CN113112054B - 高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法。该系统包括污水管网系统、雨水管网系统、分别与所述污水管网系统和雨水管网系统管道连接的合流制管网系统、分别与所述合流制管网系统管道连接的城市净化水厂系统和城市CSO调蓄池及强化处理系统以及用于生成决策的多维度决策智慧水务平台。该系统基于过去、现在、未来三个维度，形成全流程联动联调智慧水务决策机制，通过自动闸门控制该合流制区域内各处理单元。可在流域处理总能力一定的前提下，可解决现有处理系统决策滞后问题，最大限度地挖掘系统处理潜能，最大限度地实现溢流污染的削减净化，保障水体环境，并创造巨大的经济效益。

Description

高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法。

背景技术

水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一。造成水体黑臭的原因众多，合流制排水系统溢流污染是其中重要的原因之一。

合流制溢流污染问题主要存在于高密度建设的老城区，由于合流制排水体制的局限性，雨天合流制排水管网系统无法容纳过流CSO污水时将发生溢流，导致污染物直接排入河道，污染自然水体水质。由于老城区建设用地严重受限，迁改难度巨大，根据国内外城市(特别时高密度建成区)处理合流制溢流污染的情况看，雨污分流改造的投资巨大且效果不明显，现有CSO技术体系，难以全面支撑CSO控制。

目前，各城市特别是高密度建成区排水体制及污水处理系统需已较为完善，但大多为独立运营单元，运营单元之间缺乏联动且决策命令存在传递滞后问题，处理系统潜力未能得到充分挖掘。

申请号为CN201810480542.1的发明专利公开了一种合流制管网溢流及水体污染一体化削减系统。该系统包括CSO调蓄池、生物快滤池、贮泥池和控制单元；当CSO调蓄池在发生溢流水位上涨至高于h1时，控制单元控制河道水入口的河道水泵关闭，并控制第一水泵开启以将CSO调蓄池中的待处理污水泵入生物快滤池；溢流结束后CSO调蓄池的水位下降至低于h2时，控制单元控制河道水泵和第二水泵开启，以使河道污水进入CSO调蓄池。

申请号为CN202010144395.8的发明专利公开了一种控制雨污合流溢流污染的调蓄净化系统及方法。该系统中，进水廊道上包括高度依次增加的污水泵站进水口、调蓄沉淀池进水口、蓄水型生态滤池进水口和紧急溢流口，及连接蓄水型生态滤池的调蓄沉淀池澄清溢流口，以形成根据雨量大小分级处理的梯度线路：无雨或小雨量线路：进水廊道、污水泵站和污水处理厂；中雨量线路：进水廊道、调蓄沉淀池和污水处理厂；长时间持续中雨线路：进水廊道、调蓄沉淀池、蓄水型生态滤池和自然水体；大雨量线路：进水廊道、蓄水型生态滤池和自然水体；暴雨线路：进水廊道、溢流至自然水体的紧急溢流口；且在后线路包括在先所有线路。

但是，上述系统存在运营单元之间缺乏精准联动、决策命令存在传递滞后、生态滤池处理效率低下等缺陷。

有鉴于此，有必要设计一种改进的高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统，包括污水管网系统、雨水管网系统、分别与所述污水管网系统和雨水管网系统管道连接的合流制管网系统、分别与所述合流制管网系统管道连接的城市净化水厂系统和城市CSO调蓄池及强化处理系统以及用于生成决策的多维度决策智慧水务平台；

所述多维度决策智慧水务平台包括相互电性连接的数据库系统、水位水质监测系统、模拟分析计算系统以及实时动态管理系统；基于所述数据库系统、所述水位水质监测系统和所述模拟分析计算系统的相互配合，实现过去、现在、未来三个维度的数据综合，并由所述实时动态管理系统生成决策命令，用以对所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统进行不同工况下的联动联调。

作为本发明的进一步改进，所述数据库系统包括数据收集存储系统和备份服务器；所述数据收集存储系统包括地理信息系统数据库、文档多媒体数据库、前端监测监控数据库和运行管理数据库。

