量化分析：排水管網(wǎng)流量分區(qū)監(jiān)測(cè)診斷怎么做？

水處理網(wǎng)訊:一、問(wèn)題表現(xiàn)

某污水泵站上游匯水區(qū)管道存在突出問(wèn)題，具體表現(xiàn)在泵站雨天來(lái)水量過(guò)大，為旱天來(lái)水量的3-4倍，存在明顯的外來(lái)水匯入的情況。同時(shí)該區(qū)域存在過(guò)河管道，可能有河水匯入的情況。

二、需求痛點(diǎn)

污水管網(wǎng)存在嚴(yán)重外來(lái)水入流入滲的問(wèn)題，導(dǎo)致雨天時(shí)管網(wǎng)及下游污水泵站運(yùn)行負(fù)荷重，增加設(shè)施運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，危害設(shè)施運(yùn)行安全；強(qiáng)降雨時(shí)可能發(fā)生污水溢流，污染城市環(huán)境和地表水環(huán)境質(zhì)量；同時(shí)也給下游污水處理廠帶來(lái)較大的負(fù)荷，降低進(jìn)水COD濃度，影響污水處理效果。而直接對(duì)污水泵站上游匯水區(qū)所有管道進(jìn)行人工排查效率太低、采取CCTV檢測(cè)的措施成本太高。借助在線監(jiān)測(cè)的手段，可以對(duì)泵站上游匯水區(qū)污水管網(wǎng)外來(lái)水入流入滲的問(wèn)題進(jìn)行定量化診斷，通過(guò)多點(diǎn)數(shù)據(jù)縮小或定位缺陷區(qū)域，指導(dǎo)后續(xù)CCTV檢測(cè)或人工排查工作，提出管網(wǎng)維護(hù)改造建議，大大降低人力和財(cái)力成本。

三、技術(shù)方法

1.技術(shù)路線

首先確定監(jiān)測(cè)服務(wù)目標(biāo)、收集基礎(chǔ)資料，初步確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。對(duì)初次定點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘核實(shí)，選擇滿(mǎn)足設(shè)備安裝條件的點(diǎn)位部署在線流量監(jiān)測(cè)設(shè)備。獲取污水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)管道進(jìn)行運(yùn)行負(fù)荷、淤積情況、地下水入滲、降雨入流等分析。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析反饋，結(jié)合進(jìn)一步的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，縮小監(jiān)測(cè)范圍，迭代監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方案，輪換監(jiān)測(cè)設(shè)備，從而達(dá)到精細(xì)化的入流入滲定位和定量診斷分析的目標(biāo)。

2.監(jiān)測(cè)方案

泵站上游共有3個(gè)支路匯入，通過(guò)前期調(diào)研可知，北側(cè)片區(qū)外來(lái)水匯入最為嚴(yán)重。該區(qū)域主要為工業(yè)區(qū)，總面積約5.0km²，管道578條，總長(zhǎng)度約18.1 km。選擇污水泵站北側(cè)片區(qū)布置在線流量計(jì)進(jìn)行分階段短期監(jiān)測(cè)，逐步縮小監(jiān)測(cè)范圍，識(shí)別管網(wǎng)污水排放規(guī)律、診斷管網(wǎng)運(yùn)行問(wèn)題。

1)第一階段

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查確定第一次監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方案，在區(qū)域內(nèi)泵站上游干管和重要支管共布設(shè)8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝在線流量計(jì)，進(jìn)行為期2個(gè)月的監(jiān)測(cè)，并在區(qū)域內(nèi)安裝1臺(tái)雨量計(jì)，同步監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)降雨量，輔助診斷分析。

2)第二階段

根據(jù)第一階段的評(píng)估結(jié)果，識(shí)別降雨影響下流量增加情況顯著的點(diǎn)位，表明其上游收水區(qū)內(nèi)存在雨水引起的外來(lái)水匯入的情況，相應(yīng)地縮小研究范圍。根據(jù)新的研究范圍，調(diào)整設(shè)備位置，進(jìn)行二次布點(diǎn)，開(kāi)展為期一個(gè)月的監(jiān)測(cè)。

對(duì)于可能存在河水入流的情況的穿河管段，通過(guò)水質(zhì)采樣，來(lái)定量監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)的旱天河水入滲的情況。水質(zhì)采樣點(diǎn)主要設(shè)置在各管道通過(guò)河道上下游井口，以及所通過(guò)河道上游5m左右的地方，主要化驗(yàn)指標(biāo)為總氮（TN），總磷（TP）和化學(xué)需氧量（CODCr）。

3.數(shù)據(jù)分析

通過(guò)根據(jù)兩個(gè)階段的分步動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得到有效結(jié)論如下：

1)試點(diǎn)片區(qū)管網(wǎng)受短歷時(shí)降雨的影響不大，而持續(xù)性強(qiáng)降雨對(duì)管網(wǎng)則產(chǎn)生了很大的壓力。在強(qiáng)降雨條件下，各管道內(nèi)均不同程度的存在雨水入流現(xiàn)象，尤其以#1、#2、#7、#8四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)雨水入流情況明顯。

