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一种保障排管网健康运行的在线监测系统及方法

申请号 CN202311813743.6 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117966859A 公开(公告)日 2024-05-03
申请人 中交第二航务工程局有限公司; 发明人 李威; 曾卓; 张锦; 郭智倩; 范斌;
摘要 本 发明 提供一种保障排 水 管网健康运行的在线监测系统及方法,该方法包括:S1、绘制污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图,在雨水管网拓扑关系图中划分雨水汇水分区;S2、布设污水监测系统和雨水监测系统;S3、在线监测平台实时获取污水监测系统和雨水监测系统的监测数据,通过逐步缩小监测范围的方式进行溯源排查分析。本发明通过一级监测点位的监测结果,结合管网拓扑图,缩小监测范围,通过二级监测点位的监测结果,明确溯源排查范围,最后采取针对性管理维护机制,可实时监测混接情况以及外水入侵和污水泄露的问题。
权利要求

1.一种保障排管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:包括:
S1、绘制污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图,在雨水管网拓扑关系图中划分雨水汇水分区;
S2、布设污水监测系统和雨水监测系统;
S3、在线监测平台实时获取污水监测系统和雨水监测系统的监测数据,通过逐步缩小监测范围的方式进行溯源排查分析。
2.根据权利要求1所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S2包括:分别在污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图上设置一级监测点位、二级监测点位、三级监测点位;
污水管网拓扑关系图中的一级监测点位包括污水管与污水管的汇水节点前后、污水干管上的监测节点、污水支管下游的监测节点、污水倒虹管过河节点和站进出口节点,污水管网拓扑关系图中的二级监测点位包括污水支管中上游的监测节点,污水管网拓扑关系图中的三级监测点位包括所有用户的污水排水口节点;
雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位包括市政雨水管的入湖入河排口节点,雨水管网拓扑关系图中的二级监测点位包括市政雨水管上的监测节点,雨水管网拓扑关系图中的三级监测点位包括所有单位雨水排水口节点;
分别在污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位、二级监测点位、三级监测点位对应位置安装监测设备。
3.根据权利要求2所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S2中,一级监测点位采用固定式实时在线监测;二级监测点位采用移动式周期性监测;三级监测点位采用移动式周期在线监测。
4.根据权利要求2所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S2中,雨水管网拓扑关系图中,一级监测点位的监测指标为流量、水质和视频监控,二级监测点位和三级监测点位的监测指标为流量、水质;
污水管网拓扑关系图中,一级监测点位的监测指标为流量、水质、液位;二级监测点位和三级监测点位的监测指标为流量、水质。
5.根据权利要求2所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S3包括:
S31、对雨水管网进行排查:
S311、在线监测平台获取雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位的监测数据,判断是否存在异常的监测数据,若是,则根据存在监测数据异常的一级监测点位确定对应的雨水汇水分区;
S312、在线监测平台获取对应的雨水汇水分区内的二级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的二级监测点位确定对应的所有的单位雨水排水口;
S313、在线监测平台获取对应的所有的单位雨水排水口的三级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的三级监测点位确定对应的某一单位雨水排水口,通过人工排查形式在该单位内部找到污染源。
