CN115012501B - 一种针对排水管网缺陷的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对排水管网缺陷的检测系统及方法，它包括用于提供含藻水的河道单元；所述河道单元与用于排放雨水的雨水管道系统相连通；还包括用于排放污水的污水管道系统；所述雨水管道系统通过待检测的混接系统与污水管道系统相连。此系统利用含藻河水作为特征水体充灌雨水管，通过观测污水检查井内水位变化、检测叶绿素a浓度的变化，判定出存在混接系统、混接系统畅通程度；检测方法利用了立地条件，具有简便性、经济性，有较好的推广性。

Description

一种针对排水管网缺陷的检测系统及方法

技术领域

本发明属于生态环保技术领域，具体为一种针对排水管网缺陷的检测系统及方法。

背景技术

城市排水已普遍采用污水管、雨水管分置的分流制排水系统，利于污水收集处理和污染防控。但降雨天时，常发现污水管内水量出现陡然增加的现象；晴天时，局部的雨水排放口有连续污水排出。此现象表明污水管、雨水管存在混接，或是破损管道之间已形成渗流通道的缺陷，导致雨水管中的雨水进入污水管，污水管中的污水进入雨水管。需检测出这些缺陷并进行修复。

当前对污水管网缺陷的检测方法一般有仪器检测法、水质特征因子法、示踪剂法。

仪器检测法，一般采用视频仪器（CCTV或QV仪）对污水管开展检测逐段筛查的方法。此法需要对管道封堵，抽除污水管内存水，对污水管的运行会产生影响，且不能在短时间内发现缺陷，存在检测效率低的问题。

水质特征因子法，一般是利用排水管网属区地下水内含有的金属离子等特征物质，检测排水管网内的特征物质含量查找管网破损点。此方法需要地下水内有不同于污水管网内污水的特征物质，且不能检测出污水管、雨水管的混接。

示踪剂法，一般可向雨水管网内注入含有示踪剂的水，检测污水管网示踪剂的分布，找出混接点和破损点。此方法需要用动力抽取大量的水，检测后大部分含有示踪剂的水会排向河道，会对河道产生污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种针对排水管网缺陷的检测系统及方法，此系统利用含藻河水作为特征水体充灌雨水管，通过观测污水检查井内水位变化、检测叶绿素a浓度的变化，判定出存在混接系统、混接系统畅通程度；检测方法利用了立地条件，具有简便性、经济性，有较好的推广性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种针对排水管网缺陷的检测系统，它包括用于提供含藻水的河道单元；

所述河道单元与用于排放雨水的雨水管道系统相连通；

还包括用于排放污水的污水管道系统；

所述雨水管道系统通过待检测的混接系统与污水管道系统相连。

所述河道单元由河床、拦河装置、河堤、河堤加高装置和含藻河水构成；沿着河道横断面，在雨水管道系统的雨水排放口两侧的一定范围内，各安装一座拦河装置；单座拦河装置的下部置于河床上，两侧紧贴河堤，上部伸出河堤与河堤加高装置连接；河堤加高装置安装于河堤顶部；河床、河堤、拦河装置、河堤加高装置围合成一个敞口的围合空间，其内部的河水只能通过雨水排放口流向雨水管道系统。

所述拦河装置采用叠梁闸门或者卧倒门结构；

河堤加高装置的高度高于河堤至少0.5m；

围合空间内的河水水位至少高于河堤的顶部，水位越高越好，进而形成较大的水压力，利于河水流向雨水管道系统，但需控制含藻河水不通过雨水检查井向地面冒溢。

所述河道单元的河道内水体含有氮、磷营养性污染物，在受到污染时，营养性污染物会升高；在适宜温度下的夏天时，受污染河道易爆发蓝藻，形成含藻河水，此时，含藻河水的叶绿素a指标浓度大于10μg/L；

