【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程与计算机结合，尤其涉及污水管网效能核算技术。
技术介绍
1、随着水体治理的深入推进，其工作重心也从污水厂处理效能的提升、污水厂尾水排放的控制，逐步转向污水管网收集效能的提升、直排污水的控制。提出分区、精准、高效的城镇污水管网收集效能量化核算方法，是切实推进城镇污水管网收集效能提升的基础，对于准确解决城镇污水管网不均衡、不完善问题具有重要指导意义。
2、城镇污水管网收集效能核算的关键是污染物收集率的精细核算，污染物收集率核算的方法为系数公式法。目前大多以省、市行政区划定污染物收集率核算范围，核算结果可以作为对各省、市城镇污水收集工作进行考核的依据，但核算范围较大无法满足低收集率问题精细化识别的需求。而且系数公式中的人均产污通常依据《室外排水设计规范》中给定的范围选取，针对不同区域没有具体的选择标准，难以准确反映由于产业布局、饮食结构、城市化、老龄化的不同造成的排污量、污水水质的区域差异。对于以污水厂服务区为核算范围的研究，通常选取服务区内的典型居民楼或小区进行长期小时水量、水质实测，根据监测结果计算得到能够反映服务区排水特征、较为精准的人均产污，但监测需要大量的时间、物力、财力消耗，难以推广到全国所有区域。而且系数公式中的排污人口取定值，忽略了各服务区之间人口频繁大量流动导致的生活、生产分离，跨区用水、排污，容易产生较大误差。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决采用系数公式法对城镇污水管网收集效能核算误差大的问题，现提供面向污水厂服务区的城镇污水
2、面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法包括以下步骤：
3、步骤一：提取各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据，并根据该人口热力数据计算各周期下污水厂服务区的动态人口数量；
4、步骤二：根据污水厂服务区所在区域的产污系数核算污水厂服务区的日人均产污量，然后对该污水厂服务区的日人均产污量进行修正，并根据修正后污水厂服务区的日人均产污量计算污水厂服务区的小时人均产污量；
5、步骤三：根据步骤一所述各周期下污水厂服务区的动态人口数量和步骤二所述污水厂服务区的小时人均产污量计算污水厂服务区的小时产污总量，并根据系数公式法计算污水厂服务区日污染物收集率；
6、步骤四：根据步骤三所述污水厂服务区日污染物收集率加权计算城镇污水管网日收集效能。
7、进一步的，上述步骤一中，利用python编程软件提取各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据。
8、进一步的，上述步骤一中，将各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据导入arcgis软件中，统计获得各周期下污水厂服务区所属城镇范围内的人口分布点总数以及各周期下污水厂服务区范围内的人口分布点总数，利用下式获得各周期下污水厂服务区的动态人口数量：
9、
10、其中，pw,j为第j周期下污水厂服务区的动态人口数量，nw,j为第j周期下污水厂服务区范围内的人口分布点总数，nt,j为第j周期下污水厂服务区所属城镇范围内的人口分布点总数，pt为污水厂服务区所属城镇的常住人口总数。
11、进一步的，上述步骤二中，利用下式核算污水厂服务区的日人均产污量，
12、ppgd,i＝pq×k×ci，
13、其中，ppgd,i为污水厂服务区第i种污染物的日人均产量，pq为污水厂服务区的日人均生活用水量，k为折污系数，ci为污水厂服务区生活源污水中第i种污染物的浓度。
14、进一步的，上述步骤二中，根据下式对污水厂服务区的日人均产污量进行修正：
15、
16、其中，ppgd,i,m为修正后污水厂服务区第i种污染物的日人均产量，tm为核算日期所属月份的平均气温，ta为核算日期所属年份的平均气温，tmax为核算日期所属年份的最高气温，tmin为核算日期所属年份的最低气温，r为无量纲系数。
17、进一步的，上述步骤二中，根据下式计算污水厂服务区的小时人均产污量：
18、
19、其中，ppgh,i,m,j为污水厂服务区第i种污染物在第j小时的人均产量，ppgl,j为通过文献查询到的第j小时人均产污量。
20、进一步的，上述步骤三中，根据下式计算污水厂服务区的小时产污总量：
21、pgh,i,m,j＝ppgh,i,m,j×pw,j，
22、其中，pgh,i,m,j为第j周期下污水厂服务区第j小时产生第i种污染物的总量，pw,j为第j周期下污水厂服务区的动态人口数量，ppgh,i,m,j为污水厂服务区第i种污染物在第j小时的人均产量。
23、进一步的，上述步骤三中，根据下式计算污水厂服务区日污染物收集率：
24、
25、其中，ηi为污水厂服务区第i种污染物的日收集率，qw为污水厂日进水量，cw,i为污水厂日进水中第i种污染物的平均浓度。
26、进一步的，上述步骤四中，根据下式加权计算城镇污水管网日收集效能：
27、e＝∑wi×ηi，
28、其中，e为城镇污水管网所有污染物的日收集效能，wi为第i种污染物的归一化权重，且有：
29、
