CN103426137A - 一种排水管道缺陷定量化综合评估方法 - Google Patents

Abstract

一种排水管道缺陷定量化综合评估方法，对排水管道的不同缺陷类型分别进行严重程度分级，缺陷类型包括结构性缺陷和功能性缺陷，每种缺陷分为轻微、中等、严重和紧急四个等级，根据缺陷类型及分级结果，对排水管道整体状况进行评价，将排水管道分为不同的缺陷等级，由此得出对管道进行养护的优先次序，本发明考虑多种缺陷对管道不同性能的影响，综合评价管道密封性、稳定性、功能性及整体状况，并进行定量化表征，因指标数值范围可控，该方法能够有效地比较不同管道缺陷状况，弥补了国内在污水管道评价技术领域的不足。

Description

一种排水管道缺陷定量化综合评估方法

技术领域

本发明涉及一种排水管道的缺陷评估方法，特别涉及一种排水管道缺陷定量化综合评估方法。

背景技术

近年来随着我国城镇化进程的加快，城市排水管网建设发展迅速，虽然我国设计规范规定，排水管道的设计使用年限为50年以上，但是随着使用时间的增加，管道出现缺陷的可能性将增加。在我国某些城市，已发生了因严重的排水管道缺陷而造成的损失或事故，如渗漏引起地陷、堵塞引起污水外冒与污染、地下水内渗引起污水厂运行不正常等。为避免发生事故，应对排水管道进行定期检测和状况评估，并由此制定管道维护方案，以延长管道寿命。

管道闭路电视(Closed Circuit Television，CCTV)管道检测技术因其能够详实地记录大多数管道缺陷的状态、精准地锁定缺陷所在位置而被国内外广泛接受。目前针对该技术，许多国家及国内城市都提出了相应的评价标准，但这些评价标准均缺乏同时考虑多种缺陷（包括结构性及功能性缺陷）的定量化综合评估指标，使得不同管道的健康状况之间缺乏可比性，对城市排水管网管理的指导意义不大。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种排水管道缺陷定量化综合评估方法，综合考虑多种不同类型的管道缺陷，采用层次分析法确定其相应的权重，采用模糊综合评价法计算出管段的定量评价结果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种排水管道缺陷定量化综合评估方法，包括如下步骤：

步骤一，对排水管道的不同缺陷类型分别进行严重程度分级，所述缺陷类型包括结构性缺陷和功能性缺陷，所述结构性缺陷包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口损坏、接口错位/脱节和支管暗接/错接共计八种类型，所述功能性缺陷包括树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计七种类型，每种缺陷分为轻微、中等、严重和紧急四个等级，每种缺陷的严重程度表示为R_i=(r_i1r_i2r_i3r_i4)，r_ij表示一段管道第i种缺陷隶属于第j个等级的程度，r_ij≤1；

步骤二，根据所述缺陷类型及分级结果，对排水管道整体状况进行评价：

（1）确定因素集U=(U_t，U_s，U_f)，式中U_t为排水管道密封性，包括裂缝、断裂/坍塌、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、土壤进入、其他障碍物、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷：U_t=(u_tC，u_tB/C，L，u_tR)；U_S为排水管道稳定性，包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷：U_s=(u_sD，u_sC，…，u_sE)；U_f为排水管道功能性，包括变形、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入和地下水内渗共计十二种管道缺陷：U_f=(u_fR，u_fAD，…，u_fSD)；

（2）确定评价集V=(轻微，中等，严重，紧急)；

（3）计算因素权重集其中

为排水管道密封性权重， ${\underset{~}{A}}_t=\left(\mathrm{0.043,0.294,0.055,0.220,0.017,0.054,0.098,0.143,0.053,0.023}\right);$ 为排水管道稳定性权重， ${\underset{~}{A}}_s=\left(\mathrm{0.030,0.077,0.312,0.054,0.083,0.196,0.026,0.137,0.061,0.024}\right);$

为排水管道功能性权重，

${\underset{~}{A}}_f=\left(\mathrm{0.077,0.296,0.023,0.090,0.166,0.015,0.034,0.044,0.078,0.078,0.119,0.031}\right);$

（4）综合评判结果

表明一段排水管道中针对于某种特性的缺陷的严重程度分布结果，式中，

a_i表示第i种缺陷相应权重；

（5）根据综合评判结果计算得到排水管道密封性评价结果 $H_t=\frac{n_i\×v_i}{591}=\frac{n_i\×({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591};$ 排水管道稳定性评价结果 $H_s=\frac{n_i\×v_i}{591}=\frac{n_i\×({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591};$ 排水管道功能性评价结果 $H_f=\frac{n_i\×v_i}{591}=\frac{n_i\×({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591};$ H_t、H_s、H_f分别表示排水管道密封性、稳定性和功能性综合指数，n_i表示排水管道发生的能够影响第i种性能的缺陷数量，b_i1、b_i2、b_i3、b_i4分别表示排水管道第i种性能缺陷隶属于轻微、中等、严重和紧急的程度；

（6）排水管道综合评价指标H=A_tH_t+A_sH_s+A_fH_f，式中，A_t表示管道第i种性能缺陷权重集；

步骤三，H值越靠近1，则代表欲评价排水管道与单位紧急缺陷管道越相似，根据H的值，将排水管道分为不同的缺陷等级，由此得出对管道进行养护的优先次序，具体如下：

（1）如果0＜H≤0.25，则表示管道轻微缺陷，暂不采取措施，仅在一年内再次对管道进行检测；

（2）如果0.25＜H≤0.5，则表示管道中等缺陷，应在半年内安排管道的局部养护措施；

（3）如果0.5＜H≤0.75，则表示管道严重缺陷，应在三个月内采取养护措施；

（4）如果H＞0.75，则表示管道紧急缺陷，应立即采取养护/抢救措施。

与现有技术相比，本发明考虑多种缺陷对管道不同性能的影响，综合评价管道密封性、稳定性、功能性及整体状况，并进行定量化表征，因指标数值范围可控，该方法能够有效地比较不同管道缺陷状况，弥补了国内在污水管道评价技术领域的不足。