6.根据权利要求5所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S312包括:在线监测平台获取对应的雨水汇水分区内的多个二级监测点位的监测数据,判断每个二级监测点位的监测数据是否异常,若相邻两个二级监测点位中,位于下游的二级监测点位的监测数据异常,位于上游的二级监测点位的监测数据正常,则确定这两个二级监测点位之间存在监测数据异常的单位雨水排水口。
7.根据权利要求4所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S3包括:
S32、对污水管网进行排查:
S321、在线监测平台获取污水管网拓扑关系图中的一级监测点位的监测数据,判断是否存在异常的监测数据,若是,则根据存在监测数据异常的一级监测点位确定对应的异常区域;
S322、在线监测平台获取异常区域内的污水管上的二级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的二级监测点位确定对应的所有的单位污水排水口;
S323、在线监测平台获取对应的所有的单位污水排水口的三级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的三级监测点位确定对应的某一单位雨水排水口,通过人工排查形式在该单位内部找到入渗入流点。
8.根据权利要求7所述的保障排水管网健康运行的在线监测方法,其特征在于:步骤S321包括:若当前的一级监测点位上游方向相邻的节点为汇水节点,则获取监测数据Q1、C1、ΔH1,获取监测数据Q2、Q3、……Qn、C2、C3、……Cn、ΔH2、ΔH3、……ΔHn,其中,Q1为当前一级监测点位的流量,Q2、Q3……Qn分别为汇入该汇水节点的一级监测点位的流量,C1为当前一级监测点位的COD,C2、C3、……Cn为汇入该汇水节点的一级监测点位的COD,ΔH1为当前一级监测点位的实时液位相对偏差,ΔH2、ΔH2、……ΔHn为汇入该汇水节点的一级监测点位的实时液位相对偏差;n≥3;
若同时满足以下条件,则判定上述的n个一级监测点位之间的污水管段有外水入侵:
Q1>Q2+Q3+……+Qn,
Q1×C1>Q2×C2+Q3×C3+……+Qn×Cn,
ΔH1>ΔH,
ΔH2<ΔH、ΔH3<ΔH、……ΔHn<ΔH;
若同时满足以下条件,则判定上述的n个一级监测点位之间的污水管段有污水泄漏
Q1<Q2+Q3+……+Qn,
Q1×C1<Q2×C2+Q3×C3+……+Qn×Cn,
ΔH1>ΔH,
ΔH2<ΔH、ΔH3<ΔH、……ΔHn<ΔH;
其中,ΔH为液位相对偏差上限。
9.一种保障排水管网健康运行的在线监测系统,其特征在于:包括在线监测平台,所述在线监测平台包括全面感知层,所述全面感知层包括污水监测系统和雨水监测系统,所述污水监测系统和雨水监测系统均包括多级监测点位;
所述在线监测平台与污水监测系统、雨水监测系统连接,所述污水监测系统、雨水监测系统实时向在线监测平台传输各级监测点位的雨水和污水的信息,所述在线监测平台根据接收的各级监测设备的监测信息通过逐步缩小监测范围的方式进行溯源排查分析。
10.根据权利要求9所述的保障排水管网健康运行的在线监测系统,其特征在于:所述污水监测系统包括污水一级监测设备、污水二级监测设备、污水三级监测设备;所述污水一级监测设备设置在污水管与污水管的汇水节点前后、污水干管上的监测节点、污水支管下游的监测节点、污水倒虹管过河节点和泵站进出口节点,用于监测各个节点上的污水的信息;所述污水二级监测设备设置在污水支管中上游,用于监测污水支管各处的污水的信息;
所述污水三级监测设备设置在所有用户的污水排水口上,用于监测所有用户排出的污水的信息;
所述雨水监测系统包括雨水一级监测设备、雨水二级监测设备、雨水三级监测设备;所述雨水一级监测设备设置在市政雨水管的入湖入河排口处,用于监测排入河湖的雨水的信息;所述雨水二级监测设备设置在市政雨水管上,用于监测市政雨水管各处的雨水的信息;
所述雨水三级监测设备设置在所有单位雨水排水口上,用于监测各单位雨水排水的雨水的信息。

说明书全文

一种保障排管网健康运行的在线监测系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及排水管网雨污分流改造技术领域,具体涉及一种保障排水管网健康运行的在线监测系统及方法。

背景技术

