分析管道雨污混接分布的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分析管道雨污混接分布的方法及系统，其中，方法包括：S1、管道分组并安装液位计；S2、筛选检查井水位数据；S3、预判断管段是否雨污混接；S4、判断管段是否混接，若混接，判断混接位置。本方法通过在检查井内设置液位计，长期收集液位数据，结合水力计算分析和大数据分析，获取污水管道中是否混接有雨水管道的现状与区域特征分布，而且，还通过液位数据，对数据进行处理，通过水力计算出流量来判断污水管网中管段之间是否存在雨污混接现象并获取混接管段分布，以一种更经济更安全的方式判断雨污混接具体位置，并为后续管道更新改造提供数据支持。

【技术实现步骤摘要】
分析管道雨污混接分布的方法及系统
本专利技术涉及排查雨污混接技术，特别涉及一种分析管道雨污混接分布的方法及系统。
技术介绍
随着经济的发展，城市化的逐步深化，城市人口急剧上升，城市的污水排放量日益增加，面临经济发展对城市基础设施的需求、水环境污染造成的水质型缺水和城市居民生活质量下降等压力，特别是雨污混接问题，导致下雨期间雨水大量进入污水系统，致使污水泵站和污水厂无法接收和处理而排向河道，致使河道水质变差，针对新建和改造的排水管网，出现了污水管道和雨水管道错接乱接的现象时有发生，导致雨水接入污水管道，在降雨时段管泵厂无法接纳过盛水量，污水通过溢流口进入水体，造成水体污染破坏城市的生态环境；造成水体污染甚至暂时性黑臭，造成河道久治不愈，甚至危害河道治理中新建的水生态。因此，获取管道雨污混接，为改造提供依据是当前的必然。目前，排水管网中用于排查雨污混接的常见方法为人工排查和CCTV检测(排水管道电视检测)：人工排查是通过人员进入大管径管道直接检查记录，人工排查方法的缺点是排水管道内情况复杂，存在一定浓度的有毒有害气体，可能对工作人员的安全和健康造成威胁。对于人员无法进入的管道，可使用CCTV检测。CCTV检测系统由三部分组成，即主控器、操纵线缆架、带摄像镜头的机器人爬行器，主控器安装在爬行器上，操作员通过主控器控制爬行器在管道内的前进速度和方向，并控制摄像头将管道内部的视频图象通过线缆传输到主控器显示屏上，操作员可实时监测管道内部状况，同时将原始图象记录存储下来，做进一步的分析。当完成CCTV的外业工作后，根据检测的录象资料进行管道缺陷的编码和抓取缺陷图片，编写检测报告，并根据用户的要求对CCTV影像资料进行处理，提供录象带或者光盘存档，指导未来的管道修复工作。CCTV检测的缺点是设备昂贵，操作过程较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分析管道雨污混接分布的方法及系统，通过在污水管网中的检查井内安装液位计，对获取的液位数据进行筛选、处理和分析计算，以一种更经济更安全的方式判断雨水管网混接至污水管网的具体位置，并为后续管道更新改造提供数据支持。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种分析管道雨污混接分布的方法，包括以下几个步骤：S1、管道分组并安装液位计；S2、筛选检查井水位数据；S3、预判断管段是否雨污混接；S4、判断管段是否混接，若混接，判断混接位置。较佳地，在步骤S1中，将污水管网中的每一条支管分为一组管道，每组管道的上游检查井编号记为i，下游检查井编号记为i+1，在每组管道上的若干检查井内分别安装液位计。较佳地，在步骤S2中，分别筛选连续多日晴天时污水管网中检查井水位数据，分别筛选多次具有雨天时污水管网中检查井水位数据。较佳地，在步骤S3中，对比筛选出来的晴天时污水管网中检查井水位数据H晴和雨天时污水管网中检查井水位数据H雨，若H雨相比H晴变化幅度很小，则预判断管段不存在雨污混接；若H雨明显大于H晴，则预判断管段存在雨污混接。