附图说明

附图是本发明排水管道缺陷状况评价涉及内容及其层次关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

1、排水管道缺陷与其严重程度分级方法

排水管道内可能发生的缺陷类型众多，包括变形（Deformation）、裂缝(Cracks)、断裂/坍塌（Break/Collapse）、表面腐蚀/破损（SurfaceCorrosion/Damage）、突出接口/穿管（Intruding Connection）、接口损坏（JointDamage）、接口错位/脱节(Displaced Joint/Opened Joint)和支管暗接/错接（Unauthorized/Misconnected Branch）等结构性缺陷，及树根突入（Roots）、管壁附着物(Attachment)、管底沉积物(Settled deposit)、其他障碍物(Otherobstacles)、土壤进入(Ingress of Soil)、地下水内渗(Groundwater Infiltration)和污水外渗(Exfiltration)等功能性缺陷。每一种排水管道缺陷根据严重程度的不同，可分成若干严重等级。缺陷的严重程度包括4个等级：轻微、中等、严重和紧急，每种缺陷的严重程度表示成一个或多个等级的模糊分布形式，

R_i=(r_i1r_i2r_i3r_i4)

式中，r_ij表示一段管道第i种缺陷隶属于第j个等级的程度，r_ij≤1。缺陷可能完全属于某一个等级，也可能分布于两个相邻的缺陷等级之间。缺陷的定义及分级方法如下：

1）变形（Deformation）

定义：排水管道横断面的原有形状受到了改变，如由圆形变成了椭圆状、管道局部发生凹陷等。变形一般发生在柔性管道，如各种塑料管道。

分级：排水管道的变形可以用变形率来表示：

${\mathrm{\η}}_D=\frac{d_o-d_{\min }}{d_o}\×100\%$

式中d_o为排水管道的原有直径，d_min为变形后排水管道的最小直径。

A_D1、A_D2、A_D3、A_D4分别表示轻微、中等、严重和紧急变形的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示变形率η_D

$A_{D1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{D2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{40-x}{10},30\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{D3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<40\\ \frac{50-x}{10},40\&le;x<50\\ 0,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

$A_{D4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{10},40\&le;x<50\\ 1,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

2）裂缝（Cracks）

定义：排水管道的结构在外部压力超过其自身的承受力时发生破坏，从而出现裂缝。根据裂缝的方向可分为纵向裂缝、环向裂缝和复合型裂缝。

分级：由于视差的影响，现有的排水管道闭路电视无法实现对裂缝的量化检测，因此也无法通过精确的量化的方式对裂缝严重程度的进行分级。本方法利用简单的量化方法，并对缺陷进行描述，对裂缝的缺陷程度进行了分级，如表1所示。

表1裂缝缺陷程度的分级

3）断裂/坍塌（Break/Collapse）

定义：排水管道的结构受到严重破损而导致管道结构出现严重开裂、有断裂碎片掉落的情况。当断裂程度非常严重时，排水管道的结构强度完全消失，造成坍塌。

分级：断裂/坍塌的严重程度可用以下式子表示：

${\mathrm{\&eta;}}_B=\frac{{\mathrm{\&theta;}}_B}{360}\&times;100\%$

式中θ_B为断裂/坍塌部分的弧长占排水管道的整个圆周对应的角度。

断裂/坍塌对排水管道结构影响较大，属于严重的排水管道缺陷。在进行缺陷程度分级时，不包含轻微这个等级，一旦排水管道有断裂/坍塌的情况发生，其缺陷等级至少为中等。A_B2、A_B3、A_B4分别表示中等、严重和紧急断裂/坍塌的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示断裂/坍塌率η_B

$A_{B2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{20},0\&le;x<20\\ \frac{40-x}{20},20\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{B3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{10},20\&le;x<40\\ \frac{60-x}{20},40\&le;x<60\\ 0,x\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

$A_{B4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{20},40\&le;x<60\\ 1,x\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

4）表面腐蚀/破损（Surface Corrosion/Damage）

定义：排水管道内表面受到化学腐蚀或物理磨损的破坏。

分级：对于表面腐蚀/破损，通过排水管道闭路电视无法得到量化缺陷的信息，本方法通过对缺陷进行描述，对表面腐蚀/破损的缺陷程度进行了分级，如表2所示。

表2表面腐蚀/破损缺陷程度的分级

5）突出接口/穿管（Intruding Connection）

定义：突出接口是指在排水管道干管中，在支管的接入口处有突出部分，使得干管的有效横截面积减少。穿管是指在排水管道中的任意位置有其他管道横穿该管道，不仅破坏管道的结构，同时也减少排水管道的有效横截面积。

分级：突出接口可用下式来衡量：

${\mathrm{\&eta;}}_I=\frac{L_I}{d}\&times;100\%$

式中，L_I为支管在干管中突出的长度，d为干管的直径。

根据上式，可知穿管是突出接口的极限形式，因此穿管也可用上式子来描述。

A_IC1、A_IC2、A_IC3、A_IC4分别表示轻微、中等、严重和紧急突出接口的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示接口突出率η_I

