或部分关键节点的流量监测，监测功能单一，监测点分布零散，而地下排水管网错综复杂，管道内流体流态千变万化，仅凭少量离散的监测点难以反映排水系统的整体特征（流速、流态、充满度、管道结构健康状况等）。近年来出现的“CCTV”监测技术、智能球、声呐监测法等新型管道监测方法一方面仍然属于点式监测，难以实时反映管道内流体及管道的特征，另一方面监测效率低下，监测成本较高。

随着计算机与自动控制技术的发展，各种具有自动调节功能的阀门、水泵等在排水系统中逐步得到应用，但目前排水系统的自动调控还局限于小范围内的微调，要想实现对整个城市排水网络干管的宏观调控，其前提是能实时掌握排水干管的各种信息。城市大规模埋地排水管道急需一种沿程在线实时监测装置，以实现排水系统的智能管控，智慧调度功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统及方法，旨在用于解决现有的排水管道在线监测系统监测点分布零散、监测效率低下以及监测成本高的问题。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供一种基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，包括依次连接的分布式光纤组件、光源发生装置、数据采集装置以及数据处理中心，所述分布式光纤组件包括设置于排水管道内部不同充满度位置的多个监测组，每个监测组至少包括一条分布式监测光纤，所述分布式监测光纤设置于排水管道内壁且沿排水管道轴向设置。

进一步地，所述分布式监测光纤包括由内向外依次设置的光纤纤芯、涂覆层、包覆层以及柔性护套。

进一步地，所述分布式监测光纤采用环氧树脂粘贴于排水管道内壁。

进一步地，每个监测组还包括一条分布式应变补偿光纤，所述分布式应变补偿光纤与对应的所述分布式监测光纤并排设置。

进一步地，所述分布式应变补偿光纤包括由内向外依次设置的光纤纤芯、涂覆层、包覆层、柔性护套和刚性护套。

进一步地，所述分布式光纤组件还包括设于排水管道内壁顶端的分布式温度补偿光纤。

进一步地，所述分布式温度补偿光纤包括由内向外依次设置的光纤纤芯、涂覆层、包覆层、柔性护套和刚性护套，所述柔性护套和所述刚性护套之间具有间隙。

进一步地，所述分布式光纤组件经过检查井的部分整体或者分开后外部套有不锈钢套管。

另一方面，本发明还提供一种基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统的监测方法，包括：

利用分布式监测光纤的光谱偏移量与流体流速呈正相关的关系，先采用分布式光纤在试验环境中对流速与切应力进行标定，在实际监测过程中通过标定值和分布式监测光纤的切应力反算出流体流速；

通过分布式监测光纤的应变值以及应变波动范围得到瞬变流的压力波动范围以及能量耗散情况；

根据多个监测组的各分布式监测光纤是否监测到排水管道内水流流动引起的振动信号，判断排水管道充满度；

根据分布式监测光纤的应变监测结果中是否出现某一段应变值的波动范围明显小于该位置周围应变值的波动，判断排水管道是否出现淤积。

进一步地，上述方法还包括：

根据分布式监测光纤是否有位置出现恒定的应变异常峰值，判断排水管道是否出现管道蠕变、非均匀沉降、局部断裂、连接口脱落或者管道腐蚀的管道健康问题。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明分布式光纤既是信号感应装置，又是信号传输装置，可实现排水管道的分布式在线监测，且该监测系统空间分辨率高（可达mm级），对于监测系统沿程的任何一点，能实时获取该位置的流体特征及管道健康状况，有助于对整个排水系统进行宏观调控。

（2）本发明监测精度高（可精确至0.5με），监测范围广（通常可超过50km），沿程采用光信号传输，信号损耗小，抗电磁干扰能力强。

（3）本发明所用光纤可采用普通单模光纤，成本低廉，适合在城市排水系统中大规模使用。

（4）本发明功能齐全，可实现五大监测功能：流速监测、瞬变流监测、充满度监测、管道淤积监测和管道健康监测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于OFDR（光频域反射计）分布式光纤的排水管道在线监测系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的分布式光纤组件的布置结构图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的分布式温度补偿光纤的截面示意图；