[0002] 排水管网系统属于城市重要基础设施之一,健康运行的排水管网直接决定城市水环境质量。目前城区排水管网建设年代久远,受经济条件、技术水平、排水理念等因素制约,均存在不同程度排水系统问题,例如管道功能结构缺陷、管网混错接、管道堵塞淤积等。近年来许多大中城市纷纷投入巨资对城市原有排水系统进行大规模、大范围的雨污分流改造,旨在从源头减少入湖入河污染物,同时提高污水收集率和污水处理厂进水浓度。然而由于技术方案和客观条件的局限性,雨污混接点的调查存在盲点和偏差,且小区内部建筑物存在雨污混接现象。同时排水户内部在不同时期因各种原因会出现新的混接点,呈动态变化趋势。另外,区域存在相当一部分的在建和待建,随着时间推移均可能产生新的管网问题。
[0003] 对于排水系统而言,雨污分流管道建设仅仅是实现雨污分流的物质基础,只有加大雨污管网管理维护度,保障排水管网健康运行,才能确保雨污分流改造成果持久见效。因此,为了保障雨、污排水管网的健康运行,巩固水环境治理和污水收集提质增效的成果,需要开发一种排水管网水质水量监测系统以解决上述问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是针对现有技术的缺陷,提供一种保障排水管网健康运行的在线监测系统及方法,确保雨污分流改造成果持久见效。
[0005] 为了解决上述技术问题,第一方面,本发明提供一种保障排水管网健康运行的在线监测方法,包括:
[0006] S1、绘制污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图,在雨水管网拓扑关系图中划分雨水汇水分区;
[0007] S2、布设污水监测系统和雨水监测系统;
[0008] S3、在线监测平台实时获取污水监测系统和雨水监测系统的监测数据,通过逐步缩小监测范围的方式进行溯源排查分析。
[0009] 进一步地,步骤S2包括:分别在污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图上设置一级监测点位、二级监测点位、三级监测点位;
[0010] 污水管网拓扑关系图中的一级监测点位包括污水管与污水管的汇水节点前后、污水干管上的监测节点、污水支管下游的监测节点、污水倒虹管过河节点和站进出口节点,污水管网拓扑关系图中的二级监测点位包括污水支管中上游的监测节点,污水管网拓扑关系图中的三级监测点位包括所有用户的污水排水口节点;
[0011] 雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位包括市政雨水管的入湖入河排口节点,雨水管网拓扑关系图中的二级监测点位包括市政雨水管上的监测节点,雨水管网拓扑关系图中的三级监测点位包括所有单位雨水排水口节点;
[0012] 分别在污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位、二级监测点位、三级监测点位对应位置安装监测设备。
[0013] 进一步地,步骤S2中,一级监测点位采用固定式实时在线监测;二级监测点位采用移动式周期性监测;三级监测点位采用移动式周期在线监测。
[0014] 进一步地,步骤S2中,雨水管网拓扑关系图中,一级监测点位的监测指标为流量、水质和视频监控,二级监测点位和三级监测点位的监测指标为流量、水质;
[0015] 污水管网拓扑关系图中,一级监测点位的监测指标为流量、水质、液位;二级监测点位和三级监测点位的监测指标为流量、水质。
[0016] 进一步地,步骤S3包括:
[0017] S31、对雨水管网进行排查:
[0018] S311、在线监测平台获取雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位的监测数据,判断是否存在异常的监测数据,若是,则根据存在监测数据异常的一级监测点位确定对应的雨水汇水分区;
[0019] S312、在线监测平台获取对应的雨水汇水分区内的二级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的二级监测点位确定对应的所有的单位雨水排水口;
[0020] S313、在线监测平台获取对应的所有的单位雨水排水口的三级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的三级监测点位确定对应的某一单位雨水排水口,通过人工排查形式在该单位内部找到污染源。
[0021] 进一步地,步骤S312包括:在线监测平台获取对应的雨水汇水分区内的多个二级监测点位的监测数据,判断每个二级监测点位的监测数据是否异常,若相邻两个二级监测点位中,位于下游的二级监测点位的监测数据异常,位于上游的二级监测点位的监测数据正常,则确定这两个二级监测点位之间存在监测数据异常的单位雨水排水口。