$A_{\mathrm{IC}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{20},0\&le;x<20\\ \frac{40-x}{20},20\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IC}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{20},20\&le;x<40\\ \frac{60-x}{10},40\&le;x<60\\ 0,x\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IC}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{20},40\&le;x<60\\ \frac{60-x}{20},60\&le;x<80\\ 0,x\&GreaterEqual;80\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IC}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<60\\ \frac{x-60}{20},60\&le;x<80\\ 1,x\&GreaterEqual;80\end{array}\right.$

6）接口损坏（Joint Damage）

定义：接口出现裂缝和密封材料松脱，其分级方法如表3所示。

表3接口损坏缺陷程度的分级

7）接口错位/脱节（Displaced Joint/Opened Joint）

定义：接口错位是指由于埋设时的疏忽、或是因管道沉降而导致两根管道的接口偏离，不能正常连接。脱节是指两根管道在水平方向上结合不紧密，有松开的情况。

分级：接口错位可用倍壁厚来表示：

${\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{DJ}}=\frac{g}{t}$

式中，g为接口错位宽度，t为排水管道的壁厚。接口脱节可直接用两段排水管道之间的空隙宽度w来衡量。

A_DJ1、A_DJ2、A_DJ3、A_DJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口错位的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示接口错位率η_DJ

$A_{\mathrm{DJ}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{0.3},0\&le;x<0.3\\ \frac{0.6-x}{0.3},0.3\&le;x<0.6\\ 0,x\&GreaterEqual;0.6\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{DJ}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<0.3\\ \frac{x-0.3}{0.3},0.3\&le;x<0.6\\ \frac{0.8-x}{0.2},0.6\&le;x<0.8\\ 0,x\&GreaterEqual;0.8\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{DJ}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<0.6\\ \frac{x-0.6}{0.2},0.6\&le;x<0.8\\ \frac{1-x}{0.2},0.8\&le;x<1\\ 0,x\&GreaterEqual;1\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{DJ}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<0.8\\ \frac{x-0.8}{0.2},0.8\&le;x<1\\ 1,x\&GreaterEqual;1\end{array}\right.$

A_OJ1、A_OJ2、A_OJ3、A_OJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口脱节的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示接口脱节率η_OJ

$A_{\mathrm{OJ}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<1\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OJ}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{40-x}{10},30\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OJ}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<40\\ \frac{50-x}{10},40\&le;x<50\\ 0,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OJ}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{10},40\&le;x<50\\ 1,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

8）支管暗接/错接（Unauthorized/Misconnected Branch）

定义：不明的支管直接侧向接入主管或是雨/污管之间有错接，使得管道中水量增加或水质产生变化。

分级：支管暗接/错接主要考量接入干管中的支管类型，不涉及任何量化的表达方式。分级标准如表4所示。

表4支管暗接/错接缺陷程度的分级

9）树根突入（Roots）

定义：树根或其他植物根自然生长进入排水管道中（主要在接口处），破坏管道的结构并减少管道的有效横截面积。

分级树根突入可用下式进行量化：

${\mathrm{\&eta;}}_R=\frac{A_R}{A}\&times;100\%$

式中，A_R为树根所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积。

A_R1、A_R2、A_R3、A_R4分别表示轻微、中等、严重和紧急树根入侵的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示树根突入率η_R

$A_{R1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{10},0\&le;x<10\\ \frac{20-x}{10},10\&le;x<20\\ 0,x\&GreaterEqual;20\end{array}\right.$

$A_{R2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<10\\ \frac{x-10}{10},10\&le;x<20\\ \frac{30-x}{10},20\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{R3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{10},20\&le;x<30\\ \frac{35-x}{5},30\&le;x<35\\ 0,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

$A_{R4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<35\\ 1,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

10）管壁附着物（Attached Deposits）

定义：排水管道管壁上附着了某种物质而导致管段有效横截面积减少。附着物包括了结垢、油脂、有机物等。

分级：管壁附着物可用下式进行量化：

${\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{AD}}=\frac{A_{\mathrm{AD}}}{A}\&times;100\%$

式中，A_AD为管壁附着物所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积。

A_AD1、A_AD2、A_AD3、A_AD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管壁附着物的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示管壁附着率η_AD

$A_{\mathrm{AD}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{10},0\&le;x<10\\ \frac{20-x}{10},10\&le;x<20\\ 0,x\&GreaterEqual;20\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{AD}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<10\\ \frac{x-10}{10},10\&le;x<20\\ \frac{30-x}{10},20\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{AD}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{10},20\&le;x<30\\ \frac{35-x}{5},30\&le;x<35\\ 0,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{AD}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<35\\ 1,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

11）管底沉淀物（Settled Deposits）

定义：管污水道底部由于某种物质的沉淀而影响其水力条件。沉淀物包括碎石、泥沙、水泥等。

分级：管底沉淀物可用下式进行量化：

${\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{SD}}=\frac{A_{\mathrm{SD}}}{A}\&times;100\%$

式中，A_SD为管底沉淀物所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积。

A_SD1、A_SD2、A_SD3、A_SD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管底沉淀物的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示管底沉淀率η_SD

$A_{\mathrm{SD}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{SD}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{45-x}{15},30\&le;x<45\\ 0,x\&GreaterEqual;45\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{SD}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<45\\ \frac{55-x}{10},45\&le;x<55\\ 0,x\&GreaterEqual;55\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{SD}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<45\\ \frac{x-45}{10},45\&le;x<55\\ 1,x\&GreaterEqual;55\end{array}\right.$