图5为本发明实施例提供的分布式监测光纤的截面示意图；

图6为本发明实施例提供的分布式应变补偿光纤的截面示意图；

图7为本发明实施例提供的分布式光纤组件的布置结构的纵断面示意图；

图8为本发明实施例提供的分布式光纤组件沿检查井进入排水管道的布置方式示意图；

图9为本发明实施例提供的分布式光纤组件在下游检查井内的布置方式示意图；

图10为图9的局部放大图。

附图标记说明：1-光源发生装置、2-分布式光纤组件、21-第一监测组、22-第二监测组、23-第三监测组、24-分布式温度补偿光纤、25-分布式监测光纤、26-分布式应变补偿光纤、3-排水管道、4-数据采集装置、5-信号无线传输器、6-数据处理中心、7-环氧树脂、8-光纤纤芯、9-涂覆层、10-包覆层、11-柔性护套、12-刚性护套、13-检查井、14-不锈钢套管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于OFDR（光频域反射计）分布式光纤的排水管道在线监测系统，包括依次连接的分布式光纤组件2、光源发生装置1、数据采集装置4以及数据处理中心6，所述光源发生装置1用于向分布式光纤组件2发射激光以及接收分布式光纤组件2传回的散射光，可采用一台宽带线性扫频光源和一台迈克尔逊干涉仪来实现，所述数据采集装置4用于对分布式光纤组件2传回的光纤监测信号进行采集，可采用光电探测器来实现，所述光电探测器采集分布式光纤组件2传回的光信号，将光信号转换成电信号，并通过信号无线传输器5传递给数据处理中心6，所述数据处理中心6包括终端计算机以及配套的数据处理软件，用于根据接收的分布式光纤组件2的监测值进行分析，获取排水管道3的各项监测参数。如图2和图7所示，所述分布式光纤组件2包括设置于排水管道3内部不同充满度位置的多个监测组，本实施中，所述监测组具有三个，包括分别设置于排水管道3充满度0.85、0.5以及0.15位置处的第一监测组21、第二监测组22以及第三监测组23，每个监测组包括一条分布式监测光纤25，所述分布式监测光纤25设置于排水管道3内壁且沿排水管道3轴向设置。本发明分布式监测光纤25既是信号感应装置，又是信号传输装置，可实现排水管道3的分布式在线监测，且该监测系统空间分辨率高（可达mm级），对于监测系统沿程的任何一点，能通过光纤的应变值来实时获取该位置的流体流速、瞬变流、管道淤积以及管道的健康状况，通过在排水管道3内部不同充满度位置设置多个监测组，还可以获取排水管道3的充满度状况，监测全面，有助于对整个排水系统进行宏观调控；本发明监测精度高（可精确至0.5με），监测范围广（通常可超过50km），沿程采用光信号传输，信号损耗小，抗电磁干扰能力强。

如图5所示，作为实施方式之一，所述分布式监测光纤25包括由内向外依次设置的光纤纤芯8、涂覆层9、包覆层10以及柔性护套11。优选地，所述分布式监测光纤25采用环氧树脂7粘贴于排水管道3内壁。

如图3所示，作为本实施例的优选，每个监测组还包括一条分布式应变补偿光纤26，所述分布式应变补偿光纤26与对应的所述分布式监测光纤25并排设置，其监测值作为分布式监测光纤25的参照，用以排除外界噪声、振动等的干扰。可选地，所述分布式应变补偿光纤26包括由内向外依次设置的光纤纤芯8、涂覆层9、包覆层10、柔性护套11和刚性护套12，通过刚性护套12排除外界干扰。所述分布式应变补偿光纤26同样采用环氧树脂7粘贴于排水管道3内壁。