30、其中，wo,i为第i种污染物的基准权重，∑wo,i表示所有污染物的基准权重加权和。
31、进一步的，在步骤四之后，还包括步骤五：
32、判断步骤四所述城镇污水管网日收集效能和日降雨量的皮尔逊相关系数的相关程度，若二者相关性强，则污水厂服务区内存在雨水管混接到污水管、雨水入侵和地下水渗入中的一种或多种问题，若二者不相关性弱，则污水厂服务区内可能存在污水直排、污水管混接到雨水管和污水管网覆盖率不足中的一种或多种问题。
33、本专利技术提出了一种面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其效果主要体现在以下几点：
34、1、提出了一种考虑区域差异、气候特点及排水特征的小时人均产污核算方法，月人均产污与温度的函数关系体现了气候的影响；小时人均产污的24h变化规律体现了排水特征。与传统的参数选择相比误差更小，能反映人均产污的时空特性；与实测相比减少了时间的消耗、监测设备等的资金投入。
35、2、提出了一种人口流动背景下的区域产污动态核算方法，基于人口热力图核算污水厂服务区动态小时人口，解决了人口流动导致的跨区用水、排污，区域产污难以精准量化的难题，为污水厂服务区污染物收集率动态核算提供支撑。
36、3、提出了一种基于不同污染物的收集率加权核算城镇污水管网收集效能的方法，比起用单一污染物收集率评价污水管网收集效能更具说服力，而且可以根据污水厂进水监测数据的质量情况进行调整，对监测数据部分缺失、异常表现出更好的容忍性。
37、4、提出了一种城镇污水管网提质增效决策的综合流程方法，实现从污水厂服务区城镇污水管网收集效能的核算到核算结果的解析再到提质增效策本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤一中，利用Python编程软件提取各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据。
3.根据权利要求1或2所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤一中，将各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据导入ArcGIS软件中，统计获得各周期下污水厂服务区所属城镇范围内的人口分布点总数以及各周期下污水厂服务区范围内的人口分布点总数，利用下式获得各周期下污水厂服务区的动态人口数量：
4.根据权利要求1所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤二中，利用下式核算污水厂服务区的日人均产污量：
5.根据权利要求4所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤二中，根据下式对污水厂服务区的日人均产污量进行修正：
6.根据权利要求4或5所述的面向污水厂服务区的城镇
7.根据权利要求1所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤三中，根据下式计算污水厂服务区的小时产污总量：
8.根据权利要求7所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤三中，根据下式计算污水厂服务区日污染物收集率：
9.根据权利要求1所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤四中，根据下式加权计算城镇污水管网日收集效能：
10.根据权利要求1、2、4、5、7、8或9所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，在步骤四之后，还包括步骤五：
...【技术特征摘要】
1.面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤一中，利用python编程软件提取各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据。
3.根据权利要求1或2所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤一中，将各周期下污水厂服务区所属城镇的人口热力数据导入arcgis软件中，统计获得各周期下污水厂服务区所属城镇范围内的人口分布点总数以及各周期下污水厂服务区范围内的人口分布点总数，利用下式获得各周期下污水厂服务区的动态人口数量：
4.根据权利要求1所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，其特征在于，所述步骤二中，利用下式核算污水厂服务区的日人均产污量：
5.根据权利要求4所述的面向污水厂服务区的城镇污水管网收集效能动态核算方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：田禹，孟一鸣，王树鹏，张浩然，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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