12）其他障碍物（Other Obstacles）

定义：排水管道内含有的杂物，能够使管道有效横截面积减少，如砖石、建筑垃圾、树枝、破损管道的碎片等。

分级：其他障碍物可用下式进行量化：

${\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{OS}}=\frac{A_{\mathrm{OS}}}{A}\&times;100\%$

式中，A_OS为障碍物所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积。

A_OO1、A_OO2、A_OO3、A_OO4分别表示轻微、中等、严重和紧急其他障碍物的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示η_OS

$A_{\mathrm{OO}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OO}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{40-x}{10},30\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OO}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<40\\ \frac{50-x}{10},40\&le;x<50\\ 0,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OO}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{10},40\&le;x<50\\ 1,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

13）土壤进入（Ingress of Soil）

定义：排水管道中由于破裂、脱节等其他缺陷而使得外部土壤进入，使得污水中泥沙量增加，甚至沉积或堆积在管道内部，同时造成管道外部的土质发生松动。土壤进入可用下式进行量化：

${\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{IS}}=\frac{A_{\mathrm{IS}}}{A}\&times;100\%$

式中，A_IS为土壤堆积所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积。

A_IS1、A_IS2、A_IS3、A_IS4分别表示轻微、中等、严重和紧急土壤进入的隶属程度，其隶属函数可用分段函数表示：x表示η_IS

$A_{\mathrm{IS}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{10},0\&le;x<10\\ \frac{20-x}{10},10\&le;x<20\\ 0,x\&GreaterEqual;20\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IS}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<10\\ \frac{x-10}{10},10\&le;x<20\\ \frac{25-x}{5},20\&le;x<25\\ 0,x\&GreaterEqual;25\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IS}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{5},20\&le;x<25\\ \frac{30-x}{5},25\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IS}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<25\\ \frac{x-25}{5},25\&le;x<30\\ 1,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

14）地下水内渗（Infiltration）

定义：地下水因管道结构发生缺陷进入排水管道内部，使得污水被稀释、管道内水量增加。

分级：不同等级地下水内渗程度如表5所示。

表5地下水内渗缺陷程度的分级

15）污水外渗（Exfiltration）

定义：排水管道内污水因管道缺陷而渗漏至管道外部，对管段周围环境造成冲刷与污染。

分级：不同等级污水外渗程度表6所示。

表6污水外渗缺陷程度的分级

2、管道整体状况评价

排水管道缺陷状况的评价应考虑管道的三种要求：密封性（tightness，t）、稳定性（stability，s）及功能性（function，f）。排水管道的密封性是指管道结构是否完好、是否受到外来破坏等原因，从而导致外来物质进入管道或内在物质流出管道的可能性；管道的稳定性主要考量排水管道在未来的一段时间限内，是否能稳定运行，会不会发生严重缺陷而导致管网系统崩溃；而管道的功能性主要考量管道的基本功能，即输送污水能力。15种排水管道缺陷对排水管道的密封性、稳定性和功能性的影响分别不同，部分缺陷甚至对排水管道三种性能都会有影响，因此在评价时应对这三种管道性能进行单独判断。各个排水管道缺陷对管道的三种特性造成的影响如表7所示。

表7排水管道缺陷类型对管道密封性、稳定性、功能性的影响

○有影响；╳无影响

本方法通过模糊综合评判模型及层次分析法，建立了排水管道缺陷状况评价体系。建立的评价方法涉及的内容与其层次关系如附图所示：

根据层次关系，将各个涉及因素按综合评判模型形式表达：

1）因素集U，

U=(U_t，U_s，U_f)

式中U_t为排水管道密封性，包括裂缝、断裂/坍塌、树根突入等10种管道缺陷：

U_t=(u_tC，u_tB/C，…，u_tR)

U_s为排水管道稳定性，包括变形、裂缝、污水外渗等10种管道缺陷：

U_s=(u_sD，u_sC，…，u_sE)

U_f为排水管道功能性，包括树根突入、管壁附着物、管底沉积物等12种管道缺陷：

U_f=(u_fR，u_fAD，…，u_fSD)

2）评价集V，

V=(轻微，中等，严重，紧急)

3）因素权重集

通过层次分析法中的两两比较方法来求得因素权重集

由于排水管道缺陷对于排水管道的不同特性有不同的影响，因此需要分别求出缺陷对排水管道密封性、稳定性和功能性的权重。

对于排水管道的密封性缺陷状况评价共涉及了10种管道缺陷，缺陷对排水管道密封性的影响的两两比较判断如表8所示。

表8密封性的两两比较判别表

根据表8，做判断矩阵

$A_t=\left(\begin{array}{cccccccccc}1& 1/6& 1/2& 1/5& 5& 1/2& 1/2& 1/3& 1/2& 3\\ 6& 1& 4& 3& 9& 5& 3& 4& 5& 7\\ 2& 1/4& 1& 1/4& 3& 1& 1/2& 1/3& 1& 3\\ 5& 1/3& 4& 1& 7& 5& 4& 3& 5& 6\\ 1/5& 1/9& 1/3& 1/7& 1& 1/5& 1/6& 1/7& 1/5& 1/2\\ 2& 1/5& 1& 1/5& 5& 1& 1/3& 1/4& 1& 3\\ 2& 1/3& 2& 1/4& 6& 3& 1& 1/2& 3& 5\\ 3& 1/4& 3& 1/3& 7& 4& 2& 1& 5& 7\\ 2& 1/5& 1& 1/5& 5& 1& 1/3& 1/5& 1& 3\\ 1/3& 1/7& 1/3& 1/6& 2& 1/3& 1/5& 1/7& 1/3& 1\end{array}\right)$