较佳地，在步骤S4中，在同一管段两端的检查井中计算液位差，△H晴天是同一管段两端检查井晴天时同时刻的液位差，△H雨天是同一管段两端检查井雨天时同时刻的液位差，通过对比△H晴天和△H雨天的大小，当△H晴天与△H雨天变化趋势相似或变化幅度很小时，则管段之间不存在雨污混接现象；当△H晴天与△H雨天变化趋势或变化幅度很大时，特别是在具体的下雨时间段△H晴天与△H雨天变化存在明显差异时，说明管段之间很可能存在雨污混接现象。较佳地，在步骤S4中，计算连续时间段各时间点污水管网中同一管段两端的液位差ΔHi，ΔHi＝Hi-Hi+1；检查井i-1、i、i+1的液位记为Hi-1、Hi、Hi+1，以检查井i和i+1为上下游检查井的管段流量记为Qi，液位差记为ΔHi＝Hi-Hi+1，以检查井i为例，T1、T2时刻的液位记为Hi，1、Hi，2，以此类推；只考虑沿程水头损失，而忽略管道中局部水头损失，管道上下游液位差ΔHi如下计算：式中，λ——沿程水头损失系数，查表可得；l——管段长度，m；d——管段管径，mm；v——管段流速，m/s；g——重力加速度，9.8m/s2。ΔHi——管道两端液位差Δt——时长由此可得管道上下游液位差ΔHi和管道内流量Qi之间的关系为：对于同一管段来说，管道上下游液位差ΔHi和管道内流量Qi的平方成正比关系，则一段时间内管段的总流量正比于液位差与时间间隔的乘积总和：QiT∝∑ΔHiΔt(4)式中，QiT为i段管在一段时间内的总流量ΔHi为i段管在Δt时间段中的管段两端液位差Δt为时间段对于污水管网，在没有雨水管网混接的情况下，通常保持在相对稳定的水平，不会在短时间内产生较大变化；当存在雨污混接时，一旦到降雨期间，雨水进入污水管道，存在混接的管道总流量将明显增大，根据公式(4)，雨污混接下游的检查井流量增大，则会使得雨污混接管段两端的检查井的ΔHi增大，若ΔHi增大则该管段存在雨污混接，若ΔHi几乎不变则该管段不存在雨污混接。较佳地，对排水系统中的单个子系统(管泵系统/管厂系统)进行子系统中各管段混接分析，汇流管道的总流量为式中，QT为汇流管道的总流量N为支管数量，N大于等于0ΔQ为汇流管道除支管入流的流量增加量，用于反映汇流管道上是否存在雨污混接的情况，依据公式4和公式5得式中，△H为汇流管道的在各时间段出入水口的液位差通过上述计算和分析方法，计算出晴天、雨天各选择时间段对应的ΔQ晴和ΔQ雨，将获取的数据进行对比，当ΔQ晴和ΔQ雨基本相等，则该管道不存在雨污混接，当ΔQ雨明显大于ΔQ晴，则该管段存在雨污混接。本专利技术还提供一种分析管道雨污混接分布的系统，包括污水管网，所述污水管网包括污水干管和连接所述污水干管的若干污水支管，若干所述污水支管与所述污水干管连通，所述污水支管上间隔设置若干检查井，每一所述检查井内均设有液位计。较佳地，所述液位计包括主机设备和天线，所述主机设备设置在所述检查井的井壁上；所述检查井的外侧地面上设有一坑洞，所述天线设置在所述坑洞内，所述坑洞的底部通过开设一通孔与所述检查井连通，所述天线一头的连接器从所述通孔穿入所述检查井内；所述天线的连接器与所述主机设备电连接，所述主机设备还与一外部平台无线电连接，所述平台上可显示所述主机设备上传的所述检查井内的数据。较佳地，所述主机设备水平设置在所述检查井的井壁上，所述液位计的线缆从其探头端测量1.5m处做一标记，所述标记与所述主机设备的下表面在同一水平线上。较佳地，所述天线的上表面与地面持平。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术提供一种分析管道雨污混接分布的方法及系统，通过在检查井内设置液位计，长期收集液位数据，结合水力计算分析和大数据分析，获取污水管道中是否混接有雨水管道的现状与区域特征分布，而且，还通过液位数据，对数据进行处理，通过水力计算出流量来判断污水管网中管段之间是否存在雨污混接现象并获取混接管段分布，以一种更经济更安全的方式判断雨污混接具体位置，并为后续管道更新改造提供数据支持。