作为本发明的进一步改进，所述水位水质监测系统包括雨量监测站和水质水位监测站。

作为本发明的进一步改进，所述模拟分析计算系统包括气象预报数据收集系统、模型分析耦合系统和预测预警系统；所述模型分析耦合系统包括城市降雨径流模型、污染负荷计算模型、雨污水管网模型、城市地表二维积水模型和河道水动力水环境模型；且前述各模型耦合形成一整套综合的分析模型组，用于对当前和未来一段时间的气象状况、径流、河道水量、污染物迁移与扩散情况进行模拟计算，并将计算结果传输至所述预测预警系统，用以实时生成预测与预警信息。

作为本发明的进一步改进，所述实时动态管理系统采用SCADA系统；所述多维度决策智慧水务平台还包括分别与所述实时动态管理系统、所述数据库系统、和模拟分析计算系统电性连接的交换机。

作为本发明的进一步改进，所述城市净化水厂系统设置有配套的净化水厂闸门；所述城市CSO调蓄池及强化处理系统设置有CSO闸门、河道闸门和CSO蓄水池闸门；所述合流制管网系统位于高密度建成区，其末端设置有钢坝闸门；上述闸门与所述多维度决策智慧水务平台电性连接，并通过所述多维度决策智慧水务平台实现统一调度。

作为本发明的进一步改进，所述城市CSO调蓄池及强化处理系统包括CSO调蓄池和CSO强处理设施；

所述CSO闸门设置于合流制管网系统的末端，用于截留雨天合流制污水至城市CSO调蓄池及强化处理系统；

所述河道闸门设置于传输箱涵内，用于小到中雨时截留合流制污水至CSO蓄水池，大到暴雨在水位达到预警值时打开，系统进入行洪模式；

所述CSO蓄水池闸门设置于CSO蓄水池进水端，用于控制CSO蓄水池内水位，避免厂区被淹风险。

作为本发明的进一步改进，所述所述净化水厂闸门、所述CSO闸门、所述河道闸门、所述CSO蓄水池闸门以及所述钢坝闸门均设置有液位计。

为实现上述发明目的，本发明还提供了上述高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法。基于所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统，在所述多维度决策智慧水务平台的决策命令下，针对不同运行工况和突发事件，对流域内实现就地响应控制，利用水位水质监测系统的实时监测数据，依靠所述实时动态管理系统生成全流域设施调度管理策略，对所述净化水厂闸门、所述CSO闸门、所述河道闸门、所述CSO蓄水池闸门以及所述钢坝闸门进行自动控制，由此实现联动联调。

作为本发明的进一步改进，所述联动联调方法的决策和过程具体为：

策略一：现在、未来均为晴天无雨工况时：水厂闸门全开，CSO闸门、河道闸门、CSO蓄水池闸门以及钢坝闸门关闭；

策略二：现在为晴天无雨工况，气象预测未来30～60分钟内将有小到中雨事件发生，水厂闸门全开，CSO闸门、河道闸门、CSO蓄水池闸门以及钢坝闸门关闭；

或者，水厂闸门全开，待合流制管网系统末端水位超过警戒水位h时，CSO闸门和CSO蓄水池闸门打开，双系统运行处理；

策略三：现在均为晴天无雨工况，气象预测未来30～60分钟内将有大到暴雨事件发生：水厂闸门全开，CSO闸门和CSO蓄水池闸门在预测结果生成后提前开启，CSO强处理设施提前启动，CSO闸门的开启程度根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度动态调整；

策略四：现在、未来均为小到中雨工况：水厂闸门、CSO闸门、CSO蓄水池闸门保持开启，CSO闸门的开启程度根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度动态调整；

策略五：现在是小到中雨，未来为晴天无雨工况：水厂闸门全开，CSO闸门逐渐关闭，待合流制管网系统末端水位低于h1时，CSO闸门彻底关闭；

策略六：现在为小到中雨工况，气象预测未来30～60分钟内将有大到暴雨事件发生：水厂闸门、CSO闸门和CSO蓄水池闸门保持全开状态，如合流制管网系统末端水位超高h2，钢坝闸门开启；

策略七：现在、未来均为大到暴雨工况：水厂闸门、CSO闸门和CSO蓄水池闸门均保持最大程度开启状态，直至合流制管网系统末端水位高于水位h2时，钢坝闸门、河道闸门开启；

策略八：现在为大到暴雨，气象预测未来30～60分钟内将停止降雨：水厂闸门、CSO闸门和CSO蓄水池闸门均保持最大程度开启状态，直至合流制管网系统末端水位低于h1时，CSO闸门关闭；