2) 縱二路、橫六路以及縱三路靠近河流管段的管道過(guò)載狀況嚴(yán)重，且存在著較大的溢流風(fēng)險(xiǎn)。而淤積風(fēng)險(xiǎn)分析發(fā)現(xiàn)，所有管段流速遠(yuǎn)低于不淤流速，影響排水安全。

3)縱三路近橫七路上游管道的基礎(chǔ)入滲量最為嚴(yán)重，為232.6m³/(km•d)。這不僅遠(yuǎn)大于我國(guó)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，也高于美國(guó)城市的允許滲入量以及日本26個(gè)排水區(qū)域的實(shí)際入滲量統(tǒng)計(jì)結(jié)果的上限值。說(shuō)明該管段存在明顯的老化或裂損的情況。

4) 監(jiān)測(cè)期內(nèi)10月6日開(kāi)始，發(fā)生了持續(xù)長(zhǎng)達(dá)近60個(gè)小時(shí)的降雨事件，累積降雨量達(dá)到了141.2mm。在此期間，8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的液位均有明顯響應(yīng)，但只有#1、#2、#7、#8等4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的流量出現(xiàn)明顯的增加，由于流量隨雨量響應(yīng)的速度較快，可判斷為降雨引起的入流。四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)污水日流量較正常情況下分別增加了0.16萬(wàn)噸，0.69萬(wàn)噸，0.24萬(wàn)噸以及1.11萬(wàn)噸，且降雨停止后，還有大量雨污水在排除中。

5) 污水泵站造成沖擊主要是來(lái)自于持續(xù)性降雨。根據(jù)擬合計(jì)算，每10mm降雨，會(huì)為泵站帶來(lái)約1300噸水的額外負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步印證雨水引起的入流主要發(fā)生在#1、#2、#7、#8等4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上游區(qū)域。

6)#10、#11、#12、#13監(jiān)測(cè)位點(diǎn)上游管道存在雨水入流現(xiàn)象最為嚴(yán)重，建議對(duì)上游管道破損或雨污混接的情況進(jìn)行檢查。

7) #14、#15、#16監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近穿河管處均有不同程度的河水入滲的情況，且#14監(jiān)測(cè)點(diǎn)處情況最為嚴(yán)重，同時(shí)工作日的入滲情況高于周末。

四、達(dá)成效果

1. 通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)+數(shù)據(jù)分析結(jié)合的方法，定量識(shí)別了外來(lái)水混入量以及問(wèn)題管段，針對(duì)診斷出的管網(wǎng)問(wèn)題，提出以下建議：

1) 對(duì)于結(jié)論中指出的淤積現(xiàn)象嚴(yán)重的管段，建議加大維護(hù)力度，避免因排水不利而在強(qiáng)降雨情況下造成溢流的發(fā)生。

2) 對(duì)于地下水入滲嚴(yán)重的管段，尤其是縱三路近橫七路上游，管段滲入量偏大的主要原因可能為管齡較長(zhǎng)、地下水位很高，管材與接口技術(shù)陳舊以及維修養(yǎng)護(hù)投入不足。可以采用柔性接口管材，柔性接口的裝配式窨井等技術(shù)措施，減少排水系統(tǒng)的地下水滲入量。

3) 對(duì)于雨水入流嚴(yán)重的管段（如圖6紅色實(shí)線管道），以及利用水質(zhì)指標(biāo)分析的三處河道管道交叉口，建議結(jié)合人工排查（必要時(shí)可借助CCTV等工具）找到錯(cuò)接位置、河水倒灌、管道損毀驗(yàn)證的點(diǎn)。

4) 由于管道內(nèi)環(huán)境惡劣對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確性造成影響，建議有條件的情況下，一周對(duì)設(shè)備進(jìn)行人口清洗作業(yè)，以保證監(jiān)測(cè)設(shè)備的正常工作。

2. 根據(jù)建議對(duì)鎖定的問(wèn)題管網(wǎng)進(jìn)行CCTV檢測(cè)：

1) 采用CCTV對(duì)監(jiān)測(cè)分析診斷出的問(wèn)題管道進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)橫三路段、橫四路段，縱一路段存在管道破損；

2) 人工排查并修復(fù)的管道長(zhǎng)度僅占片區(qū)管道總長(zhǎng)的22%，減少65%的外來(lái)水。

五、借鑒意義

采取動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)+數(shù)據(jù)分析結(jié)合的方法，對(duì)于區(qū)域入流入滲量化診斷和問(wèn)題管段定位具有普適性，且設(shè)備動(dòng)態(tài)輪換的服務(wù)模式大大節(jié)約了成本，在其他城市地區(qū)飽受外來(lái)水匯入問(wèn)題困擾的排水分區(qū)可廣泛復(fù)制。

原標(biāo)題:量化分析：排水管網(wǎng)流量分區(qū)監(jiān)測(cè)診斷怎么做？