矩阵A_t的λ_max=10.71，计算CI与CR（当n=10，CR的值取1.49），可得CI=0.079，CR=0.053。一致性比例CR计算结果小于0.1，代表判断矩阵的一致性符合要求。求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量，即各个缺陷相应的权重：

${\underset{~}{A}}_t=(\mathrm{0.043,0.294,0.055,0.220,0.017,0.054,0.098},$ $\mathrm{0.143,0.053,0.023})$

对于排水管道的稳定性缺陷状况评价共涉及了10种管道缺陷，缺陷对排水管道稳定性的影响的两两比较判断如表9所示。

表9稳定性的两两比较判别表

$A_s=\left(\begin{array}{cccccccccc}1& 1/3& 1/7& 1/2& 1/4& 1/5& 2& 1/4& 1/2& 1\\ 3& 1& 1/5& 5& 1/2& 1/4& 4& 1/3& 1/2& 3\\ 7& 5& 1& 6& 4& 3& 8& 4& 5& 9\\ 2& 1/5& 1/6& 1& 1/3& 1/5& 3& 1/2& 2& 3\\ 4& 2& 1/4& 3& 1& 1/3& 3& 1/4& 1& 3\\ 5& 4& 1/3& 5& 3& 1& 5& 3& 4& 4\\ 1/2& 1/4& 1/8& 1/3& 1/3& 1/5& 1& 1/5& 1/2& 2\\ 4& 3& 1/4& 2& 4& 1/3& 5& 1& 3& 5\\ 2& 2& 1/5& 1/2& 1& 1/4& 2& 1/3& 1& 3\\ 1& 1/3& 1/9& 1/3& 1/3& 1/4& 1/2& 1/5& 1/3& 1\end{array}\right)$

矩阵A_s的λ_max=10.99，计算CI与CR（当n=10，CR的值取1.49），可得CI=0.111，CR=0.074。一致性比例CR计算结果小于0.1，代表判断矩阵的一致性符合要求。求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量，即可得到各个缺陷相应的权重：

${\underset{~}{A}}_s=(\mathrm{0.030,0.077,0.312,0.054,0.083,0.196,0.026},$ $\mathrm{0.137,0.061,0.024})$

对于排水管道的功能性缺陷状况评价共涉及了12种管道缺陷，缺陷对排水管道稳定性的影响的两两比较判断如表10所示。

表10功能性的两两比较判别表

$A_f=\left(\begin{array}{cccccccccccc}1& 1/5& 3& 3& 1/3& 5& 2& 2& 1& 1& 1& 3\\ 5& 1& 7& 5& 3& 7& 7& 7& 5& 5& 5& 7\\ 1/3& 1/7& 1& 1/3& 1/5& 2& 1/2& 1/2& 1/3& 1/3& 1/5& 1/3\\ 1/3& 1/5& 3& 1& 1/5& 5& 1& 1/2& 1/3& 1/3& 1/4& 2\\ 3& 1/3& 5& 5& 1& 7& 5& 4& 3& 3& 2& 5\\ 1/5& 1/7& 1/2& 1/5& 1/7& 1& 1/3& 1/4& 1/5& 1/5& 1/7& 1/3\\ 1/2& 1/7& 2& 1& 1/5& 3& 1& 1/2& 1/3& 1/3& 1/5& 2\\ 1/2& 1/7& 2& 2& 1/4& 4& 2& 1& 1/3& 1/3& 1/5& 2\\ 1& 1/5& 3& 3& 1/3& 5& 3& 3& 1& 1& 1/2& 3\\ 1& 1/5& 3& 3& 1/3& 5& 3& 3& 1& 1& 1/2& 3\\ 1& 1/5& 5& 4& 1/2& 7& 5& 5& 2& 2& 1& 3\\ 1/3& 1/7& 3& 1/2& 1/5& 3& 1/2& 1/2& 1/3& 1/3& 1/3& 1\end{array}\right)$

矩阵A_f的λ_max=12.78，计算CI与CR（当n=12，CR的值取1.54），可得CI=0.071，CR=0.046。一致性比例CR计算结果小于0.1，代表判断矩阵的一致性符合要求。通过求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量，即可得到各个缺陷相应的权重。

${\underset{~}{A}}_f=(\mathrm{0.077,0.296,0.023,0.090,0.166,0.015},$ $\mathrm{0.034,0.044,0.078,0.078,0.119,0.031})$

在实际情况中，一段排水管道较少会同时发生如管道缺陷状况评价所涵盖的10种至12种缺陷。为了计算方便，在评价时仅需将实际发生的缺陷对应于密封性、稳定性和功能性的权重进行归一即可。

4）综合评判

将一段排水管道中发生的对应于第i种排水管道性能的n_i个缺陷，用一个n_i×4阶的模糊矩阵来表示，即得到对第i种性能的评判矩阵：

${\underset{~}{R}}_i=\left(\begin{array}{cccc}{r}_{i11}& r_{i12}& r_{i13}& r_{i14}\\ r_{i21}& r_{i22}& r_{i23}& r_{i24}\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ r_{{\mathrm{in}}_{i}1}& r_{{\mathrm{in}}_{i}2}& r_{{\mathrm{in}}_{i}3}& r_{{\mathrm{in}}_{i}4}\end{array}\right)$

由权重与评判矩阵，取“普通加法与乘法合成算子”可得到综合评判结果：

${\underset{~}{B}}_i={\underset{~}{A}}_i\&CenterDot;{\underset{~}{R}}_i=(b_{i1},b_{i2},b_{i3},b_{i4})$