策略九：现在为大到暴雨，气象预测未来仍为小到中雨工况：水厂闸门、CSO闸门和CSO蓄水池闸门均保持最大程度开启状态，且CSO闸门逐渐减小开启程度。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的高密度建成区合流制溢流污染削减系统，能够最大限度地处理高密度建成区合流制溢流污染问题，同时，借助多维度决策智慧水务平台，基于过去(历史数据库系统)、现在(水位水质监测系统)、未来(水动力水质耦合模型预测)三个维度，解决对远期河道、设施的水质水力状况预见性不足或决策命令传递滞后等问题，创造一种全流域联动联调智慧决策管理模式，提升城市水务管理与服务水平，保障自然水体生态环境。

2、本发明提供的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调智慧决策机制，针对晴天、小到中雨、大到暴雨等各种工况并结合天气预报的未来降雨量数据，利用多维度决策智慧水务平台的调度，能够充分削减合流制溢流污染，最大限度利用现有处理单元的潜能，又不影响行洪，从而实现系统的环境效益和经济效益最大化。

3、本发明提供的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调智慧决策机制，该系统基于过去、现在、未来三个维度，形成全流程联动联调智慧水务决策机制，通过自动闸门控制该合流制区域内各处理单元，并且，可在流域处理总能力一定的前提下，可解决现有处理系统决策滞后问题，最大限度地挖掘系统处理潜能，最大限度地实现溢流污染的削减净化，保障水体环境，并创造巨大的经济效益。

附图说明

图1为本发明提供的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的结构示意图。

图2为本发明提供的多维度决策智慧水务平台的系统构架图。

图3为本发明提供的多维度决策智慧水务平台的策略指令矩阵图。

附图标记

10-污水管网系统；20-雨水管网系统；30-合流制管网系统；40-城市净化水厂系统；41-水厂闸门；50-水位监测系统；60、61-现有河道；62-钢坝闸门；70-城市CSO调蓄池及强化处理系统；71-CSO闸门；72-传输管道；73-河道闸门；74-CSO蓄水池闸门；75-CSO调蓄池；76-CSO调蓄池水位监测系统；77-提升泵；78-CSO强处理设施；80-多维度决策智慧水务平台；81-数据库系统；811-数据收集存储系统；812-备份服务器；82-水位水质监测系统；821-水质水位监测站1；822-水质水位监测站2；823-水质水位监测站3；824-雨量监测站；83-模拟分析计算系统；831-模型分析耦合系统；832-预测预警系统；84-实时动态管理系统；85-交换机；86-应用服务器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，本发明提供了一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统，其包括污水管网系统10、雨水管网系统20、分别与所述污水管网系统10和雨水管网系统20管道连接的合流制管网系统30、分别与所述合流制管网系统30管道连接的城市净化水厂系统40和城市CSO调蓄池及强化处理系统70、水位监测系统50以及用于生成决策的多维度决策智慧水务平台80。

在本发明中，所述合流制管网系统30位于高密度建成区，其末端设置有钢坝闸门62，用于截留合流制污水，避免污水直排河道；且钢坝闸门62应配备有流量/液位计，主要参数为：流速量程：±5m/s，精度：3％；液位量程：0-10m，综合误差：2cm。

所述城市净化水厂系统40设置有配套的净化水厂闸门41，对合流制管网系统污水进行截留；净化水厂系统前端应配备粗格栅(50mm)，用于收集处理管网内垃圾，并应具备较强的抗冲击负荷能力，避免降雨初期或者后期水质波动大对生化系统造成冲击。

所述城市CSO调蓄池及强化处理系统70包括CSO调蓄池75、CSO强处理设施78、CSO调蓄池水位监测系统76、提升泵77、传输管道72以及CSO控制系统配套闸门71、73、74。

具体来讲，所述CSO闸门71设置于合流制管网系统30的末端，用于截留雨天合流制污水至城市CSO调蓄池及强化处理系统70；

所述河道闸门73设置于传输箱涵内，用于小到中雨时截留合流制污水至CSO蓄水池75，大到暴雨在水位达到预警值时打开，系统进入行洪模式；

所述CSO蓄水池闸门74设置于CSO蓄水池75进水端，用于控制CSO蓄水池75内水位，避免厂区被淹风险。

具体来讲，所述所述净化水厂闸门41、所述CSO闸门71、所述河道闸门73、所述CSO蓄水池闸门74以及所述钢坝闸门62均设置有液位计；并应以液位计监测水位值作为感应信号，通过水位值和输入的流量值，精确控制闸门门板的位置，流量控制精度要求达到±5％。