如图2所示，作为本实施例的优选，所述分布式光纤组件2还包括设于排水管道3内壁顶端的分布式温度补偿光纤24，用于监测外界温度变化引起的应变，从而对所述分布式监测光纤25的监测值进行补偿。如图4所示，可选地，所述分布式温度补偿光纤24包括由内向外依次设置的光纤纤芯8、涂覆层9、包覆层10、柔性护套11和刚性护套12，所述柔性护套11和所述刚性护套12之间具有间隙，以保证光纤及柔性护套11能在刚性护套12内自由移动。所述分布式温度补偿光纤24也采用环氧树脂7粘贴于排水管道3内壁。通过将分布式温度补偿光纤24设于排水管道3内壁顶端，管内流体流动引起的应力无法直接作用于分布式温度补偿光纤24，且通过刚性护套，外界干扰引起的应力也无法直接作用于分布式温度补偿光纤24，即分布式温度补偿光纤24监测到的应变只与外界温度变化有关。

进一步地，所述分布式光纤组件2整体沿选定检查井13进入相应的排水管道3，以该检查井下游连接的排水管道3端部作为监测起点，分布式光纤组件2的分布式温度补偿光纤24以及各个监测组在排水管道3内分开布置。如图8所示，在经过选定检查井13的位置所述分布式光纤组件2采用整体外套不锈钢套管14的形式沿检查井13内壁敷设，如图9所示，在经过下游检查井的位置，分布式温度补偿光纤24以及各个监测组分别采用外套不锈钢套管14的形式沿检查井内部敷设。通过外套不锈钢套管14，防止光纤受到外部破坏，光纤在不锈钢套管14内能够自由移动。分布式光纤组件2在检查井13内不进行流体特征监测，只进行结构健康监测，包括检查井13井体结构健康及排水管道3与检查井13连接口是否松动或脱落等。考虑到与检查井13相连的上下游排水管道3位置流体紊动性较强，故光纤在检查井13上下游局部排水管道3位置仍采用不锈钢套管14，如图8-10所示，在检查井13井壁上下游5~10m范围以外可以取消不锈钢套管14，实际距离可根据排水管道3管径不同作适当调整。

所述分布式光纤组件2的各条光纤都可以采用普通单模光纤，成本低廉，适合在城市排水系统中大规模使用。

分布式光纤组件2的各条光纤均以单端连接的方式从监测起点引出，监测起点的位置可结合排水管网的特点灵活选取，光纤终止位置即为监测系统末端，末端光纤无需考虑回路。

本发明实施例还提供一种上述基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统的监测方法，该监测方法可以在所述数据处理中心6中执行，用于根据接收的分布式光纤组件2的监测值进行分析，获取排水管道3的各项监测参数，该监测方法包括：

利用分布式监测光纤25的光谱偏移量与流体流速呈正相关的关系，先采用分布式光纤在试验环境中对流速与切应力进行标定，在实际监测过程中通过标定值和分布式监测光纤25的切应力反算出流体流速；

通过分布式监测光纤25的应变值以及应变波动范围得到瞬变流的压力波动范围以及能量耗散情况；

根据多个监测组的各分布式监测光纤25是否监测到排水管道3内水流流动引起的振动信号，判断排水管道3充满度；

根据分布式监测光纤25的应变监测结果中是否出现某一段应变值的波动范围明显小于该位置周围应变值的波动，判断管道是否出现淤积；

根据分布式监测光纤25是否有位置出现恒定的应变异常峰值，判断排水管道3是否出现管道蠕变、非均匀沉降、局部断裂、连接口脱落或者管道腐蚀的管道健康问题。

还可以通过分布式应变补偿光纤26以及分布式温度补偿光纤24的监测值实现对外界干扰的补偿，上述监测方法还包括：

将分布式监测光纤25的监测值减去分布式应变补偿光纤26的监测值，即可消除外界振动干扰误差；

将分布式监测光纤25的监测值减去分布式温度补偿光纤24的监测值，即可消除外界温度变化产生的误差。

通过上述外界干扰误差补偿的措施，使得监测的精度更高。

下面对上述监测方法中获取各项监测参数以及对外界干扰进行补偿的原理及详细方法进行说明。

上述监测方法可以获取五大监测参数：流速监测、瞬变流监测、充满度监测、管道淤积监测和管道健康监测参数。

1）流速监测

在大口径雨水管或雨水深隧中，雨水流动形式主要是非稳态剪切近壁紊流，湍流黏度随时间与空间而变化，目前关于紊流的理论尚不成熟，流体对管道内壁的环向切应力难以精确地定量表示，但可以通过以下推导定性证明其与轴向时均流速的关系。