位于围合空间内的含藻河水在水压力推动下，不断经雨水排放口流向雨水管道系统，此时，雨水管道系统的水体即为含藻河水，其叶绿素a浓度与围合空间内叶绿素a浓度相当。

所述雨水管道系统由雨水排放口、雨水管、雨水管破损点和雨水检查井构成；雨水管埋设于地面以下70cm，通过雨水检查井与地面相通；

雨水排放口设置于河道常水位以上，以利于雨水排放；以及晴天时，对污水混入雨水管排放的管控；

平时晴天时，雨水管通常不会有水流排出，或是只会在局地出现经混接系统排出的污水；

检测时，河道单元的围合空间内的含藻河水将充灌雨水管道，若存在混接系统，含藻河水将会通过混接管、雨水管破损点形成的渗流通道流出。

所述污水管道系统由污水管、污水管破损点、上游污水检查井、中游污水检查井、下游污水检查井、藻污混合水、液位计构成；

所述污水管埋设于地面以下70cm，通过污水检查井与地面相通；污水检查井的间距在50m到100m，井内安装有液位计；液位计不会阻碍水体流动，能够测量检查井内水深；

顺污水管内水体流动的方向，污水检查井设为中游污水检查井，中游污水检查井上游设为上游污水检查井、下游设为下游污水检查井。

平时晴天时，污水管内通常为生产生活排放的污水，污水内不会含有叶绿素a的物质，其叶绿素a浓度为零；基于生活生产规律，各污水检查井内液位在每天相同时间点会相同；

检测时，若观测到污水检查井内的液位高于其每天相同时间点的液位，从此污水检查井内检测出叶绿素a，则污水管内的污水已转变为藻污混合水，污水管上存在混接系统。

所述混接系统由混接管和渗流通道构成；

污水管道系统与雨水管道系统存在的混接系统，分为混接管和渗流通道；混接管通常为一端接入雨水检查井的污水管、或是一端接入污水检查井的雨水管；渗流通道通常会在雨水管破损点与污水管破损点之间的土层中形成；混接系统的位置是需要检测的对象。

采用任意一项所述一种针对排水管网缺陷的检测系统进行排水管网缺陷检测的方法，拦河装置提升河道水位，含藻河水经雨水排放口充满雨水管；观测雨水检查井附近污水检查井内水位变化，若水位上升，则存在雨水管与污水管的混接、或存在破损点形成渗流通道的混接系统；检测雨水检查井、污水检查井内水体的叶绿素a浓度，查明叶绿素a浓度最高的污水检查井，以及相对周边污水检查井内浓度升高的污水检查井所在位置，判定此位置周边存在混接系统，将此位置污水检查井内叶绿素a浓度，与周边雨水检查井内叶绿素a浓度进行对比，浓度越接近，则判定混接系统越畅通。

一种针对排水管网缺陷的检测系统进行排水管网缺陷检测的方法，具体操作步骤如下：

步骤一，制定检测时间：

检测时间，安排在晴天的中午12点后，此时温度最高，含藻河水中的叶绿素a含量最高，利于检测的灵敏度；

步骤二，雨水管道系统的注水：

通过拦河装置提升河道水位，含藻河水充满雨水管；

步骤三，观测雨水检查井和污水检查井水位变化：

观测雨水检查井附近污水检查井内水位变化，找出液位升高的污水检查井位置；

步骤四，检测雨水检查井和污水检查井内叶绿素a的浓度：

检测雨水检查井、污水检查井内水体的叶绿素a浓度，查明叶绿素a浓度最高的污水检查井，查明各上游污水检查井、中游污水检查井、下游污水检查井内叶绿素a浓度升高的污水检查井所在位置，判定最高浓度和浓度变化的污水检查井的位置周边存在混接系统；

步骤五，混接系统畅通度判定；

将步骤四中检测到的最高浓度和浓度变化的污水检查井内叶绿素a浓度，与周边雨水检查井内叶绿素a浓度进行对比，浓度越接近，则判定混接系统越畅通。

本发明有益效果：

本发明利用含藻河水作为特征水体充灌雨水管，通过观测污水检查井内水位变化、检测叶绿素a浓度的变化，判定出存在混接系统、混接系统畅通程度。检测方法利用了立地条件，具有简便性、经济性，有较好的推广性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1显示为本发明实施例河道剖面的示意图。

图2显示为本发明实施例排水管网布置的示意图。

图3显示为本发明实施例污水管布置剖面的示意图。

图中：河道单元1、雨水管道系统2、污水管道系统3、混接系统4；

河床10、拦河装置11、河堤12、河堤加高装置13、含藻河水14；

雨水排放口21、雨水管22、雨水管破损点221、雨水检查井23；

污水管31、污水管破损点311、上游污水检查井32、中游污水检查井33、下游污水检查井34、藻污混合水35、液位计36；

混接管41、渗流通道42。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参看图1-3：一种针对排水管网缺陷的检测系统，它包括用于提供含藻水的河道单元1；所述河道单元1与用于排放雨水的雨水管道系统2相连通；还包括用于排放污水的污水管道系统3；所述雨水管道系统2通过待检测的混接系统4与污水管道系统3相连。本发明利用含藻河水作为特征水体充灌雨水管，通过观测污水检查井内水位变化、检测叶绿素a浓度的变化，判定出存在混接系统、混接系统畅通程度。检测方法利用了立地条件，具有简便性、经济性，有较好的推广性。

