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浅析排水管网外水调查的方法和步骤

一、概述
《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发【2014】27号)要求定期排查地下管线存在的隐患,强化监控预警,加大老旧管线改造力度;国家住房和城乡建设部《城市黑臭水体整治一一排水口、管道及检查井治理技术指南》(试行)(建城函【2016】198号)强调:“黑臭在水里,根源在岸上,关键在排口,核心在管网”,控源截污是城市黑臭水体整治工作的一项根本性措施;雨污混接及排水管道状况调查、分流制区域混接改造与排水管道修复的是实施“城市双修”、保障水体治理长制久清的基础工作。
近日,住房和城乡建设部、生态环境部、国家发展改革委、水利部共同印发了《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》,重点从加强城市黑臭水体排查、强化流域统筹治理、持续推进源头污染治理、系统开展水系治理、建立健全长效机制、强化监督检查和完善保障措施等方面提出具体的实施方案。
为了更有针对性、系统性地解决黑臭水体问题,《实施方案》将加快城市黑臭水体排查作为首要任务。其中,排水管网的外水调查是重中之重。

为加大雨污混接改造与排水管道设施隐患整治的力度,摸清城市排水管道雨污混接与现实状况,发现城市排水管道雨污混接、结构以及功能性方面的突出问题,进而采取雨污混接改造、管道缺陷修复、加强维护管理等一系列措施,逐步实现消除早季污水入河、削减雨天溢流污染、减少管道渗漏、降低运行水位、提高排水能力等多重目标,科学指导雨污混接排查、排水管道状况调查及污水管道修复整治工作开展,准确掌握调查整治过程中的技术路线,摸清排水管网现状,建立动态更新机制,形成排水一张图。为规划设计、工程改造、运行管理提供可靠依据,使规划设计的效果有保障、可考核。
本方案基于我公司在多个城市的排水管网外水调查及治理的实践。


二、基础资料
需要准备如下基础资料。
2.1 排水管网资料
收集区域内污水和雨水管网的测绘资料,包括管点、管线坐标、管径、管低高程、污水溢流口、雨水排口位置、泵站、污水厂位置等。
2.2 用水量资料
调取区域内所有水表用户年平均用水量数据,地址(精确到小区),获得不同地理位置区域的用水量分布。在无法获取用户用水量情况下,将根据总用水量、人口或者建筑面积分布,计算不同地理位置用水量分布。

2.3 河网资料
调取区域内主要河网的地理位置、水深、流动情况和调水控制方案。


三、监测方案
3.1 管网流量、液位监测
在污水、雨水排水管网关键节点安装流量计、液位计,安装节点根据管网、河网拓扑结构关系、主要管网排口位置和污水管网模型计算结果综合研判。
排水管网流量计的测量精度、数据可靠性是本项调查的基础。本方案选用德国NIVUS集团的互相关流量计,在满足测量条件下,非满管情况下的流量测量误差确保<3%,满管情况下的流量测量误差确保<1%。
3.2 雨量监测
在污水泵站按照雨量计,记录泵站服务区域内降雨资料,结合管网流量和液位监测,研判雨水入流情况;

3.3 泵站污水浓度监测
在污水泵站安装在线UV-COD 测试装置,测试频率为每 30 分钟一次,监测污水浓度变化;
3.4 河道液位监测
在区域内主要河道位置安装液位计。
四、数据分析
将按照泵站进行排查,首先判断各污水泵站进入的外水量,选取外水量较大的上游污水泵站,在其服务区域开展外水调查。
4.1 泵站外水量估计
根据管网的拓扑结构,划分不同污水泵站的服务区域。将不同地理位置用户,按照其经纬度坐标,安排至不同的泵站服务区域,计算不同泵站服务区域的本地用水量。


浅析排水管网外水调查的方法和步骤(图1)

再根据泵站污水走向,计算不同泵站真实污水流量(本区域收集污水流量和转运污水流量),如下图。


浅析排水管网外水调查的方法和步骤(图2)


再结合污水泵站运行工况(水泵功率、运行台套数、时长)、泵站实际监测污水流量数据、泵站污水浓度监测数据,确定外水进入较多的泵站。优先调查上游污水泵站。


建立泵站前液位、流量简化综合模型如下:


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