式中，

$b_j=\underset{j=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_i{r}_{\mathrm{ij}}$

表明一段排水管道中针对于某种特性的缺陷的严重程度分布结果。

5）评判指标的处理

对于综合评判得到的结果，本方法利用加权平均法来对评判指标进行处理：将b_j归一化，以b_j作为权数，对各个备择元素v_j进行加权平均，取此平均值作为评判结果，即

$v=\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}{b}_i{v}_i$

在本方法中，备择元素v_j为文字描述，即轻微、中等、严重和紧急。因此，需要将评价集里的v_j进行量化，在此仍是利用层次分析法来给出其权重值。针对管道发生缺陷的4种严重等级，其两两比较判定矩阵如下：

表11管道缺陷等级的两两比较判定矩阵

根据表11做矩阵，

$A=\left(\begin{array}{cccc}1& 1/3& 1/6& 1/9\\ 3& 1& 1/3& 1/6\\ 6& 3& 1& 1/3\\ 9& 6& 3& 1\end{array}\right)$

矩阵A的λ_max=4.081，根据式4-10与式4-11计算CI与CR（当n=4，CR的值取0.9），可得CI=0.027，CR=0.03。一致性比例CR计算结果小于0.1，代表判断矩阵的一致性符合要求。通过求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量，即可得到缺陷等级相应的权重。

A_严重程度=(0.047,0.105,0.257,0.591)

根据上述的权重向量，赋予每一缺陷严重等级相应的分数：轻微为47、中等为105、严重为257、紧急为591。则评判结果可表示为：

v_i=47b_i1+105b_i2+257b_i3+591b_i4

上式子表示在某段排水管道发生的所有缺陷的平均健康状况，由于在计算过程中的归一化处理，使得缺陷总数的影响被屏蔽了，为了得到准确的健康状况评价，应将缺陷总数列入到计算式子中。同时，在仅发生1个管道缺陷时，排水管道缺陷状况的极限情况为

${\underset{~}{B}}_i=\left(\mathrm{0,0,0,1}\right)$

即完全属于紧急。此时该管道得到的分值应为591，为方便比较，将每次计算结果除以591，从而得到欲评价排水管道与单位紧急管段的比值。因此，最终的计算结果可表示为：

$H_i=\frac{n_i\&times;v_i}{591}=\frac{n_i\&times;({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591}$

其中n_i为欲评价的排水管道内与第i种管道特性相关的缺陷总数。

6）排水管道缺陷状况综合指数

以上计算得到的H_t，H_s，H_f分别表示了排水管道密封性、稳定性及功能性的评价结果。然而，在实际应用中，将一个排水管道的评价结果分别用三种指标来表示较不直观，同时也难以与其他排水管道进行比较。因此，需要由H_t，H_s，H_f求出排水管道综合评价指标H。

这样得出了对应于排水管道的密封性、稳定性和功能性的排水管道缺陷的权重。假设一段排水管道内发生了方法中列出的所有缺陷，则该段管道的密封性、稳定性、和功能性对整段排水管道的影响各占得比例应该是一样的。将向量归一化，如表12所示。

表12H值范围与建议采取的措施

根据表12，在对排水管道进行综合评价时，根据排水管道内出现的各种缺陷类型，将其对应于密封性、稳定性和功能性的权重分别进行加和，由此得到A_t，A_s，A_f，将A_t，A_s，A_f归一，则排水管道综合评价指标可用下式表示：

H=A_tH_t+A_sH_s+A_fH_f

由此计算得到排水管道综合评价指标H，其值越靠近1（在缺陷数较多时或缺陷中含有紧急程度缺陷时可能会大于1），则代表欲评价排水管道与单位紧急缺陷管道越相似。根据H的值，可将排水管道分为不同的缺陷等级，由此得出对管道进行养护的优先次序，具体如表13所示。

表13H值范围与建议采取的措施

Claims (2)

1.一种排水管道缺陷定量化综合评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，对排水管道的不同缺陷类型分别进行严重程度分级，所述缺陷类型包括结构性缺陷和功能性缺陷，所述结构性缺陷包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口损坏、接口错位/脱节和支管暗接/错接共计八种类型，所述功能性缺陷包括树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计七种类型，每种缺陷分为轻微、中等、严重和紧急四个等级，每种缺陷的严重程度表示为R_i=(r_i1r_i2r_i3r_i4)，r_ij表示一段管道第i种缺陷隶属于第j个等级的程度，r_ij≤1；

步骤二，根据所述缺陷类型及分级结果，对排水管道整体状况进行评价：

（1）确定因素集U=(U_t，U_s，U_f)，式中U_t为排水管道密封性，包括裂缝、断裂/坍塌、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、土壤进入、其他障碍物、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷：U_t=(u_tC，u_tB/C，L，u_tR)；U_s为排水管道稳定性，包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷：U_s=(u_sD，u_sC，…，u_sE)；U_f为排水管道功能性，包括变形、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入和地下水内渗共计十二种管道缺陷：U_f=(u_fR，u_fAD，…，u_fSD)；

（2）确定评价集V=(轻微，中等，严重，紧急)；

（3）计算因素权重集

其中为排水管道密封性权重， ${\underset{~}{A}}_t(\mathrm{0.043,0.294,0.055,0.220,0.017,0.054,0.098,0.143},\mathrm{0.053,0.023});$

为排水管道稳定性权重， ${\underset{~}{A}}_s=\left(\mathrm{0.030,0.077,0.312,0.054,0.083,0.196,0.026,0.137,0.061,0.024}\right);$