管道流可以用Navier-Stokes方程进行描述，但方程中固有的非线性项导致方程迄今为止无法精确求解。法国学者Boussinesq对Navier-Stokes方程中的Reynalds应力项进行了量化研究，推导出湍流中轴向切应力表达式：

（1-1）

式中，为紊动动量交换系数；

ρ为水的密度；

u、y分别为轴向流速和环向流速。

与之类似，可以得到管道流环向切应力表达式：

（1-2）

结合德国学者L.Prandtl提出的半经验紊流理论（混合长度理论），对上述湍流环向切应力公式进一步简化，得：

（1-3）

式中，l为流团掺混过程中的平均自由程。

流体环向紊动强度又可由下式表示：

（1-4）

流体紊动强度用以衡量其紊动程度，对于近壁紊流，轴向时均流速越大，流体各向紊动性越强，即随轴向时均流速的增加，环向流速变化率大于轴向时均流速，因此可以认为式中项与流体轴向时均流速呈正相关，即排水管道中流体轴向时均流速越大，流体对管道内壁的环向切应力也越大。

上述结论也可通过以下公式定性推导：

湍动能k的估算公式如下：

（1-5）

式中，v为流体的平均流速；

I为湍流强度，其计算公式如下：

（1-6）

式中，v为流体的平均流速；

为流体运动粘性系数；

d为水力半径。

将（1-5）、（1-6）两式合并，得：

（1-7）

由式（1-6）可以得出流体平均流速与湍动能的定量关系，在流体流动过程中，湍动能将以脉动粘性应力和脉动应变组成的变形功的形式耗散，即形成湍流旋涡，在管道内壁附近，不同尺寸的湍流旋涡与管道内壁发生碰撞。流速越大，流体湍动能越大，湍流旋涡对管道内壁的切应力越大。

对于分布式光纤，其内部的后向瑞利散射光和参考臂中的参照光能发生拍频干涉，对干涉光谱进行傅里叶变换，便可以获得分布式光纤沿程的各种信息，而分布式光纤某点外界条件（应变等）改变时，该点的后向瑞丽散射光谱发生偏移，偏移量与应变值成正比。上文中已用两种方法定性证明管道中流体流速与管道环向切应力呈正相关，由材料力学公式可知，材料所受应力与应变成正比，而光纤应变又与光谱偏移量成正比，因此可以认为，光谱偏移量与流体流速成正相关。基于OFDR的分布式光纤极为灵敏，监测精度达0.5με。可采用分布式光纤在试验环境中对流速与切应力进行标定，在后期监测中通过标定值和切应力可反算出流体流速。需要说明的是，紊流流动极为复杂，本发明中提及的流速监测功能存在一定误差，但通过本系统提出的多种误差消除措施，及后期监测过程中的数据积累与校对，可以将误差控制在一定范围内。

2）瞬变流（水锤）监测

“智慧排水”将根据排水管道的实时流态信息对管道系统的关键节点进行智能控制，主要体现在阀门开度变化、水泵运行工况变化等。这些排水系统参数的变化将对管内水流流态产生重要影响，尤其是大口径管道在满流状态下，阀门的突然关闭或水泵突然停止都可能产生水锤，对管道结构造成损害，甚至使雨水沿检查井喷出，对地面人员及建构筑物造成损害。俄国学者Joukovsky提出在瞬变流条件下管道压力和流速的关系：