[0022] 进一步地,步骤S3包括:
[0023] S32、对污水管网进行排查:
[0024] S321、在线监测平台获取污水管网拓扑关系图中的一级监测点位的监测数据,判断是否存在异常的监测数据,若是,则根据存在监测数据异常的一级监测点位确定对应的异常区域;
[0025] S322、在线监测平台获取异常区域内的污水管上的二级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的二级监测点位确定对应的所有的单位污水排水口;
[0026] S323、在线监测平台获取对应的所有的单位污水排水口的三级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的三级监测点位确定对应的某一单位雨水排水口,通过人工排查形式在该单位内部找到入渗入流点。
[0027] 进一步地,步骤S321包括:若当前的一级监测点位上游方向相邻的节点为汇水节点,则获取监测数据Q1、C1、ΔH1,获取监测数据Q2、Q3、……Qn、C2、C3、……Cn、ΔH2、ΔH3、……ΔHn,其中,Q1为当前一级监测点位的流量,Q2、Q3……Qn分别为汇入该汇水节点的一级监测点位的流量,C1为当前一级监测点位的COD,C2、C3、……Cn为汇入该汇水节点的一级监测点位的COD,ΔH1为当前一级监测点位的实时液位相对偏差,ΔH2、ΔH3、……ΔHn为汇入该汇水节点的一级监测点位的实时液位相对偏差;n≥3;
[0028] 若同时满足以下条件,则判定上述的n个一级监测点位之间的污水管段有外水入侵:
[0029] Q1>Q2+Q3+……+Qn,
[0030] Q1×C1>Q2×C2+Q3×C3+……+Qn×Cn,
[0031] ΔH1>ΔH,
[0032] ΔH2<ΔH、ΔH3<ΔH、……ΔHn<ΔH;
[0033] 若同时满足以下条件,则判定上述的n个一级监测点位之间的污水管段有污水泄漏
[0034] Q1<Q2+Q3+……+Qn,
[0035] Q1×C1<Q2×C2+Q3×C3+……+Qn×Cn,
[0036] ΔH1>ΔH,
[0037] ΔH2<ΔH、ΔH3<ΔH、……ΔHn<ΔH;
[0038] 其中,ΔH为液位相对偏差上限。
[0039] 第二方面,本发明提供一种保障排水管网健康运行的在线监测系统,包括在线监测平台,所述在线监测平台包括全面感知层,所述全面感知层包括污水监测系统和雨水监测系统,所述污水监测系统和雨水监测系统均包括多级监测点位;
[0040] 所述在线监测平台与污水监测系统、雨水监测系统连接,所述污水监测系统、雨水监测系统实时向在线监测平台传输各级监测点位的雨水和污水的信息,所述在线监测平台根据接收的各级监测设备的监测信息通过逐步缩小监测范围的方式进行溯源排查分析。
[0041] 进一步地,所述污水监测系统包括污水一级监测设备、污水二级监测设备、污水三级监测设备;所述污水一级监测设备设置在污水管与污水管的汇水节点前后、污水干管上的监测节点、污水支管下游的监测节点、污水倒虹管过河节点和泵站进出口节点,用于监测各个节点上的污水的信息;所述污水二级监测设备设置在污水支管中上游,用于监测污水支管各处的污水的信息;所述污水三级监测设备设置在所有用户的污水排水口上,用于监测所有用户排出的污水的信息;
[0042] 所述雨水监测系统包括雨水一级监测设备、雨水二级监测设备、雨水三级监测设备;所述雨水一级监测设备设置在市政雨水管的入湖入河排口处,用于监测排入河湖的雨水的信息;所述雨水二级监测设备设置在市政雨水管上,用于监测市政雨水管各处的雨水的信息;所述雨水三级监测设备设置在所有单位雨水排水口上,用于监测各单位雨水排水的雨水的信息。
[0043] 本发明的有益效果为:
[0044] 1、本发明通过在线监测水质水量,保障排水管网健康运行。当出现监测结果异常时,进行溯源排查分析。对新发现的晴天排口排污进行水体保护预警,对新发现的混接情况进行执法和督促整改,对新发现的外水入侵问题进行污水管网改造和维护。具有功能全面、精准高效、智能化的优点,能持续保障排水管网健康运行,夯实雨污分流管网建设的成效,巩固水环境治理和污水处理厂提质增效的成果。
[0045] 2、本发明通过一级监测点位的监测结果,结合管网拓扑图,缩小监测范围,然后通过二级监测点位的监测结果,明确溯源排查范围,最后采取针对性管理维护机制。一方面在确认混错接源头所在的小区、企业等单位后,转换为人工排查,找到污染源。然后通过执法措施,督促相关单位进行整改以消除混接点。另一方面是定位入渗入流管段范围,通过管道检测,找到入渗入流点位。然后通过管道修复消除入渗入流点位。