为排水管道功能性权重，

${\underset{~}{A}}_f=\left(\mathrm{0.077,0.296,0.023,0.090,0.166,0.015,0.034,0.044,0.078,0.119,0.031}\right);$

（4）综合评判结果

表明一段排水管道中针对于某种特性的缺陷的严重程度分布结果，式中，

a_i表示第i种缺陷相应权重；

（5）根据综合评判结果计算得到排水管道密封性评价结果 $H_t=\frac{n_i\&times;v_i}{591}=\frac{n_i\&times;({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591};$ 排水管道稳定性评价结果 $H_s=\frac{n_i\&times;v_i}{591}=\frac{n_i\&times;({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591};$ 排水管道功能性评价结果 $H_f=\frac{n_i\&times;v_i}{591}=\frac{n_i\&times;({47b}_{i1}+{105b}_{i2}+{257b}_{i3}+{591b}_{i4})}{591};$ H_t、H_s、H_f分别表示排水管道密封性、稳定性和功能性综合指数，n_i表示排水管道发生的能够影响第i种性能的缺陷数量，b_i1、b_i2、b_i3、b_i4分别表示排水管道第i种性能缺陷隶属于轻微、中等、严重和紧急的程度；

（6）排水管道综合评价指标H=A_tH_t+A_sH_s+A_fH_f，式中，A_t表示管道第i种性能缺陷权重集；

步骤三，H值越靠近1，则代表欲评价排水管道与单位紧急缺陷管道越相似，根据H的值，将排水管道分为不同的缺陷等级，由此得出对管道进行养护的优先次序，具体如下：

（1）如果0＜H≤0.25，则表示管道轻微缺陷，暂不采取措施，仅在一年内再次对管道进行检测；

（2）如果0.25＜H≤0.5，则表示管道中等缺陷，应在半年内安排管道的局部养护措施；

（3）如果0.5＜H≤0.75，则表示管道严重缺陷，应在三个月内采取养护措施；

（4）如果H＞0.75，则表示管道紧急缺陷，应立即采取养护/抢救措施。

2.根据权利要求1所述排水管道缺陷定量化综合评估方法，其特征在于，所述各种类型的缺陷分级标准如下：

（1）变形，用变形率表示，d_o为排水管道的原始直径，d_min为变形后排水管道的最小直径；A_D1、A_D2、A_D3、A_D4分别表示轻微、中等、严重和紧急变形的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示变形率η_D

$A_{D1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{D2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{40-x}{10},30\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{D3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<40\\ \frac{50-x}{10},40\&le;x<50\\ 0,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

$A_{D4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{10},40\&le;x<50\\ 1,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

（2）裂缝，分级标准如下：

管道出现细裂纹，裂纹长度在环向上不超过0.25个圆周或在纵向上不超过0.5m，为轻微；

管道出现明显裂纹，裂纹长度在环向上不超过0.5个圆周或在纵向上不超过1.0m，为中等；

管道出现裂缝，裂缝长度在环向上不超过0.5个圆周或在纵向上不超过1.0m，为严重；

管道明显开裂，裂缝长度在环向上扩及整个圆周（环向）或在纵向上超过2.0m，为紧急；

（3）断裂/坍塌，用断裂/坍塌率

表示，θ_B为断裂/坍塌部分的圆弧所在管道圆周对应的角度，A_B2、A_B3、A_B4分别表示中等、严重和紧急断裂/坍塌的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示断裂/坍塌率η_B

$A_{B2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{20},0\&le;x<20\\ \frac{40-x}{20},20\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{B3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{10},20\&le;x<40\\ \frac{60-x}{20},40\&le;x<60\\ 0,x\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

$A_{B4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{20},40\&le;x<60\\ 1,x\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

（4）表面腐蚀/破损，分级标准如下：

表面发黑或表面粗糙，为轻微；

表面轻微剥落，管壁出现明显凹凸面，为中等；

表面剥落，露出卵石或钢筋，为严重；

卵石或钢筋完全显露，为紧急；

（5）突出接口/穿管，用接口突出率

表示，L_I为支管在干管中突出的长度，d为干管的直径，A_IC1、A_IC2、A_IC3、A_IC4分别表示轻微、中等、严重和紧急突出接口的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示接口突出率η_I

$A_{\mathrm{IC}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{20},0\&le;x<20\\ \frac{40-x}{20},20\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IC}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{20},20\&le;x<40\\ \frac{60-x}{10},40\&le;x<60\\ 0,x\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IC}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{20},40\&le;x<60\\ \frac{60-x}{20},60\&le;x<80\\ 0,x\&GreaterEqual;80\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IC}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<60\\ \frac{x-60}{20},60\&le;x<80\\ 1,x\&GreaterEqual;80\end{array}\right.$

（6）接口损坏，分级标准如下：

接口出现细裂纹，密封材料可见，为轻微；

接口出现裂缝，密封材料局部松脱大于45°，为中等；

接口出现严重裂缝，密封材料局部松脱大于90°，为严重；

接口局部断开，密封材料松脱大于180°，为紧急；

（7）接口错位/脱节，用接口错位率

表示，g为接口错位距离，t为污水管道的壁厚，A_DJ1、A_DJ2、A_DJ3、A_DJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口错位的隶属程度，各个等级的接口错位的隶属函数可用分段函数表示：x表示接口错位率η_DJ