本发明中，上述闸门均与所述多维度决策智慧水务平台80通过5G信号电性连接，并通过所述多维度决策智慧水务平台80实现统一调度。

请参阅图2所示，该多维度决策智慧水务平台80为基于过去、现在、未来三个维度综合，生成决策命令的智慧水务平台，其包括相互电性连接的数据库系统81、水位水质监测系统82、模拟分析计算系统83、实时动态管理系统84、分别与所述实时动态管理系统84、所述数据库系统81、和模拟分析计算系统83电性连接的交换机85以及应用服务器86。基于所述数据库系统81、所述水位水质监测系统82和所述模拟分析计算系统83的相互配合，实现过去、现在、未来三个维度的数据综合，并由所述实时动态管理系统84生成决策命令，用以对所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统进行不同工况下的联动联调。

所述数据库系统81包括数据收集存储系统811和备份服务器812；所述数据收集存储系统811包括地理信息系统数据库、文档多媒体数据库、前端监测监控数据库和运行管理数据库。

具体来讲，所述地理信息系统数据库地理信息系统数据库应包含流域内的河道、管网、闸泵、调蓄池、污水厂及其他相关水利设施的空间地理信息，该数据库可支持本地服务和在线服务两种方式。

所述文档多媒体数据库用来记录文档、多媒体信息，以文件的形式存储在硬盘上，主要格式包括WORD、EXCEL、PDF、JPG、MP4等等。智慧管控平台系统可以通过相应的接口进行调用，支持数据进行数据处理和展示。

所述前端监测监控数据接入平台应当能够兼容监测监控系统中的相关软(硬)件，确保能够正确的从前端监测监控系统获取数据，包括气象数据，水文数据，水质数据等。要求数据接入平台与前端监控系统都尽量采用国际或行业标准的数据接口。

所述运行管理数据库主要包括项目建设管理及实时统计两大类数据，包括各新建项目建设单位定期填报更新的项目整体情况，项目建设过程数据，设施维护数据等；对于实时统计数据，需要满足智慧调度管控系统控制考核指标要求所需的数据，如降雨数据、河水水质数据、合流制溢流控制数据、设施维护和检修数据，此外还包括模型模拟过程数据等。这些数据均需导入至运行管理数据库中相应的表单，并且数据符合数据库表单的设计要求。

所述水位水质监测系统包括雨量监测站824和水质水位监测站821、822、823，其通过5G信号传输与中央控制系统(实时动态管理系统84)电性连接。其中，水质水位监测站的主要监测指标为流量、pH、温度、溶解氧、氨氮、COD、TP。主要参数要求如下：

雨量计：量程：0mm/min～10mm/min；精度：0.01mm。

流量/液位计：流速量程：±5m/s，精度：3％；液位量程：0-10m，综合误差：2cm。

pH/温度传感器：pH量程：2-12，精度：±0.1；量程漂移：±0.1；实际水样比对：±0.1。

溶解氧传感器：量程：0-20mg/L，精度：0.3mg/L；量程漂移：±0.3mg/L；零点漂移：±0.3mg/L；实际水样比对：±0.3mg/L。

氨氮分析仪：量程：0.05-40mg/L；精度：5％；量程漂移：±5％；零点漂移：±5％；实际水样比对：20％。

化学需氧量分析仪：量程：0-200mg/L，精度：5％；量程漂移：±5％；零点漂移：±5％；实际水样比对：20％。

总磷分析仪：总磷：量程：0-2mg/L，精度：5％；量程漂移：±5％；零点漂移：±5％；实际水样比对：20％。

上述数据应通过新建配套数据传输系统将采集的数据回传至调度指挥中心，供运营管理参考和智慧水务软件平台系统分析、决策。

本发明中，水位监测系统50和CSO调蓄池水位监测系统76均与所述水位水质监测系统82电性连接，用于实时传输监测数据至所述水位水质监测系统82中进行监控数据的汇总。

所述模拟分析计算系统83包括用于收集实时更新的短时气象预报数据的气象预报数据收集系统、模型分析耦合系统831和预测预警系统832；所述模型分析耦合系统831包括城市降雨径流模型、污染负荷计算模型、雨污水管网模型、城市地表二维积水模型和河道水动力水环境模型；且前述各模型耦合形成一整套综合的分析模型组，用于对当前和未来一段时间的气象状况、径流、河道水量、污染物迁移与扩散情况进行模拟计算，并将计算结果传输至所述预测预警系统832，用以实时生成预测与预警信息，并为实时动态管理系统84作出决策命令提供数据基础。

