CN115577506B - 污水管网问题预诊断及精准排查的方法 - Google Patents

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Abstract

一种污水管网问题预诊断及精准排查的方法，以污水量平衡分析计算为基础、通过预诊断筛选出重点片区、关键管段进行问题排查，围绕污水系统收集效能分析、市政管网拓扑结构调查与构建、水质水量监测、管网预诊断分析、管网排查、排查成果验收开展系统研究，建立一套有效缩减管网排查及诊治问题范围、精准筛选出污水管网外水入渗的重点区域、节约管网排查及整治的时间及成本等，力争最少投资实现最大治理效能的预诊断及科学排查方法，指导管网问题诊断的高效、精准、低成本的实施。

Description

污水管网问题预诊断及精准排查的方法
技术领域
本发明属于城镇污水系统治理技术领域，涉及一种污水管网问题预诊断及精准排查的方法。
背景技术
城镇环境与市政基础设施建设趋于完善，但城市水环境仍面临较多问题。其中城市排水系统提质增效问题普遍存在，已成为制约城市水环境长效改善的关键瓶颈。城市污水管网覆盖率、污水处理率高达90％以上，但是城市河流仍然面临雨天反复污染问题，污水收集率普遍较低，部分城市低于50％。主要问题为：1)排水管网错接和破损，导致雨水和地下水严重挤占污水管网输送容量，造成末端的污水处理厂进水浓度不高。有些雨水管道接入污水管网，导致污水处理厂雨天进水量明显增加，暴雨时甚至发生漫流并超标排放。污水管道破损严重，导致地下水(占比高达28％～40％)进入污水管道。2)排水管网雨污混接，导致污水直排河道，管网截污效率低。相关研究表明，某些城市排水管网雨污混接比例平均约为26％，最高可达70％。雨水管道晴天流速较低，污染物沉淀，下雨时沉积物随雨水排入河道，造成污染。
城镇排水管网错接和破损、管网混接以及溢流污染是城市水环境治理面临的瓶颈问题，在城市河流污染治理经验中无先例可循，其有效解决直接关系到治理城市黑臭水体的成效以及水污染治理的成败。当城市地下污水管网普遍存在路数不清、资料不全和不准的现状，现有常规的管网问题排查的做法是开展简单粗暴式的穷举法管网普查与排查，以常用的直播(CCTV)作为主要手段对整个污水厂纳污范围开展集中排查。此种传统做法由于缺少水质水量监测及预诊断分析环节，全面展开管网排查，易造成投资浪费，存在的重点不突出、费用高、工期长等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种污水管网问题预诊断及精准排查的方法，围绕污水系统收集效能分析、市政管网拓扑结构调查与构建、水质水量监测、管网预诊断分析、管网排查、排查成果验收开展系统研究，建立一套有效缩减管网排查及诊治问题范围、精准筛选出污水管网外水入渗的重点区域、节约管网排查及整治的时间及成本等，力争最少投资实现最大治理效能的预诊断及科学排查方法，指导管网问题诊断的高效、精准、低成本的实施。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种污水管网问题预诊断及精准排查的方法，以污水量平衡分析计算为基础、通过预诊断筛选出重点片区、关键管段进行问题排查，它包括如下步骤：
步骤1，资料收集；资料收集包括区域人口数据、含历史演变情况的地表水系图和河湖水位水质，以及区域供水数量数据、包含工业企业、居民生活、公共服务的排水单元用排水数据、排水管网现状图、排放口信息和污水处理设施、进出水水质水量，泵站、调蓄池的运行数据；
步骤2，污水系统收集效能分析；以城市生活污水集中收集率作为污水厂收集效能评估指标，通过收集污水厂进厂日均水量、BOD5平均浓度、污水厂收水范围的用水总人口，分析测算各污水厂收集效能；
步骤3，市政管网拓扑结构调查与构建；包括管网拓扑结构调查、主要外水入流点位调查、源头地块管网调查；
步骤4，水质水量监测；包括市政污水管道水质水量监测、大型及典型排水单元水质监测、重点工业企业排水水质水量监测、施工排水调查；