（1-8）

式中，为流速突变过程中产生的水头（m）；

a为压力波波速（m/s）；

g为重力加速度，（m/s2）；

V₀为管道内流体平均流速（m/s）。

由上式可知瞬变流过程中流体流速水头将部分或全部转变成压力水头（忽略局部水损），对管道内壁产生较大的正应力，促使分布式光纤应变。由于水锤只发生在管道局部位置，对于整条排水管线，在水锤发生的局部位置分布式光纤的应变值将显著增大，明显大于该点上下游其他位置的应变值，体现在计算机屏幕上的将是纵坐标（应变值）异常凸起的一串瞬时应变峰，具体的，通过读取该串异常应变峰的横坐标波动范围（即影响范围）可以得到瞬变流的压力波动范围，通过读取该串异常应变峰波峰和波谷的最值可以得到瞬变流能量耗散情况。

3）管道充满度监测

雨水管道在运行过程中其充满度信息对整个排水系统的阀门调控与水泵调度起重要作用，然而现在还没有一种能实时沿程监测雨水管道充满度的具体措施。本发明可实现对雨水管道、深隧充满度的在线沿程监测。第一监测组、第二监测组和第三监测组分别位于管道充满度0.85、0.5和0.15。当3个监测组均未监测到管道内水流流动引起的振动信号时，管道充满度小于0.15，当仅有第三监测组监测到振动信号时，管道充满度为0.15~0.50，当第二、第三监测组监测到振动信号时，管道充满度为0.50~0.85，当三个监测组均监测到振动信号时，管道充满度大于0.85，此时管道有超载危险，应调整阀门或水泵工作状态。此外，本发明还可监测管道不同位置的充满度情况，例如当监测到某一段管道长期充满度较大，而该段管道上下游充满度均较小时，应该考虑增大该段管道的管径或坡度。

4）管道淤积监测

管道淤积通常发生在局部转弯点或变坡点，当管道的淤积层覆盖第三监测组时，流体的紊动对第三监测组的影响将因淤积层的存在被大幅削弱，第三监测组的分布式监测光纤应变监测结果将是某段横坐标对应的应变值波动范围明显小于该位置周围的波动，此外通过对比同一位置第二监测组与第三监测组的应变信号差异，也可判断管道的淤积位置，进而读取该横坐标值，可进一步获得发生淤积管段的长度。

5）管道健康监测

分布式光纤传感系统还可实现管道蠕变、非均匀沉降、局部断裂、连接口脱落、管道腐蚀等管道健康监测。以上现象均基于分布式光纤应变监测原理，即当管道某处发生出现上述问题时，分布式光纤的相应位置会出现恒定的应变异常峰，通过读取该应变异常峰对应的横坐标位置，并进行坐标系换算，即可获得管道事故点的具体位置。值得说明的是，当管道发生脱节、断裂等时，相应位置的分布式光纤可能会断裂，在该种情况下仍能通过后向瑞利散射对故障点进行定位，但后期需更换相应位置的光纤。分布式光纤的局部更换可通过光纤熔接机完成。

排水管道通常埋设在城市道路下方，外界振动等干扰较大，上述监测方法中还可以采用如下干扰补偿方法进行补偿：

1）应变补偿

排水管道或深隧通常埋设在城市道路下方，车辆行驶或管道周边施工等产生的振动会对分布式光纤监测系统造成一定的干扰。为排除以上干扰，在第一、第二及第三监测组中，各设置一条分布式应变补偿光纤。分布式应变补偿光纤最外侧采用刚性护套包覆，可避免管道内流体流动对其影响，最外层的刚性护套与次外层的柔性护套紧密连接，可以认为应变补偿光纤的监测值是外界干扰的综合体现，将分布式监测光纤的监测值减去分布式应变补偿光纤的监测值，即可消除外界干扰误差。