所述实时动态管理系统84用以生成决策指令，其采用SCADA系统。

具体来讲，采集的现状河道监测数据及雨量监测数据应通过SCADA每6分钟接入至水务平台；短时雷达降雨预报数据、瞬时雷达降雨观测数据每6分钟接入至水务平台；长期降雨预报数据每30分钟接入至水务平台。

SCADA系统4应配置安装，集成RTU，SCADA来进行数据采集和远程控制。远程终端单元RTU支持4G/3G/2G无线通讯，优先选择支持5G的设备；支持断点续传；支持本地存储64M以上。

实施例1

基于上述高密度建成区合流制溢流污染削减系统，本发明实施例1提供了一种联动联调方法(智慧决策机制)，是以现状监测数据为基础，预测预警结果数据及历史数据为辅助，以全流域防洪排涝与水质管理为目标，针对不同运行条件、突发事件，如中小降雨、强降雨、设施故障等条件下，流域内就地响应控制，利用传感器的实时监测数据，依靠内置模型和优化算法生成全流域设施调度管理策略，对所述水厂闸门41、所述CSO闸门71、所述河道闸门73、所述CSO蓄水池闸门74以及所述钢坝闸门62进行自动控制，由此实现联动联调。具体决策和过程如图3所示：

策略一(策略00)：现在、未来均为晴天无雨工况，多维度决策智慧水务平台80所生成的命令为：净化水厂系统配套的水厂闸门41全开，闸门62、71、73、74关闭，此时合流制污水全部进入净化水厂进行处理，处理水体作为生态基流补给河道，恢复河道生态；

策略二(策略01)：现在为晴天无雨工况，气象预测未来30-60分钟内将有小到中雨事件发生，预测预警系统将根据降雨预报数据，实时模拟未来的运行条件。如本次降雨所产生的污水量可通过净化水厂系统全部消化，则多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统配套的水厂闸门41全开，闸门62、71、73、74关闭，此时合流制污水全部进入净化水厂进行处理；如本次降雨所产生的污水量不能通过净化水厂系统全部消化，则净化水厂系统配套的水厂闸门41全开，待合流制管网末端水位超过警戒水位h1时，CSO调蓄及强处理设施配套闸门71、74打开，双系统运行处理。

策略三(策略02)：现在均为晴天无雨工况，气象预测未来30-60分钟内将有大到暴雨事件发生，则本次降雨雨量较大、持续时间较长导致所产生的污水量不能通过净化水厂系统全部消化，可能发生溢流风险时，则多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统配套的水厂闸门41仍全开，CSO调蓄池及强处理设施配套闸门71、74在预测结果生成后提前开启，CSO强处理设施78提前启动，腾出处理空间，CSO闸门71开启程度α应根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度动态调整(即合流制污水进入净化水厂系统处理为优先级)。

策略四(策略11)：现在、未来均为小到中雨工况，意味着本次降雨历时较长，雨量较大。多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：水厂闸门41、CSO调蓄池强处理系统配套闸门71、74保持开启，CSO闸门71开启度α应根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度动态调整(即合流制污水进入净化水厂系统处理为优先级)。

策略五(策略10)：现在是小到中雨，未来为晴天无雨工况，则多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统配套闸门41保持全开状态、CSO调蓄池强处理系统配套闸门71逐渐关闭，直接合流制管网末端水位低于h1时，CSO配套闸门彻底关闭；

策略六(策略12)：现在为小到中雨工况，气象预测未来30-60分钟内将有大到暴雨事件发生，意味着本次降雨雨峰可能在短时间内汇聚至合流制管网末端，发生溢流或者行洪风险。多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统配套闸门41、与CSO调蓄池强处理系统配套闸门71、74保持全开状态，最大程度腾出调蓄空间、预热处理系统，合流制管网末端闸门取决于实时监测水质数据，如水位超高h2，则意味着上游发生滞水或者行洪风险，末端配套闸门62开启。