步骤5，管网预诊断分析；包括绘制污水分区一张图、外水来源分析、污水厂服务范围内外水入渗入流量计算、二级分区外水入流入渗量计算及评估分析、重点管段外水入流入渗量计算与分析、二级分区管网混错接分析、源头排水单元预诊断、片区及干管浓度变化情况分析、其他外水来源诊断分析和排口调查分析；
步骤6，管网排查；管网排查是针对前期预诊断出的关键片区、管段及节点，借助常用的直播(CCTV)、QV、声呐手段进行深度排查，精准摸清管网具体路由、结构性和功能性缺陷，为管网修复设计及施工提供依据；
步骤7，排查结论及验收。
在步骤3中，管网拓扑结构调查包括如下步骤，
步骤3-1，绘制管网拓扑结构“一张图”：根据所收集的现状管网资料，理清管网系统图，查找管网空白区；结合现场查勘及QV简单技术手段，开展管网复核工作；系统梳理排水管网系统现状拓扑关系，逐步梳理城市管网存在的问题，并绘制排水系统“一张图”；
步骤3-2，明确污水管网路由，划分污水分区：根据“一张图”，从污水厂、排口、泵站关键节点溯源分析污水管网主干管、干管、支管排水路由及其收水范围，合理划分二级污水分区；若二级污水分区较大，无法较准识别重点片区，则考虑进一步细化至三级污水分区。
在步骤3中，源头地块管网调查主要内容包括初步调查区域的暗涵、明渠的历史演变情况，对于有山泉水汇入的箱涵，应进行源头溯源；调查施工工地降水排水去向、工业企业纳管去向；查找沿河淹没排口，明确存在外水倒灌的排口；结合现状用地图、管网资料以及现场查勘，重点调查主要排水单元类型、现状排水体制及周边市政管网接驳情况。
在步骤4中，市政污水管道水质水量监测包括以下步骤，
步骤4-1，监测点位布置：覆盖污水厂服务范围；每个二级分区至少布置一个监测点位；穿渠过河管段，即倒虹管两端应同步进行水质水量监测；
步骤4-2，监测频次：以临时监测与轮换监测为主，旱天水量监测应开展连续在线监测，雨天水量监测至少涵盖大中小雨各一场的连续在线监测；旱天水质检测应包括用水高峰期及低峰期，雨天水质检测应在降雨后2小时开始取样；
步骤4-3，监测指标与方法：水质监测，以重铬酸钾CODCr、TP、TN为主，监测方法以在线光谱监测为主，人工检测进行校核；水量监测，采用超声波多普勒流量计、互相关法流量计、时间差法流量计及电磁流量计为主。
在步骤5中，绘制污水分区一张图是以管网GIS拓扑结构图为底图，利用不同色块或边界线标明一级分区、二级分区、三级污水分区；外水来源分析是根据管网拓扑结构关系及现场调查，识别可能存在的外水来源。
在步骤5中，污水厂服务范围内外水入流入渗量计算，是以一级污水分区为单位，收集污水厂汇水范围内人口、供水数据、污水厂实际旱季水量、溢流污水量、主要排口旱季流量，明确一级污水分区内理论污水量、外水入渗量、污水直排量、污水厂实际进水水量及旱天水量；
二级分区外水入流入渗量计算及评估分析包括，
二级分区外水入流入渗量计算；根据二级污水分区供水数据、人口数据及人均用水指标数据计算理论污水量，并结合汇入主干管前节点的连续流量监测结果、排口旱天溢流或直排流量的连续监测成果，通过节点水量平衡方程计算不同二级污水分区的入流入渗外水量QRS；
二级分区外水入流入渗量计算评估分析；通过二级污水分区的外水入流入渗量与二级污水分区旱天汇入主(干)管前的连续节点流量均值，计算入流入渗外来水占比R，即R＝Q平均/QDWF，Q平均为二级污水分区外水入流入渗量，QDWF为污水分区汇入主干管前节点流量均值。
在步骤5中，重点管段外水入流入渗量计算与评估分析包括，
重点管段外水入流入渗量计算：针对污水收集主干管、干管、跨河倒虹管段、沿河岸及河底敷设管段、满水管段，通过旱天对管段上下游节点流量同时进行连续检测，获取管段上下游连续稳定且具有周期规律性时段的流量检测结果计算外水入渗入流量QRS；
重点管段外水入流入渗量评估分析：通过管道外水入渗入流量QRS与管道下游节点流量QDW，计算入渗入流外来水占比R，即R＝QRS/QDW。