进一步的，所述河道单元1由河床10、拦河装置11、河堤12、河堤加高装置13和含藻河水14构成；沿着河道横断面，在雨水管道系统2的雨水排放口21两侧的一定范围内，各安装一座拦河装置11；单座拦河装置11的下部置于河床10上，两侧紧贴河堤12，上部伸出河堤与河堤加高装置13连接；河堤加高装置13安装于河堤12顶部；河床10、河堤12、拦河装置11、河堤加高装置13围合成一个敞口的围合空间，其内部的河水只能通过雨水排放口21流向雨水管道系统2。通过上述的河道单元1能够便于形成水压差，进而便于向雨水管道系统2进行注水。

进一步的，所述拦河装置11采用叠梁闸门或者卧倒门结构；河堤加高装置13的高度高于河堤12至少0.5m；围合空间内的河水水位至少高于河堤12的顶部，水位越高越好，进而形成较大的水压力，利于河水流向雨水管道系统2，但需控制含藻河水不通过雨水检查井23向地面冒溢。通过上述的河堤加高装置13保证了形成一定的注水压力。

进一步的，所述河道单元1的河道内水体含有氮、磷营养性污染物，在受到污染时，营养性污染物会升高；在适宜温度下的夏天时，受污染河道易爆发蓝藻，形成含藻河水，此时，含藻河水的叶绿素a指标浓度大于10μg/L；位于围合空间内的含藻河水在水压力推动下，不断经雨水排放口21流向雨水管道系统2，此时，雨水管道系统2的水体即为含藻河水，其叶绿素a浓度与围合空间内叶绿素a浓度相当。通过上述的含藻河水保证了借助叶绿素a判定混接系统。无需采用示踪剂，起到了环保的目的。

进一步的，所述雨水管道系统2由雨水排放口21、雨水管22、雨水管破损点221和雨水检查井23构成；雨水管22埋设于地面以下70cm，通过雨水检查井23与地面相通；雨水排放口21设置于河道常水位以上，以利于雨水排放；以及晴天时，对污水混入雨水管排放的管控；平时晴天时，雨水管22通常不会有水流排出，或是只会在局地出现经混接系统4排出的污水；检测时，河道单元1的围合空间内的含藻河水将充灌雨水管道，若存在混接系统4，含藻河水将会通过混接管41、雨水管破损点221形成的渗流通道流出。通过上述的雨水管道系统2能够用于雨水的排放。

进一步的，所述污水管道系统3由污水管31、污水管破损点311、上游污水检查井32、中游污水检查井33、下游污水检查井34、藻污混合水35、液位计36构成；所述污水管31埋设于地面以下70cm，通过污水检查井与地面相通；污水检查井的间距在50m到100m，井内安装有液位计36；液位计36不会阻碍水体流动，能够测量检查井内水深；顺污水管31内水体流动的方向，污水检查井设为中游污水检查井33，中游污水检查井33上游设为上游污水检查井32、下游设为下游污水检查井34。通过上述的污水管道系统3能够实现污水的排放。

进一步的，平时晴天时，污水管31内通常为生产生活排放的污水，污水内不会含有叶绿素a的物质，其叶绿素a浓度为零；基于生活生产规律，各污水检查井内液位在每天相同时间点会相同；检测时，若观测到污水检查井内的液位高于其每天相同时间点的液位，从此污水检查井内检测出叶绿素a，则污水管31内的污水已转变为藻污混合水，污水管31上存在混接系统4。

进一步的，所述混接系统4由混接管41和渗流通道42构成；污水管道系统3与雨水管道系统2存在的混接系统4，分为混接管41和渗流通道42；混接管41通常为一端接入雨水检查井23的污水管、或是一端接入污水检查井的雨水管；渗流通道42通常会在雨水管破损点221与污水管破损点311之间的土层中形成；混接系统4的位置是需要检测的对象。