策略七(策略22)：现在、未来均为大到暴雨工况。多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统闸门41、CSO调蓄池系统闸门71、74均保持最大程度开启状态，流域内各处理设施均已达到最大负荷处理，直至合流制管网末端水位高于水位h2时，与之配套的闸门62、73开始，系统进入行洪模式。

策略八(策略20)：现在为大到暴雨，气象预测未来30-60分钟内将停止降雨，则多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统40、CSO调蓄池系统75均保持最大程度开启状态，流域内各处理设施均已达到最大负荷处理，直至合流制管网末端水位低于水位h1时，CSO配套闸门71关闭。

策略九(策略21)：现在为大到暴雨，气象预测未来仍为小到中雨工况，则多维度决策智慧水务平台80生成的命令为：净化水厂系统40、CSO调蓄池75系统均保持最大程度开启状态，流域内各处理设施均已达到最大负荷处理，CSO配套闸门逐渐减小开启度，闸门开启度应根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度综合调整。

需要注意的时，应通过CSO调蓄池水位监测系统76实时监控CSO调蓄池75的液位，如CSO调蓄池液位已达到最高限值，应及时关闭闸门74，打开闸门73，避免CSO调蓄池被淹。

其中，h1为合流制管网末端设防水位，当合流制管网末端水位超过h1，意味着合流制污水有溢流风险，此时闸门71应开启，开启度应根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度综合调整；

h2为合流制管网末端预警水位，当合流制管网末端水位超高h2时，意味着上游存在洪涝或渍水风险，此时系统应准备进入行洪模式。

综上所述，本发明提供了一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统及联动联调方法。该系统包括污水管网系统、雨水管网系统、分别与所述污水管网系统和雨水管网系统管道连接的合流制管网系统、分别与所述合流制管网系统管道连接的城市净化水厂系统和城市CSO调蓄池及强化处理系统以及用于生成决策的多维度决策智慧水务平台。该系统基于过去、现在、未来三个维度，形成全流程联动联调智慧水务决策机制，通过自动闸门控制该合流制区域内各处理单元。可在流域处理总能力一定的前提下，可解决现有处理系统决策滞后问题，最大限度地挖掘系统处理潜能，最大限度地实现溢流污染的削减净化，保障水体环境，并创造巨大的经济效益。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法，其特征在于：所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统包括污水管网系统（10）、雨水管网系统（20）、分别与所述污水管网系统（10）和雨水管网系统（20）管道连接的合流制管网系统（30）、分别与所述合流制管网系统（30）管道连接的城市净化水厂系统（40）和城市CSO调蓄池及强化处理系统（70）以及用于生成决策的多维度决策智慧水务平台（80）；所述城市CSO调蓄池及强化处理系统（70）包括CSO调蓄池（75）和CSO强处理设施（78），所述CSO调蓄池（75）的出水端与所述CSO强处理设施（78）的进水端连接；

所述多维度决策智慧水务平台（80）包括相互电性连接的数据库系统（81）、水位水质监测系统（82）、模拟分析计算系统（83）以及实时动态管理系统（84），所述实时动态管理系统（84）、所述数据库系统（81）和模拟分析计算系统（83）通过交换机（85）电性连接；基于所述数据库系统（81）、所述水位水质监测系统（82）和所述模拟分析计算系统（83）的相互配合，实现过去、现在、未来三个维度的数据综合，并由所述实时动态管理系统（84）生成决策命令，用以对所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统进行不同工况下的联动联调；

所述城市净化水厂系统（40）设置有配套的水厂闸门（41）；所述城市CSO调蓄池及强化处理系统（70）设置有CSO闸门（71）、河道闸门（73）和CSO调蓄池闸门（74）；所述合流制管网系统（30）位于高密度建成区，其末端设置有钢坝闸门（62）；上述闸门与所述多维度决策智慧水务平台（80）电性连接，并通过所述多维度决策智慧水务平台（80）实现统一调度；

所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法具体为：基于所述高密度建成区合流制溢流污染削减系统，在所述多维度决策智慧水务平台（80）的决策命令下，针对不同运行工况和突发事件，对流域内实现就地响应控制，利用水位水质监测系统（82）的实时监测数据，依靠所述实时动态管理系统（84）生成全流域设施调度管理策略，对所述水厂闸门（41）、所述CSO闸门（71）、所述河道闸门（73）、所述CSO调蓄池闸门（74）以及所述钢坝闸门（62）进行自动控制，由此实现联动联调；