在步骤5中，二级分区管网混错接分析是通过计算晴雨天水量比值并根据比值评估污水分区的管网混错接程度；源头排水单元预诊断是根据人口或供水数据换算排水单元污水量，筛查出污水量较大排水单元，并进行纳管水质检测，进一诊断出水质浓度偏低的小区；片区及干管浓度变化情况分析是根据主干管及干管汇入主干管前水质水量监测结果，绘制主干管沿程水质浓度分布图，并分析沿程水质水量变化规律及异常情况；其他外水来源诊断分析是进一步诊断山泉水、施工降水、工业废水的来源、汇入位置、水质特征及水量；排口调查分析是根据前期收集的管网普查资料与排口资料，以及现场查勘，结合管网拓扑结构“一张图”、分区图，以及现场查勘，对旱天存在污水直排或溢流的排口、常水位以下的排口进行诊断。
在步骤7中，预诊断结论及成果包括，
定量计算出各污水分区的理论污水量，山泉水入流量，地下水、河湖水及外水入流量，评估污水管网与污水处理厂收集处理效能结论；
形成污水分区外水入流入渗程度分布图、管网混错接程度分布图，污水管网主干管水质浓度沿程分布图，并明确重点治理片区、重点整治管段；
根据对规模较大源头排水单元的水质检测分析，筛查出下阶段重点整治的排水单元。
在步骤7中，排查成果验收包括，
验收资料：管道检测与评估缺陷分布成果图、管道检测与评估成果表、管道检测与评估报告、管道检测影像资料；
抽检比例：以检测管段为检查对象，抽检比例小于10％；
成果质量要求：影像资料与外景实地一致，三、四级缺陷的错漏率大于2.5％，缺陷判读质量合格率大于95％，缺陷截图质量合格率大于95％，拍摄视频质量合格率大于95％。
本发明的有益效果主要体现于：
有效地解决目前关于城镇污水管网精准排查缺乏系统指导、排查方式简单粗暴无序、工期长、费用高等问题。
通过水量监测分析，定量计算出污水系统收集效能、二级分区入流入渗外水占比、关键管段入流入渗外水占比、二级分区混错接晴雨比等数据，根据相关评估评价标准，可较为精准地识别出外水入流入渗严重区域及管段、混错接严重的二级分区及源头地块。
针预诊断出的关键片区、问题管段及重要节点，借助常用的直播(CCTV)、QV、声呐等手段进行深度排查，可精准摸清管网具体路由、结构性和功能性缺陷，改变了“广撒网式”全面管网排查易造成的投资浪费及存在的重点不突出、费用高、工期长等缺点，后期管网修复设计及施工可精准施策，实现力争最大限度地减少治理成本、最大限度地提高治理效能。
基于较为成熟的水量监测技术进行诊断分析，所建立的方法体系具有较好的适用性与推广性，可为城镇污水管精准排查、精准施策提供指导。
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为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明外水来源分析流程图；
图3为本发明具体实施方式某城镇管网拓扑关系及分区图；
图4为图3的水质监测点位布置示意图；
图5为图3的流量监测点位布置示意图；
图6为本发明预诊断分析流程示意图；
图7为本发明污水分区外水入流入渗程度分布成果图；
图8为本发明污水分区外水混错接程度分布成果图；
图9为本发明污水片区及干管水质浓度沿程分布图。
图10为本发明外水来源分析流程数据图；
具体实施方式
如图1～图10中，一种污水管网问题预诊断及精准排查的方法，以污水量平衡分析计算为基础、通过预诊断筛选出重点片区、关键管段进行问题排查，它包括如下步骤：
步骤1，资料收集；资料收集包括区域人口数据、含历史演变情况的地表水系图和河湖水位水质，以及区域供水数量数据、包含工业企业、居民生活、公共服务的排水单元用排水数据、排水管网现状图、排放口信息和污水处理设施、进出水水质水量，泵站、调蓄池的运行数据；
步骤2，污水系统收集效能分析；以城市生活污水集中收集率作为污水厂收集效能评估指标，通过收集污水厂进厂日均水量、BOD5平均浓度、污水厂收水范围的用水总人口，分析测算各污水厂收集效能；
优选地，污水系统收集效能分析：
污水厂进厂BOD5浓度仅为64mg/L，污水收集率仅为51.5％，远低于区域BOD5浓度为90mg/L、污水收集率为80％近期规划目标。