实施例2：

采用任意一项所述一种针对排水管网缺陷的检测系统进行排水管网缺陷检测的方法，拦河装置11提升河道水位，含藻河水经雨水排放口21充满雨水管22；观测雨水检查井23附近污水检查井内水位变化，若水位上升，则存在雨水管22与污水管31的混接、或存在破损点形成渗流通道42的混接系统4；检测雨水检查井、污水检查井内水体的叶绿素a浓度，查明叶绿素a浓度最高的污水检查井，以及相对周边污水检查井内浓度升高的污水检查井所在位置，判定此位置周边存在混接系统4，将此位置污水检查井内叶绿素a浓度，与周边雨水检查井内叶绿素a浓度进行对比，浓度越接近，则判定混接系统越畅通。

实施例3：

一种针对排水管网缺陷的检测系统进行排水管网缺陷检测的方法，具体操作步骤如下：

步骤一，制定检测时间：

检测时间，安排在晴天的中午12点后，此时温度最高，含藻河水中的叶绿素a含量最高，利于检测的灵敏度；

步骤二，雨水管道系统2的注水：

通过拦河装置11提升河道水位，含藻河水充满雨水管22；

步骤三，观测雨水检查井23和污水检查井水位变化：

观测雨水检查井23附近污水检查井内水位变化，找出液位升高的污水检查井位置；

步骤四，检测雨水检查井23和污水检查井内叶绿素a的浓度：

检测雨水检查井23、污水检查井内水体的叶绿素a浓度，查明叶绿素a浓度最高的污水检查井，查明各上游污水检查井32、中游污水检查井33、下游污水检查井34内叶绿素a浓度升高的污水检查井所在位置，判定最高浓度和浓度变化的污水检查井的位置周边存在混接系统4；

步骤五，混接系统畅通度判定；

将步骤四中检测到的最高浓度和浓度变化的污水检查井内叶绿素a浓度，与周边雨水检查井内叶绿素a浓度进行对比，浓度越接近，则判定混接系统越畅通。

Claims (8)

1.一种针对排水管网缺陷的检测系统，其特征在于，它包括用于提供含藻水的河道单元（1）；

所述河道单元（1）与用于排放雨水的雨水管道系统（2）相连通；

还包括用于排放污水的污水管道系统（3）；

所述雨水管道系统（2）通过待检测的混接系统（4）与污水管道系统（3）相连；

所述河道单元（1）由河床（10）、拦河装置（11）、河堤（12）、河堤加高装置（13）和含藻河水（14）构成；沿着河道横断面，在雨水管道系统（2）的雨水排放口（21）两侧的一定范围内，各安装一座拦河装置（11）；单座拦河装置（11）的下部置于河床（10）上，两侧紧贴河堤（12），上部伸出河堤与河堤加高装置（13）连接；河堤加高装置（13）安装于河堤（12）顶部；河床（10）、河堤（12）、拦河装置（11）、河堤加高装置（13）围合成一个敞口的围合空间，其内部的河水只能通过雨水排放口（21）流向雨水管道系统（2）；

所述河道单元（1）的河道内水体含有氮、磷营养性污染物，在受到污染时，营养性污染物会升高；在适宜温度下的夏天时，受污染河道易爆发蓝藻，形成含藻河水，此时，含藻河水的叶绿素a指标浓度大于10μg/L；

位于围合空间内的含藻河水在水压力推动下，不断经雨水排放口（21）流向雨水管道系统（2），此时，雨水管道系统（2）的水体即为含藻河水，其叶绿素a浓度与围合空间内叶绿素a浓度相当。

2.根据权利要求1所述一种针对排水管网缺陷的检测系统，其特征在于，所述拦河装置（11）采用叠梁闸门或者卧倒门结构；

河堤加高装置（13）的高度高于河堤（12）至少0.5m；

围合空间内的河水水位至少高于河堤（12）的顶部，水位越高越好，进而形成较大的水压力，利于河水流向雨水管道系统（2），但需控制含藻河水不通过雨水检查井（23）向地面冒溢。

3.根据权利要求1所述一种针对排水管网缺陷的检测系统，其特征在于，所述雨水管道系统（2）由雨水排放口（21）、雨水管（22）、雨水管破损点（221）和雨水检查井（23）构成；雨水管（22）埋设于地面以下70cm，通过雨水检查井（23）与地面相通；

