管网“天眼”的监测诊断案例—智慧排水之乱弹（38）

⬆关注公众号看更多智慧排水资讯。

小编按：排水管网的安全可靠运行需要“眼睛”来帮忙盯，给排水管网装上监测系统，安装上多个监测设备，可以构建排水管网“天眼”系统，为排水管网管理提供有效的数据。利用数据如何分析诊断？通过几个实际曲线案例来直观解读，有效支撑排水管网的快速诊断分析。

    城市排水系统通常是由排水管道、控制设施和处理设施所组成，其使命就是将城市的雨污水通畅的排除和处置，并避免环境污染。可以说，排水系统犹如整座城市的“静脉”，是保障城市健康、安全、有序发展的最基本保障。截止2017年底，我国排水管道长度超过63万公里（加上县镇的排水管网超过100万公里），污水处理厂超过2300余座，日污水处理能力达到1.97亿立方米。然而，即便拥有如此庞大的排水系统，我们的水生态、水环境仍在持续恶化，这是为什么？与发达国家相比，即便我们管网的绝对长度很高，但管网密度仅为其1/2~1/4；真实污水收集率还不足，加之在管网养护能力方面的差距，无一不曝露出我国与发达国家在城市排水系统建设和管理方面的差距。目前，排水管理存在如下问题和需求：1、管网资产情况不清；2、管内垃圾较多，淤积问题突出；3、管网监测市电接驳存在困难和风险；4、井下施工困难；5、管网运行满管和过载情况较多；6、部分地区存在反向流倒灌的现象等。亟需有一套简单易用、稳定可靠的监控系统，来为排水管网服务。

对于绝大多数城市而言，城市的格局已然形成，重新打造一套良好的排水系统与建设一座新城别无二致，无疑是天方夜谭。比较实际可行的做法是如何充分的发挥现有设施的效能，并对问题最严重的的排水管道进行有效修复，对能力不足的设施进行合理改造。而完成这些工作的前提就是，需要为分布式的排水系统安装上一套“天眼”系统，使我们能对管道内的雨污水变化看得见、看得清、看得全，知道管道里面有多少水，都是什么水，从哪里来的，以便支持定量科学决策。发达国家在改善城市排水管网的能力方面，正是依靠类似系统开展常态化的监测分析工作，使得排水设施建设及运行管理诊断有了可靠数据依据。这套天眼系统构建的关键就是利用排水管网在线监测技术。

为对排水系统进行综合系统的管理，需要综合利用传感测量、信号传输和数据处理分析三个层面的具体技术。因此对于好的排水监测设备，需要基于“互联网+”的思维，综合利用传感器、物联网、云计算等技术，既满足在线持续监测和积累数据的功能，又具有在线实时的预警预报功能，同时软硬件紧密集成，小型化便于安装维护，实现专业化问题诊断的能力。

下面利用THWater系列监测设备，与大家分享几个典型的案例，包括了对排水系统入流入渗、径流控制、雨污混接等的分析评价。

案例1：入流入渗（RDII）事件分析

该节点作为排水系统间转输监测点，位于某城市L泵站和第一污水处理厂下游，流量变化复杂。通过对雨量及流量数据进行汇总分析，诊断该区域存在严重的雨水入流入渗情况（RDII）。该点分析表明：在雨季，每10mm降雨约多向下游排水系统转输5万m³的水量。

案例2： LID项目径流量控制效果的评估

利用在线监测设备，对多场降雨条件下的LID设施的外排流量进行连续监测，计算各项目在大于设计目标降雨条件下的剩余调蓄降雨量，可以评估项目内低影响开发设施的实际径流调蓄能力。分析表明：左图项目在大于设计目标降雨的场次降雨条件下，剩余调蓄降雨量均为正值，说明调蓄能力充足。右图则在部分场次降雨条件下出现明显的缺口，项目仍需要进行优化。

案例3：雨污混接管道改造效果对比评估

对某居民小区内雨污混接管道改造效果进行了监测验证，以东南门出口处的雨水排口为例，改造前与改造后流量-液位过程线如图所示。通过监测数据对比发现，改造后管网内涝风险显著降低，雨污混流情况大为改善，基本消除了雨污管道混接和错接问题。

除以上典型案例外，利用专业化的排水监测设备，还可以进行以下多方面的应用：

1. 在排水管网过程节点进行液位、流量的监测，掌握排水管网的运行情况，了解管道负荷情况和定量排水需求，为管网扩容改造提供数据依据；

2. 在内涝积水点附近的雨水、污水检查井进行液位监测，实现内涝预警预报和溢流风险管控，保障管网运行及城市环境安全；

3. 在过河管进行流量、水质的监测，识别河水入渗、污水外渗的问题，指导管网破损修复，保障水环境质量；

4. 对污水管网进行流量和水质的监测，分析客水入流入渗的情况，指导漏损管道修复，以减轻污水厂运行负荷、节省运行支出；

5. 对管道进行流速和液位的监测，了解管道淤积风险及现状淤积情况，指导排水设施的养护工作；

6. 在雨水管网入河排口进行流量和水质监测，及时发现污水直排的问题，对问题管网向上游进行溯源监测，识别污水混接、偷排的大致点位，从源头上杜绝污水下河，辅助黑臭水体的消除；

7. 对污水管网全过程进行长期的流量和水质监测，涵盖重点排水户、支管节点、干管节点、污水泵站、污水处理厂的全过程，第一时间识别偷排事件，为管理定责提供依据；

8. 在海绵城市建设区的源头项目/设施、过程管网、末端水体进行流量和水质监测，支持海绵城市建设效果定量化评价；

9. 支持排水管网模型输入条件的设定、模型参数的率定和验证，保障模型的准确性和科学性。

排水在线监测技术在城市排水系统管理中发挥了重要作用，而专业化的排水监测设备又是排水在线监测实施的基础。THWater排水系列监测设备，软硬一体，随装随用，加上团队专业的咨询分析，能够真正促进城市排水管理的智能化发展。

点击阅读原文，也可以看前37回的电子版全集哦。

北京清环智慧水务科技有限公司，一家专注于智慧排水管网在线监测及服务的公司。