步骤3，市政管网拓扑结构调查与构建；包括管网拓扑结构调查、主要外水入流点位调查、源头地块管网调查；
步骤4，水质水量监测；包括市政污水管道水质水量监测、大型及典型排水单元水质监测、重点工业企业排水水质水量监测、施工排水调查；
步骤5，管网预诊断分析；包括绘制污水分区一张图、外水来源分析、污水厂服务范围内外水入渗入流量计算、二级分区外水入流入渗量计算及评估分析、重点管段外水入流入渗量计算与分析、二级分区管网混错接分析、源头排水单元预诊断、片区及干管浓度变化情况分析、其他外水来源诊断分析和排口调查分析；
步骤6，管网排查；管网排查是针对前期预诊断出的关键片区、管段及节点，借助常用的直播(CCTV)、QV、声呐手段进行深度排查，精准摸清管网具体路由、结构性和功能性缺陷，为管网修复设计及施工提供依据；优先选地，市政管网混错接重点排查的区域为F、C片区，外水入流入渗应重点排查的区域为F片区、B片区，跨河管段2、沿河管段1应作为重点排查管段。见图7～图8。
步骤7，排查结论及验收。
优选的方案中，在步骤3中，管网拓扑结构调查包括如下步骤，
步骤3-1，绘制管网拓扑结构“一张图”：根据所收集的现状管网资料，理清管网系统图，查找管网空白区；结合现场查勘及QV简单技术手段，开展管网复核工作；系统梳理排水管网系统现状拓扑关系，逐步梳理城市管网存在的问题，并绘制排水系统“一张图”；
优选地，根据资料收集及现场调查摸排绘制管网拓扑结构“一张图”，明确污水管网路由，将污水厂纳污范围划分为6个污水二级分区，详见附图3。
步骤3-2，明确污水管网路由，划分污水分区：根据“一张图”，从污水厂、排口、泵站关键节点溯源分析污水管网主干管、干管、支管排水路由及其收水范围，合理划分二级污水分区；若二级污水分区较大，无法较准识别重点片区，则考虑进一步细化至三级污水分区。
优选的方案中，在步骤3中，源头地块管网调查主要内容包括初步调查区域的暗涵、明渠的历史演变情况，对于有山泉水汇入的箱涵，应进行源头溯源；调查施工工地降水排水去向、工业企业纳管去向；查找沿河淹没排口，明确存在外水倒灌的排口；结合现状用地图、管网资料以及现场查勘，重点调查主要排水单元类型、现状排水体制及周边市政管网接驳情况。
优选的方案中，在步骤4中，市政污水管道水质水量监测包括以下步骤，
步骤4-1，监测点位布置：覆盖污水厂服务范围；每个二级分区至少布置一个监测点位；穿渠过河管段，即倒虹管两端应同步进行水质水量监测；水质水量监测点详见图4；在排水系统主干管上布置一级片区水质水量检测点位，在二级分区干管汇入主干管前的检查井布设二级片区水质检测点位，同时在泵站等关键节点布设水质水量监测点位。
步骤4-2，监测频次：以临时监测与轮换监测为主，旱天水量监测应开展连续在线监测，雨天水量监测至少涵盖大中小雨各一场的连续在线监测；旱天水质检测应包括用水高峰期及低峰期，雨天水质检测应在降雨后2小时开始取样；
步骤4-3，监测指标与方法：水质监测，以重铬酸钾CODCr、TP、TN为主，监测方法以在线光谱监测为主，人工检测进行校核；水量监测，采用超声波多普勒流量计、互相关法流量计、时间差法流量计及电磁流量计为主。
优选的方案中，在步骤5中，绘制污水分区一张图是以管网GIS拓扑结构图为底图，利用不同色块或边界线标明一级分区、二级分区、三级污水分区；外水来源分析是根据管网拓扑结构关系及现场调查，识别可能存在的外水来源。绘制的污水分区一张图，详见图3。
优选的方案中，在步骤5中，污水厂服务范围内外水入流入渗量计算，是以一级污水分区为单位，收集污水厂汇水范围内人口、供水数据、污水厂实际旱季水量、溢流污水量、主要排口旱季流量，明确一级污水分区内理论污水量、外水入渗量、污水直排量、污水厂实际进水水量及旱天水量；
二级分区外水入流入渗量计算及评估分析包括，
二级分区外水入流入渗量计算；根据二级污水分区供水数据、人口数据及人均用水指标数据计算理论污水量，并结合汇入主干管前节点的连续流量监测结果、排口旱天溢流或直排流量的连续监测成果，通过节点水量平衡方程计算不同二级污水分区的入流入渗外水量QRS；