雨水排放口（21）设置于河道常水位以上，以利于雨水排放；以及晴天时，对污水混入雨水管排放的管控；

平时晴天时，雨水管（22）通常不会有水流排出，或是只会在局地出现经混接系统（4）排出的污水；

检测时，河道单元（1）的围合空间内的含藻河水将充灌雨水管道，若存在混接系统（4），含藻河水将会通过混接管（41）、雨水管破损点（221）形成的渗流通道流出。

4.根据权利要求3所述一种针对排水管网缺陷的检测系统，其特征在于，所述污水管道系统（3）由污水管（31）、污水管破损点（311）、上游污水检查井（32）、中游污水检查井（33）、下游污水检查井（34）、藻污混合水（35）、液位计（36）构成；

所述污水管（31）埋设于地面以下70cm，通过污水检查井与地面相通；污水检查井的间距在50m到100m，井内安装有液位计（36）；液位计（36）不会阻碍水体流动，能够测量检查井内水深；

顺污水管（31）内水体流动的方向，污水检查井设为中游污水检查井（33），中游污水检查井（33）上游设为上游污水检查井（32）、下游设为下游污水检查井（34）。

5.根据权利要求4所述一种针对排水管网缺陷的检测系统，其特征在于，平时晴天时，污水管（31）内通常为生产生活排放的污水，污水内不会含有叶绿素a的物质，其叶绿素a浓度为零；基于生活生产规律，各污水检查井内液位在每天相同时间点会相同；

检测时，若观测到污水检查井内的液位高于其每天相同时间点的液位，从此污水检查井内检测出叶绿素a，则污水管（31）内的污水已转变为藻污混合水，污水管（31）上存在混接系统（4）。

6.根据权利要求4所述一种针对排水管网缺陷的检测系统，其特征在于，所述混接系统（4）由混接管（41）和渗流通道（42）构成；

污水管道系统（3）与雨水管道系统（2）存在的混接系统（4），分为混接管（41）和渗流通道（42）；混接管（41）通常为一端接入雨水检查井（23）的污水管、或是一端接入污水检查井的雨水管；渗流通道（42）通常会在雨水管破损点（221）与污水管破损点（311）之间的土层中形成；混接系统（4）的位置是需要检测的对象。

7.采用权利要求6所述一种针对排水管网缺陷的检测系统进行排水管网缺陷检测的方法，其特征在于，拦河装置（11）提升河道水位，含藻河水经雨水排放口（21）充满雨水管（22）；观测雨水检查井（23）附近污水检查井内水位变化，若水位上升，则存在雨水管（22）与污水管（31）的混接、或存在破损点形成渗流通道（42）的混接系统（4）；检测雨水检查井、污水检查井内水体的叶绿素a浓度，查明叶绿素a浓度最高的污水检查井，以及相对周边污水检查井内浓度升高的污水检查井所在位置，判定此位置周边存在混接系统（4），将此位置污水检查井内叶绿素a浓度，与周边雨水检查井内叶绿素a浓度进行对比，浓度越接近，则判定混接系统越畅通。

8.根据权利要求7所述一种针对排水管网缺陷的检测系统进行排水管网缺陷检测的方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤一，制定检测时间：

检测时间，安排在晴天的中午12点后，此时温度最高，含藻河水中的叶绿素a含量最高，利于检测的灵敏度；

步骤二，雨水管道系统（2）的注水：

通过拦河装置（11）提升河道水位，含藻河水充满雨水管（22）；

步骤三，观测雨水检查井（23）和污水检查井水位变化：

观测雨水检查井（23）附近污水检查井内水位变化，找出液位升高的污水检查井位置；

步骤四，检测雨水检查井（23）和污水检查井内叶绿素a的浓度：

检测雨水检查井（23）、污水检查井内水体的叶绿素a浓度，查明叶绿素a浓度最高的污水检查井，查明各上游污水检查井（32）、中游污水检查井（33）、下游污水检查井（34）内叶绿素a浓度升高的污水检查井所在位置，判定最高浓度和浓度变化的污水检查井的位置周边存在混接系统（4）；

步骤五，混接系统畅通度判定；

将步骤四中检测到的最高浓度和浓度变化的污水检查井内叶绿素a浓度，与周边雨水检查井内叶绿素a浓度进行对比，浓度越接近，则判定混接系统越畅通。

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