[0046] 3、本发明搭建在线监测平台,可信息实时传输、智能预测报警,实现对水体水环境维护和地下隐蔽性管网数据化、常态化、智能化的全过程运维服务。
[0047] 4、本发明在线监测平台便于管理维护部及时作出有效的水污染防治和污水收集处理管理方面的决策,提高维护效率。在溯源排查分析时对排水户雨污混流进行定量分析,并进行执法和督促整改,形成“重要雨水排口监测——排水户溯源——执法——整改”机制。对污水管网入渗入流进行定量分析,并进行管网维护和改造,形成“污水管网重要节点监测——缺陷管段溯源——评估——维护改造”机制。附图说明
[0048] 图1为本发明的在线监测方法流程图
[0049] 图2为本发明污水管网拓扑关系图及监测点位布设图;
[0050] 图3为本发明雨水管网拓扑关系图及监测点位布设图;
[0051] 图4为本发明在线监测信息平台总体框架图。

具体实施方式

[0052] 为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
[0053] 如图1所示,本实施例提供一种保障排水管网健康运行的在线监测方法,包括:
[0054] S1、绘制污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图,在雨水管网拓扑关系图中划分雨水汇水分区;
[0055] 如图2所示,污水管网拓扑关系图的绘制基于污水管网物探成果、泵站水厂的调查等资料。以某城镇排水系统为例,污水管网拓扑关系图由15条污水支管、9条污水干管、2座污水泵站和1座污水处理厂组成,显示区域污水收集系统范围和流向,准确清晰反映市政污水管网关键节点,例如倒虹管过河节点、支干管汇流节点和泵站进出口节点。
[0056] 如图3所示,污水管网拓扑关系图和雨水汇水分区的划分基于雨水管网物探成果、现状雨水排口及水体调查、区域土地利用调查等资料。本实施例中,根据区域14座重要雨水排口划分为14个雨水汇水分区,雨水最终全部流入水体。如图3所示,雨水汇水分区显示区域雨水汇水区域和受纳水体,能准确清晰反映入湖入河重要雨水排口。
[0057] S2、布设污水监测系统和雨水监测系统;
[0058] 本实施例中,监测点按监测指标分为3类:1.入湖入河重要雨水排口监测点位,监测指标为流量、水质和视频监控;2.市政污水管重要节点监测点位,监测指标为流量、水质和液位;3.市政污水管次要节点、市政雨水管节点、小区及企业等排水户雨污排口监测点位,监测指标为流量和水质。
[0059] 同时监测点按监测方式分为3级:1.一级监测点位,包含入湖入河重要雨水排口、市政污水管重要节点,监测方式为固定式实时在线监测;2.二级监测点位,包含市政污水管次要节点、市政雨水管节点,监测方式为移动式周期性监测;3.三级监测点位,包含小区、企业等各单位排水户监测点位,监测方式为移动式周期在线监测。由于一级监测点位数量少,且极其重要,因而采用固定式实时在线监测方式。固定式监测方式能即时反映排水系统重要节点的异常情况,有利于快速判定排水管网是否健康运行,准确衡量片区排水系统的健康度。由于二级监测点位和三级监测点位数量多,且相对而言不如一级监测点位重要,因而采用移动式周期在线监测。移动式监测方式具有灵活便捷的特点,能根据一级监测点位的监测结果,进而确定二级监测点位位置,最终确定三级监测点位位置,达到降低无效监测频次,提高监测效率,减少监测费用的效果。
[0060] 分别在污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图上设置一级监测点位、二级监测点位、三级监测点位。
[0061] 如图2所示,污水管网拓扑关系图中的一级监测点位包括污水管与污水管的汇水节点前后、污水干管上的监测节点、污水支管下游的监测节点、污水倒虹管过河节点和泵站进出口节点,共35处,编号分别为W1#~W35#,在线监测污水流量、水质和液位;其中,污水管包括污水干管和污水支管,污水管与污水管的汇水节点包括污水干管和污水干管的汇水节点、污水干管和污水支管的汇水节点,例如,图2中,污水泵站即为一个汇水节点,上游的两个污水干管通过污水泵站汇至下游的一个污水干管。其中,污水倒虹管过河节点为水体两侧邻近的两个一级监测点。
[0062] 污水管网拓扑关系图中的二级监测点位包括污水支管中上游的监测节点,共23处,分别为WS1#~WS23#,采用移动式周期在线监测方式监测流量和水质。
[0063] 污水管网拓扑关系图中的三级监测点位包括所有用户的污水排水口节点,所有单位(小区、企业等单位)污水排水口监测点位数量为70处,编号分别为WP1#~WP70#,采用移动式周期在线监测方式监测流量和水质。