所述联动联调方法的决策和过程具体为：

策略一：现在、未来均为晴天无雨工况时：水厂闸门（41）全开，CSO闸门（71）、河道闸门（73）、CSO调蓄池闸门（74）以及钢坝闸门（62）关闭；

策略二：现在为晴天无雨工况，气象预测未来30~60分钟内将有小到中雨事件发生，水厂闸门（41）全开，CSO闸门（71）、河道闸门（73）、CSO调蓄池闸门（74）以及钢坝闸门（62）关闭；

或者，水厂闸门（41）全开，待合流制管网系统（30）末端水位超过警戒水位h1时，CSO闸门（71）和CSO调蓄池闸门（74）打开，双系统运行处理；

策略三：现在均为晴天无雨工况，气象预测未来30~60分钟内将有大到暴雨事件发生：水厂闸门（41）全开，CSO闸门（71）和CSO调蓄池闸门（74）在预测结果生成后提前开启，CSO强处理设施（78）提前启动，CSO闸门（71）的开启程度根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度动态调整；

策略四：现在、未来均为小到中雨工况：水厂闸门（41）、CSO闸门（71）、CSO调蓄池闸门（74）保持开启，CSO闸门（71）的开启程度根据预测预警模拟结果与历史数据库记录闸门开启度动态调整；

策略五：现在是小到中雨，未来为晴天无雨工况：水厂闸门（41）全开，CSO闸门（71）逐渐关闭，待合流制管网系统（30）末端水位低于h1时，CSO闸门（71）彻底关闭；

策略六：现在为小到中雨工况，气象预测未来30~60分钟内将有大到暴雨事件发生：水厂闸门（41）、CSO闸门（71）和CSO调蓄池闸门（74）保持全开状态，直至合流制管网系统（30）末端水位超高h2，钢坝闸门（62）开启；

策略七：现在、未来均为大到暴雨工况：水厂闸门（41）、CSO闸门（71）和CSO调蓄池闸门（74）均保持最大程度开启状态，直至合流制管网系统（30）末端水位高于水位h2时，钢坝闸门（62）、河道闸门（73）开启；

策略八：现在为大到暴雨，气象预测未来30~60分钟内将停止降雨：水厂闸门（41）、CSO闸门（71）和CSO调蓄池闸门（74）均保持最大程度开启状态，直至合流制管网系统（30）末端水位低于h1时，CSO闸门（71）关闭；

策略九：现在为大到暴雨，气象预测未来仍为小到中雨工况：水厂闸门（41）、CSO闸门（71）和CSO调蓄池闸门（74）均保持最大程度开启状态，且CSO闸门（71）逐渐减小开启程度。

2.根据权利要求1所述的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法，其特征在于：所述数据库系统（81）包括数据收集存储系统（811）和备份服务器（812）；所述数据收集存储系统（811）包括地理信息系统数据库、文档多媒体数据库、前端监测监控数据库和运行管理数据库。

3.根据权利要求1所述的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法，其特征在于：所述水位水质监测系统包括雨量监测站（824）和水质水位监测站。

4.根据权利要求1所述的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法，其特征在于：所述模拟分析计算系统（83）包括气象预报数据收集系统、模型分析耦合系统（831）和预测预警系统（832）；所述模型分析耦合系统（831）包括城市降雨径流模型、污染负荷计算模型、雨污水管网模型、城市地表二维积水模型和河道水动力水环境模型；且前述各模型耦合形成一整套综合的分析模型组，用于对当前和未来一段时间的气象状况、径流、河道水量、污染物迁移与扩散情况进行模拟计算，并将计算结果传输至所述预测预警系统（832），用以实时生成预测与预警信息。

5.根据权利要求1所述的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法，其特征在于：

所述CSO闸门（71）设置于合流制管网系统（30）的末端，用于截留雨天合流制污水至城市CSO调蓄池及强化处理系统（70）；

所述河道闸门（73）设置于传输箱涵内，用于小到中雨时截留合流制污水至CSO调蓄池（75）；

所述CSO调蓄池闸门（74）设置于CSO调蓄池（75）进水端，用于控制CSO调蓄池（75）内水位。

6.根据权利要求5所述的高密度建成区合流制溢流污染削减系统的联动联调方法，其特征在于：所述水厂闸门（41）、所述CSO闸门（71）、所述河道闸门（73）、所述CSO调蓄池闸门（74）以及所述钢坝闸门（62）均设置有液位计。

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