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            班尼戈阀门(中国)有限公司:排水管网流量分区监测诊断怎么做?

            2019-08-05  来自: 班尼戈阀门(北京)有限公司 浏览次数:160

            一、问题表现


            班尼戈阀门(中国)有限公司:某污水泵站上游汇水区管道存在突出问题,具体表现在泵站雨天来水量过大,为旱天来水量的3-4倍,存在明显的外来水汇入的情况。同时该区域存在过河管道,可能有河水汇入的情况。


            二、需求痛点

            污水管网存在严重外来水入流入渗的问题,导致雨天时管网及下游污水泵站运行负荷重,增加设施运营维护成本,危害设施运行安全;强降雨时可能发生污水溢流,污染城市环境和地表水环境质量;同时也给下游污水处理厂带来较大的负荷,降低进水COD浓度,影响污水处理效果。而直接对污水泵站上游汇水区所有管道进行人工排查效率太低、采取CCTV检测的措施成本太高。借助在线监测的手段,可以对泵站上游汇水区污水管网外来水入流入渗的问题进行定量化诊断,通过多点数据缩小或定位缺陷区域,指导后续CCTV检测或人工排查工作,提出管网维护改造建议,大大降低人力和财力成本。


            三、技术方法

            1.技术路线

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            首先确定监测服务目标、收集基础资料,初步确定监测点位。对初次定点进行现场踏勘核实,选择满足设备安装条件的点位部署在线流量监测设备。获取污水管网动态监测数据,对管道进行运行负荷、淤积情况、地下水入渗、降雨入流等分析。根据监测数据分析反馈,结合进一步的现场调研,缩小监测范围,迭代监测布点方案,轮换监测设备,从而达到精细化的入流入渗定位和定量诊断分析的目标。



            2. 监测方案

            泵站上游共有3个支路汇入,通过前期调研可知,北侧片区外来水汇入zui为严重。该区域主要为工业区,总面积约5.0km2,管道578条,总长度约18.1 km。选择污水泵站北侧片区布置在线流量计进行分阶段短期监测,逐步缩小监测范围,识别管网污水排放规律、诊断管网运行问题。


            1) 一阶段

            经过现场勘查确定监测布点方案,在区域内泵站上游干管和重要支管共布设8个监测点安装在线流量计,进行为期2个月的监测,并在区域内安装1台雨量计,同步监测实时降雨量,辅助诊断分析。

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            2) 第二阶段

            根据第一阶段的评估结果,识别降雨影响下流量增加情况显著的点位,表明其上游收水区内存在雨水引起的外来水汇入的情况,相应地缩小研究范围。根据新的研究范围,调整设备位置,进行二次布点,开展为期一个月的监测。

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            对于可能存在河水入流的情况的穿河管段,通过水质采样,来定量监测区内的旱天河水入渗的情况。水质采样点主要设置在各管道通过河道上下游井口,以及所通过河道上游5m左右的地方,主要化验指标为总氮(TN),总磷(TP)和化学需氧量(CODCr)。

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            3. 数据分析


            通过根据两个阶段的分步动态监测和数据统计分析,得到有效结论如下:


            1) 试点片区管网受短历时降雨的影响不大,而持续性强降雨对管网则产生了很大的压力。在强降雨条件下,各管道内均不同程度的存在雨水入流现象,尤其以#1、#2、#7、#8四个监测点雨水入流情况明显。


            2) 纵二路、横六路以及纵三路靠近河流管段的管道过载状况严重,且存在着较大的溢流风险。而淤积风险分析发现,所有管段流速远低于不淤流速,影响排水安全。


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            3) 纵三路近横七路上游管道的基础入渗量zui为严重,为232.6m3/(km?d)。这不仅远大于我国验收标准,也高于美国城市的允许渗入量以及日本26个排水区域的实际入渗量统计结果的上限值。说明该管段存在明显的老化或裂损的情况。


            4) 监测期内10月6日开始,发生了持续长达近60个小时的降雨事件,累积降雨量达到了141.2mm。在此期间,8个监测点的液位均有明显响应,但只有#1、#2、#7、#8等4个监测点的流量出现明显的增加,由于流量随雨量响应的速度较快,可判断为降雨引起的入流。四个监测点污水日流量较正常情况下分别增加了0.16万吨,0.69万吨,0.24万吨以及1.11万吨,且降雨停止后,还有大量雨污水在排除中。

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            5) 污水泵站造成冲击主要是来自于持续性降雨。根据拟合计算,每10mm降雨,会为泵站带来约1300吨水的额外负担,进一步印证雨水引起的入流主要发生在#1、#2、#7、#8等4个监测点上游区域。


            6) #10、#11、#12、#13监测位点上游管道存在雨水入流现象zui为严重,建议对上游管道破损或雨污混接的情况进行检查。

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            7) #14、#15、#16监测点附近穿河管处均有不同程度的河水入渗的情况,且#14监测点处情况zui为严重,同时工作日的入渗情况高于周末。

            四、达成效果

            1. 通过动态监测+数据分析结合的方法,定量识别了外来水混入量以及问题管段,针对诊断出的管网问题,提出以下建议:

            1) 对于结论中指出的淤积现象严重的管段,建议加大维护力度,避免因排水不利而在强降雨情况下造成溢流的发生。


            2) 对于地下水入渗严重的管段,尤其是纵三路近横七路上游,管段渗入量偏大的主要原因可能为管龄较长、地下水位很高,管材与接口技术陈旧以及维修养护投入不足。可以采用柔性接口管材,柔性接口的装配式窨井等技术措施,减少排水系统的地下水渗入量。


            3) 对于雨水入流严重的管段(如图6红色实线管道),以及利用水质指标分析的三处河道管道交叉口,建议结合人工排查(必要时可借助CCTV等工具)找到错接位置、河水倒灌、管道损毁验证的点。


            4) 由于管道内环境恶劣对监测设备的准确性造成影响,建议有条件的情况下,一周对设备进行人口清洗作业,以保证监测设备的正常工作。


            2. 根据建议对锁定的问题管网进行CCTV检测:

            1) 采用CCTV对监测分析诊断出的问题管道进行排查,发现横三路段、横四路段,纵一路段存在管道破损;

            2) 人工排查并修复的管道长度仅占片区管道总长的22%,减少65%的外来水。


            五、借鉴意义

            采取动态监测+数据分析结合的方法,对于区域入流入渗量化诊断和问题管段定位具有普适性,且设备动态轮换的服务模式大大节约了成本,在其他城市地区饱受外来水汇入问题困扰的排水分区可广泛复制。

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