2）温度补偿

分布式光纤监测系统将安装在管道中长期工作，随着季节交替，外界温度变化也将引起光纤内部折射率发生改变，从而产生一定的误差。为此，在管道内壁顶端敷设一条分布式温度补偿光纤，该光纤最外层为刚性护套，次外层为柔性护套，刚性护套与柔性护套之间存在一定空隙，即分布式光纤及其柔性包覆层可在刚性护套中自由伸缩。通过该种措施，外界干扰及管内流体流动引起的应力无法直接作用于温度补偿光纤，即温度补偿光纤监测到的应变只与外界温度变化有关。将分布式监测光纤的监测值减去分布式温度补偿光纤的监测值，即可消除外界温度变化产生的误差。

3）应变、温度综合补偿

管道内水位超过第一监测组的情况较为少见，通常管内水位介于第一监测组与第二监测组之间或第二监测组与第三监测组之间。可以将第一监测组中的分布式监测光纤作为第二监测组与第三监测组的参照光纤，用以排出外界干扰及温度变化叠加的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，其特征在于：包括依次连接的分布式光纤组件、光源发生装置、数据采集装置以及数据处理中心，所述分布式光纤组件包括设置于排水管道内部不同充满度位置的多个监测组，所述监测组具有三个，包括分别设置于排水管道充满度0.85、0.5以及0.15位置处的第一监测组、第二监测组以及第三监测组，每个监测组至少包括一条分布式监测光纤，所述分布式监测光纤设置于排水管道内壁且沿排水管道轴向设置，每个监测组还包括一条分布式应变补偿光纤，所述分布式应变补偿光纤与对应的所述分布式监测光纤并排设置；将分布式监测光纤的监测值减去分布式应变补偿光纤的监测值，即可消除外界干扰误差，通过光纤的应变值来实时获取该位置的流体流速、瞬变流、管道淤积以及管道的健康状况；

所述分布式光纤组件还包括设于排水管道内壁顶端的分布式温度补偿光纤，将分布式监测光纤的监测值减去分布式温度补偿光纤的监测值，即可消除外界温度变化产生的误差；

其中，将第一监测组中的分布式监测光纤作为第二监测组与第三监测组的参照光纤，用以排除外界干扰及温度变化叠加的影响。

2.如权利要求1所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，其特征在于：所述分布式监测光纤包括由内向外依次设置的光纤纤芯、涂覆层、包覆层以及柔性护套。

3.如权利要求1所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，其特征在于：所述分布式监测光纤采用环氧树脂粘贴于排水管道内壁。

4.如权利要求1所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，其特征在于：所述分布式应变补偿光纤包括由内向外依次设置的光纤纤芯、涂覆层、包覆层、柔性护套和刚性护套。

5.如权利要求1所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，其特征在于：所述分布式温度补偿光纤包括由内向外依次设置的光纤纤芯、涂覆层、包覆层、柔性护套和刚性护套，所述柔性护套和所述刚性护套之间具有间隙。

6.如权利要求1所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统，其特征在于：所述分布式光纤组件经过检查井的部分整体或者分开后外部套有不锈钢套管。

7.一种如权利要求1-6任一所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统的监测方法，其特征在于，包括：

利用分布式监测光纤的光谱偏移量与流体流速呈正相关的关系，先采用分布式光纤在试验环境中对流速与切应力进行标定，在实际监测过程中通过标定值和分布式监测光纤的切应力反算出流体流速；

通过分布式监测光纤的应变值以及应变波动范围得到瞬变流的压力波动范围以及能量耗散情况；

根据多个监测组的各分布式监测光纤是否监测到排水管道内水流流动引起的振动信号，判断排水管道充满度；

根据分布式监测光纤的应变监测结果中是否出现某一段应变值的波动范围明显小于该位置周围应变值的波动，判断排水管道是否出现淤积。

8.一种如权利要求7所述的基于OFDR分布式光纤的排水管道在线监测系统的监测方法，其特征在于，上述方法还包括：

根据分布式监测光纤是否有位置出现恒定的应变异常峰值，判断排水管道是否出现管道蠕变、非均匀沉降、局部断裂、连接口脱落或者管道腐蚀的管道健康问题。