$A_{\mathrm{DJ}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{0.3},0\&le;x<0.3\\ \frac{0.6-x}{0.3},0.3\&le;x<0.6\\ 0,x\&GreaterEqual;0.6\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{DJ}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<0.3\\ \frac{x-0.3}{0.3},0.3\&le;x<0.6\\ \frac{0.8-x}{0.2},0.6\&le;x<0.8\\ 0,x\&GreaterEqual;0.8\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{DJ}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<0.6\\ \frac{x-0.6}{0.2},0.6\&le;x<0.8\\ \frac{1-x}{0.2},0.8\&le;x<1\\ 0,x\&GreaterEqual;1\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{DJ}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<0.8\\ \frac{x-0.8}{0.2},0.8\&le;x<1\\ 1,x\&GreaterEqual;1\end{array}\right.$

A_OJ1、A_OJ2、A_OJ3、A_OJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口脱节的隶属程度，隶属函数可用分段函数表示：x表示接口脱节率η_OJ

$A_{\mathrm{OJ}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OJ}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{40-x}{10},30\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OJ}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<40\\ \frac{50-x}{10},40\&le;x<50\\ 0,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OJ}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{10},40\&le;x<50\\ 1,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

（8）支管暗接/错接，分级标准如下：

雨水支管接入污水干管，为中等；

未明污水支管接入污水干管中，为严重；

污水支管接入雨水干管，为紧急；

（9）树根突入，用树根突入率

表示，A_R为树根所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积，A_R1、A_R2、A_R3、A_R4分别表示轻微、中等、严重和紧急树根入侵的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示树根突入率η_R

$A_{R1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{10},0\&le;x<10\\ \frac{20-x}{10},10\&le;x<20\\ 0,x\&GreaterEqual;20\end{array}\right.$

$A_{R2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<10\\ \frac{x-10}{10},10\&le;x<20\\ \frac{30-x}{10},20\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{R3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{10},20\&le;x<30\\ \frac{35-x}{5},30\&le;x<35\\ 0,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

$A_{R4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<35\\ 1,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

（10）管壁附着物，用管壁附着率

表示，A_AD为树根所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积，A_AD1、A_AD2、A_AD3、A_AD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管壁附着物的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示管壁附着率η_AD

$A_{\mathrm{AD}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{10},0\&le;x<10\\ \frac{20-x}{10},10\&le;x<20\\ 0,x\&GreaterEqual;20\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{AD}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<10\\ \frac{x-10}{10},10\&le;x<20\\ \frac{30-x}{10},20\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{AD}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{10},20\&le;x<30\\ \frac{35-x}{5},30\&le;x<35\\ 0,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{AD}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<35\\ 1,x\&GreaterEqual;35\end{array}\right.$

（11）管底沉淀物，用管底沉淀率

表示，A_SD为树根所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积，A_SD1、A_SD2、A_SD3、A_SD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管底沉淀物的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示管底沉淀率η_SD

$A_{\mathrm{SD}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{SD}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{45-x}{15},30\&le;x<45\\ 0,x\&GreaterEqual;45\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{SD}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<45\\ \frac{55-x}{10},45\&le;x<55\\ 0,x\&GreaterEqual;55\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{SD}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<45\\ \frac{x-45}{10},45\&le;x<55\\ 1,x\&GreaterEqual;55\end{array}\right.$

（12）其他障碍物，用

表示，A_OS为树根所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积，A_OO1、A_OO2、A_OO3、A_OO4分别表示轻微、中等、严重和紧急其他障碍物的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示η_OS

$A_{\mathrm{OO}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{15},0\&le;x<15\\ \frac{30-x}{15},15\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OO}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<15\\ \frac{x-15}{15},15\&le;x<30\\ \frac{40-x}{10},30\&le;x<40\\ 0,x\&GreaterEqual;40\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OO}3}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<30\\ \frac{x-30}{10},30\&le;x<40\\ \frac{50-x}{10},40\&le;x<50\\ 0,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{OO}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<40\\ \frac{x-40}{10},40\&le;x<50\\ 1,x\&GreaterEqual;50\end{array}\right.$

（13）土壤进入，用

表示，A_IS为树根所占的横截面积，A为排水管道原有的横截面积，A_IS1、A_IS2、A_IS3、A_IS4分别表示轻微、中等、严重和紧急土壤进入的隶属程度，分级标准参照如下函数：x表示η_IS

$A_{\mathrm{IS}1}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{10},0\&le;x<10\\ \frac{20-x}{10},10\&le;x<20\\ 0,x\&GreaterEqual;20\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IS}2}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<10\\ \frac{x-10}{10},10\&le;x<20\\ \frac{25-x}{5},20\&le;x<25\\ 0,x\&GreaterEqual;25\end{array}\right.$

$A_{\mathrm{IS}3}\left(x\right)=\begin{array}{}\left\{\begin{array}{c}0,x<20\\ \frac{x-20}{5},20\&le;x<25\\ \frac{30-x}{5},25\&le;x<30\\ 0,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.\end{array}$

$A_{\mathrm{IS}4}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}0,x<25\\ \frac{x-25}{5},25\&le;x<30\\ 1,x\&GreaterEqual;30\end{array}\right.$

（14）地下水内渗，分级标准如下：

缺陷处有滴水现象，为轻微；

地下水形成细流进入排水管道，为中等；

地下水形成水流进入排水管道，为严重；

地下水形成水柱进入排水管道，为紧急；

（15）污水外渗，分级标准如下：

局部外渗，污水通过渗漏流出管道，为中等；

大量外渗，污水冲刷管道周围土壤，造成凹洞，为严重；

污水完全外漏，污水冲刷管道周围，造成凹洞，为紧急。