[0064] 如图3所示,污水管网拓扑关系图中的一级监测点位包括市政雨水管的入湖入河排口节点;共14处,编号为Y1#~Y14#,采用固定实时在线监测方式监测流量、水质和视频影像。
[0065] 污水管网拓扑关系图中的二级监测点位包括市政雨水管上的监测节点,主要分布在汇水区主要道路下方雨水管,共46处,分别为YS1#~YS46#,采用移动式周期在线监测方式监测流量和水质。
[0066] 污水管网拓扑关系图中的三级监测点位包括所有单位雨水排水口节点,所有单位(小区、企业等单位)雨水排水口监测点位数量为95处,编号分别为YP1#~YP95#,采用移动式周期在线监测方式监测流量和水质。
[0067] 污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图的监测点位布设具体如下表所示。
[0068]
[0069] 分别在污水管网拓扑关系图和雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位、二级监测点位、三级监测点位对应位置安装监测设备。
[0070] 本实施例中,固定式流量在线监测设备原理为16层流速扫描的实际流速剖面测量的声波交叉相关原理,传感器包含液位、流速和温度的三合一复合传感器。量程:速度‑1.0~6.0m/s;液位:0~5m;测量误差:流速<1m/s,测量值得±0.5%+5mm/s;流速>1m/s时,测量值得±1%。胀圈:1.4571不锈,RMS4适用于DN150~DN800,RMS5适用于DN7000~DN2000.。
[0071] 移动式流量在线监测设备原理为16层流速扫描的实际流速剖面测量的超声波交叉相关原理,传感器包含液位、流速和温度的三合一复合传感器。量程:速度‑1.0~6.0m/s;液位:0~5m;测量误差:流速<1m/s,测量值得±0.5%+5mm/s;流速>1m/s时,测量值得±
1%。NPP管道断面流速仪:适用DN150~DN600管径,最大压力0.15MPa。
[0072] 水质在线监测设备为UV254水质传感器。UV‑COD分辨率:0.1mg/L或0.01mg/LCOD,具有自动清洁;材料为合金,316,POM,尼龙和石英玻璃;尺寸:长280mm,外形142*157mm(含保护罩);响应时间:最快10秒T90。
[0073] 液位监测设备采用超声波液位计。
[0074] 监测设备的布设满足以下条件:1)避免在水泵、大功率电台、变频,即有强磁场和震动干扰处安装机器;2)选择结构简单的管段,直通为最佳;3)要尽量置于直管段处测量,在弯道处测量将直接影响测量精度;4)安装点上游距水泵应有一定距离,以不直接受到涡流影响为主要目的;5)管道周围要有足够的空间便于现场人员操作;6)安装点位置需方便进出,方便日常运行维护。
[0075] S3、在线监测平台实时获取污水监测系统和雨水监测系统的监测数据,进行溯源排查分析。
[0076] 如图4所示,在线监测平台包括全面感知层、数据传输层、应用支撑层、数据资源管理层和系统应用层五个层次。
[0077] 本实施例中,全面感知层主要功能是实现现场信息。具体指水质监测、水量监测、液位监测、设备状态监测、视频监控、泵站运行监测。利用固定、移动式水质水量设备监测点位水质水量数据。利用视频监控设备监控重要雨水排口形成视频监控数据。利用液位计仪表监测管道内水位数据。在线监测平台可根据接收的各级监测设备的监测信息通过逐步缩小监测范围的方式进行溯源排查分析。
[0078] 数据传输层为移动通信网络,是联系监控中心与各个现场站点之间的纽带,全面感知层的监测数据通过传输层上传至监控中心。
[0079] 应用支撑层由数据库、GIS、操作系统、视频管理软件服务其、对象储存OSS等基础软件组成。应用支撑层是构成监控中心及监测平台的软、硬件基础。
[0080] 数据资源管理层承载了系统中所有的在线监控数据、历史监控数据、图形数据与地图数据,存储在统一的数据库系统中,包括监测数据库、地理信息库和视频监控数据库等。通过实时监测数据接入,用户可直观查阅入湖入河重要雨水排口、污水管网重要节点、排水系统设备等实时在线监测数据,第一时间了解各监测点水质水量状况,使环境监管更为高效、便捷。
[0081] 系统应用层主要完成排水管网水质水量监测数据、设备状态数据、视频监控数据接入、储存和分析应用及远程控制,将监测数据可视化,用于指导排水管网维护,并为排水系统监管提供辅助决策分析。主要包括“一张图”展示、在线监测、设备运行管理、监测预警、数据查询与分析和移动端应用等子系统。
[0082] 步骤S3具体包括:
[0083] S31、对雨水管网进行排查:
[0084] S311、在线监测平台获取雨水管网拓扑关系图中的一级监测点位的监测数据,判断是否存在异常的监测数据,若是,则根据存在监测数据异常的一级监测点位确定对应的雨水汇水分区;
[0085] 当满足以下其中一个条件,则判断监测数据异常:
[0086] 1.晴天时流量Q≠0;
[0087] 2.COD高于限值;
[0088] 3.视频监控显示有污水排入水体。
[0089] S312、在线监测平台获取对应的雨水汇水分区内的二级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的二级监测点位确定对应的范围内小区、企业等各单位的雨水排水口;
[0090] 当雨水汇水分区内的二级监测点位存在多个时,在线监测平台获取对应的雨水汇水分区内的多个二级监测点位的监测数据,判断每个二级监测点位的监测数据是否异常,若相邻两个二级监测点位中,位于下游的二级监测点位的监测数据异常,位于上游的二级监测点位的监测数据正常,则确定这两个二级监测点位之间存在监测数据异常的单位雨水排水口。
[0091] S313、在线监测平台获取对应的范围内小区、企业等各单位的雨水排水口的三级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的三级监测点位确定对应的某一单位雨水排水口,通过人工排查形式在该单位内部找到污染源。最后通过执法等手段,督促相关单位进行整改以消除混接点,从而避免污水从雨水管直接排入水体。
[0092] S32、对污水管网进行排查:
[0093] S321、在线监测平台获取污水管网拓扑关系图中的一级监测点位的监测数据,判断是否存在异常的监测数据,若是,则根据存在监测数据异常的一级监测点位确定对应的异常区域;
[0094] 具体地,对于当前的一级监测点位,若该一级监测点位对应的污水管上仅有该一级监测点位,则直接根据该一级监测点位监测得到的。
[0095] 若当前的一级监测点位上游方向相邻的节点为汇水节点,则获取监测数据Q1、C1、ΔH1,获取监测数据Q2、Q3、……Qn、C2、C3、……Cn、ΔH2、ΔH3、……ΔHn,其中,Q1为当前一级监测点位的流量,Q2、Q3……Qn分别为汇入该汇水节点的一级监测点位的流量,C1为当前一级监测点位的COD,C2、C3、……Cn为汇入该汇水节点的一级监测点位的COD,ΔH1为当前一级监测点位的实时液位相对偏差,ΔH2、ΔH3、……ΔHn为汇入该汇水节点的一级监测点位的实时液位相对偏差;n≥3;
[0096] 若同时满足以下条件,则判定上述的n个一级监测点位之间的污水管段有外水入侵:
[0097] Q1>Q2+Q3+……+Qn,
[0098] Q1×C1>Q2×C2+Q3×C3+……+Qn×Cn,
[0099] ΔH1>ΔH,
[0100] ΔH2<ΔH、ΔH3<ΔH、……ΔHn<ΔH;
[0101] 若同时满足以下条件,则判定上述的n个一级监测点位之间的污水管段有污水泄漏:
[0102] Q1<Q2+Q3+……+Qn,
[0103] Q1×C1<Q2×C2+Q3×C3+……+Qn×Cn,
[0104] ΔH1>ΔH,
[0105] ΔH2<ΔH、ΔH3<ΔH、……ΔHn<ΔH;
[0106] 其中,ΔH为液位相对偏差上限,本实施例中,ΔH=10%。
[0107] 实时液位相对偏差是指某一次测量的绝对偏差占平均值的百分比,实时液位相对偏差用来衡量单项测定结果对平均值的偏离程度,是一个正值数据。例如,对于污水入侵,造成一级监测点位实时监测液位大于正常测定液位平均值,实时液位相对偏差大于10%;对于污水渗漏,造成一级监测点位实时液位低于正常测定液位平均值,实时液位相对偏差大于10%。
[0108] S322、在线监测平台获取异常区域内的污水管上的二级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的二级监测点位确定对应的所有的单位污水排水口;
[0109] 若异常区域内的污水管上没有二级监测点位,则直接运用管道检测技术,找到入渗入流点,再运用管道修复技术消除入渗入流点位。
[0110] S323、在线监测平台获取对应的所有的单位污水排水口的三级监测点位的监测数据,根据存在监测数据异常的三级监测点位确定对应的某一单位雨水排水口,通过人工排查形式在该单位内部找到入渗入流点。
[0111] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
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