附图说明图1为本专利技术一种分析管道雨污混接分布的方法的流程图；图1A为本方法的一种实施例的流程图；图1B为本方法的另一种实施例的流程图；图2为本专利技术一种可实施方法中污水管段的结构示意图；图3为本专利技术一种可实施方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S1、管道分组并安装液位计；S2、筛选检查井水位数据；S3、预判断管段是否雨污混接；S4、判断管段是否混接，若混接，判断混接位置。

【技术特征摘要】
1.一种分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S1、管道分组并安装液位计；S2、筛选检查井水位数据；S3、预判断管段是否雨污混接；S4、判断管段是否混接，若混接，判断混接位置。2.如权利要求1所述的分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，在步骤S1中，将污水管网中的每一条支管分为一组管道，每组管道的上游检查井编号记为i，下游检查井编号记为i+1，在每组管道上的若干检查井内分别安装液位计。3.如权利要求2所述的分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，在步骤S2中，分别筛选连续多日晴天时污水管网中检查井水位数据，分别筛选多次具有雨天时污水管网中检查井水位数据。4.如权利要求3所述的分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，在步骤S3中，对比筛选出来的晴天时污水管网中检查井水位数据H晴和雨天时污水管网中检查井水位数据H雨，若H雨相比H晴变化幅度很小，则预判断管段不存在雨污混接；若H雨明显大于H晴，则预判断管段存在雨污混接。5.如权利要求3所述的分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，在步骤S4中，在同一管段两端的检查井中计算液位差，△H晴天是同一管段两端检查井晴天时同时刻的液位差，△H雨天是同一管段两端检查井雨天时同时刻的液位差，通过对比△H晴天和△H雨天的大小，当△H晴天与△H雨天变化趋势相似或变化幅度很小时，则管段之间不存在雨污混接现象；当△H晴天与△H雨天变化趋势或变化幅度很大时，说明管段之间存在雨污混接现象。6.如权利要求3所述的分析管道雨污混接分布的方法，其特征在于，在步骤S4中，计算连续时间段各时间点污水管网中同一管段两端的液位差ΔHi，ΔHi＝Hi-Hi+1；检查井i-1、i、i+1的液位记为Hi-1、Hi、Hi+1，以检查井i和i+1为上下游检查井的管段流量记为Qi，液位差记为ΔHi＝Hi-Hi+1，以检查井i为例，T1、T2时刻的液位记为Hi，1、Hi，2，以此类推；只考虑沿程水头损失，而忽略管道中局部水头损失，管道上下游液位差ΔHi如下计算：式中，λ——沿程水头损失系数，查表可得；l——管段长度，m；d——管段管径，mm；v——管段流速，m/s；g——重力加速度，9.8m/s2。ΔHi——管道两端液位差Δt——时长由此可得管道上下游液位差ΔHi和管道内流量Qi之间的关系为：对于同一管段来说，管道上下游液位差ΔHi和管道内流量Qi的平方成正比关系，则一段时...

【专利技术属性】
技术研发人员：余十平，顾强，黄天翔，马仁海，肖伟民，祝敏，陈林，刘广，
申请(专利权)人：上海水顿智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31