污水管网雨天入流监测分析—智慧排水之乱弹（54）

小编按：近日《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》（国办发〔2021〕11号）发布，其中“三、提升城市排水防涝工作管理水平”的“（五）加强智慧平台建设”中强调，要建立完善城市综合管理信息平台，整合各部门防洪排涝管理相关信息，在排水设施关键节点、易涝积水点布设必要的智能化感知终端设备，满足日常管理、运行调度、灾情预判、预警预报、防汛调度、应急抢险等功能需要。这里面不仅需要在雨水管网安装监测设备，也需要在污水管网进行监测分析，本文对由于降雨引起的污水管网入流情况进行监测分析，供大家参考。

降雨量与管网节点的瞬时流量数据是评估污水管网系统的入流的基础。以降雨发生前污水管网的数据与降雨过程中峰值流量的攀升对比，可识别污水管网的雨天混流程度（RDII中的一部分）。在分析后，可以识别重点片区，指导区域的量化排序，为了下一步管网工程的精细化排查、修复和改造提供指导。作者根据某研究区域的3个点位进行案例分析。

1.1水量分析

监测片区内存在一座污水处理厂与一座泵站。

目前已获取的水厂数据为2021年3月25日至4月11日进水水量及水质数据。片区整体污水处理厂厂区处理水量中值为29万m³/d；片区内某泵站处理水量波动值较大，最小值2.3万m³/d，最大值3.1万m³/d。统计图如下。

图 1 污水厂水量箱型统计图

通过同期降雨及污水厂水质相关性分析发现，降雨的发生并不能引起整体污水厂水量的明显增高，甚至有下降的趋势，水厂处理水量与降雨关系如图所示。

图 2 水量降雨波动图

1.2水质分析

对纳污片区水质数据相关性分析发现，COD与BOD₅有明显强相关性（相关性系数0.97），COD与BOD₅的相互表征可大大节约项目开展时间。通过对降雨量与COD的相关性分析发现，降雨量的升高可引起进厂COD的显著增高，且呈正相关（相关性系数0.56）。

（a）COD&BOD关系图    （b）COD&降雨量关系图

图 3 污水厂水量相关性关系图

对污水电导率的监测可辅助分析管网污水浓度变化，特别是强降雨天气，可定性分析管网污水浓度受降雨天气的影响。以某城市污水管网、小区出户管、河道水系电导率水样化验结果为例，源头小区出水电导率1642.25uS/cm，C._V=8.89%；水系电导率585.00uS/cm，C._V=6.12%。检测点位C._V均小于15.00%，数据稳定性较强，可辅助入流入渗分析。

图 4 某城市污水管网电导率人工检测统计

因此，本项目监测增加在线电导率这项指标，辅助分析污水管网入流入渗。【小编：对排水管网开展电导率，不仅稳定可靠，数据可信；而且成本很低，特别是和流量一起监测时，使用THWater电导率流量一体机就更加方便和专业啦】

图 5 某小区降雨入流带来的电导率下降

2.污水管网雨天入流

降雨量与管网节点的瞬时流量数据是评估污水管网系统的入流的基础。以降雨发生前污水管网的数据与降雨过程中峰值流量的攀升对比，可识别污水管网的混流程度。实现需优先排查重点区域的量化，为了下一步管网工程的修复和改造提供指导。

2.1旱天数据统计分析

目前已监测点位为4个，其中一个点位因长期淤积基本处于无流速状态，现以A、B、C三个点位为例展开分析。

表 1 点位旱天指标统计

旱天监测曲线如下：

图 6 A旱天数据曲线图

图 7 B旱天数据曲线图

图 8 C旱天数据曲线图

2.2RDII统计分析

在2021年3月24日至4月11日的监测期内，共发生4场次降雨。在降雨RDII统计时，每场降雨对应的旱天选择离降雨最近的旱天数据，每场次降雨下的RDII统计如下表所示。

表 2 A场次降雨RDII统计

随着降雨量越大，单位面积RDII值越大，将单位面积RDII值与降雨量进行相关性分析，相关性较高，如下图所示。

图 9 A单位面积RDII量&降雨量相关性图

图 10 B单位面积RDII量&降雨量相关性图

图 11 C单位面积RDII量&降雨量相关性图

在相关性的基础上进行线性拟合，得到各点位拟合曲线公式，如下图所示。

图 12 A单位面积RDII量&降雨量线性图

图 13 B单位面积RDII量&降雨量线性图

图 14 C单位面积RDII量&降雨量线性图

3.小结

通过对污水管网旱天混流数据分析发现，在3月24日至4月11日的监测期内C片区污水系统受降雨的入流影响较大，当降雨量为2.12mm时流量会出现响应，在此基础上每增加1mm降雨会造成每1km²收水面积的管网中RDII量为326.55m³。

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