二级分区外水入流入渗量计算评估分析；通过二级污水分区的外水入流入渗量与二级污水分区旱天汇入主(干)管前的连续节点流量均值，计算入流入渗外来水占比R，即R＝Q平均/QDWF，Q平均为二级污水分区外水入流入渗量，QDWF为污水分区汇入主干管前节点流量均值。
优选地，市政污水管道水质水量监测点位应包括污水主干管沿线关键节点，二级污水分区汇入主干管或重要支管汇入干管前检查井、污水泵站前池、调蓄设施、倒虹管前后检查井等。
优选地，市政污水管道水质水量监测旱天取样时间应在流量检测时间范围内，取样时间点应包含03:00至05:00、007:00至09:00、19:00至21:00三个时间段；雨天应在有效降雨2小时后开始取样，持续监测24小时，取样间隔2小时至4小时取一次。
优选的，市政污水管道水量各监测点位流量均宜取同一时段的实时监测数据，有效流量值应取在线监测稳定且周期规律时段的连续日监测值均值。
优选的，旱天污水二级分区外水入渗入流计算公式如下：
QRS＝QDWF-QCF+QPY
式中：QRS—外水入渗入流量，m3/d。
QCF—旱天理论污水产生量，m3/d；
QPY—旱天溢流或直排流量均值，m3/d；
QDWF—污水分区汇入主干管前节点流量均值，m3/d。
根据夜间最小流量法进一步对污水分区入渗入流外水进行诊断，夜间最小流量即雨后三天后旱天凌晨用水量最小时段污水分区排入主干管的流量连续检测结果均值Q最小。比较QRS与Q最小值，若二者相差不大，则求平均值Q平均作为二级污水分区外水入渗入流量，若二者相差较大，则应查找原因并重新进行分析计算。
优选的，旱天污水二级分区外水入渗入流计算结果可根据外来水入渗入流状况分级评价标准(如表1.1外来水入渗入流状况分级评价标准)进行评估，锁定入渗入流严重的片区。
表1.1外来水入渗入流状况分级评价标准
外水占比(R) ＜15％ [15％，35％] [35％，55％] ＞55％
评价等级 一般 较为严重 严重 非常严重
优选的，旱天重点管段外水入流入渗量计算公式如下：
QRS＝QUP-QDW-QZG
式中：QRS—外水入渗入流量，m3/d；
QUP—管道上游污水检测流量，m3/d；
QDW—管道下游污水检测流量，m3/d；
QZG—汇入支管污水检测流量，m3/d；
优选的，旱天重点管段外水入流入渗计算结果可根据管段外来水入渗入流状况分级评价标准(如表1.2管段外来水入渗入流状况分级评价标准)进行评估，锁定入渗入流严重的管段。
表1.2管段入渗入流评估标准
外水占比(R) <10％ [10％，30％] (30％，50％] ＞50％
评价等级 轻微 较为严重 严重 非常严重
优选的，二级分区管网混错接雨晴比计算公式如下：
λ＝(QSWF-QDWF)/QDWF×100％
式中：QSWF—雨天污水分区汇入主干管的平均流量，m3/d；
QDWF—旱天污水分区汇入主干管的平均流量，m3/d。
优选的，二级分区管网混错接雨晴比可根据混接程度评估标准(如表1.3混错接程度评估标准)进行评估，锁定混错接严重的片区。
表1.3混接程度评估标准
雨水占比(λ) ＜15％ [15％，35％] [35％，55％] ＞55％
评价等级 一般 较为严重 严重 非常严重
优选的方案中，在步骤5中，重点管段外水入流入渗量计算与评估分析包括，
重点管段外水入流入渗量计算：针对污水收集主干管、干管、跨河倒虹管段、沿河岸及河底敷设管段、满水管段，通过旱天对管段上下游节点流量同时进行连续检测，获取管段上下游连续稳定且具有周期规律性时段的流量检测结果计算外水入渗入流量QRS；
重点管段外水入流入渗量评估分析：通过管道外水入渗入流量QRS与管道下游节点流量QDW，计算入渗入流外来水占比R，即R＝QRS/QDW。
优选的方案中，在步骤5中，二级分区管网混错接分析是通过计算晴雨天水量比值并根据比值评估污水分区的管网混错接程度；源头排水单元预诊断是根据人口或供水数据换算排水单元污水量，筛查出污水量较大排水单元，并进行纳管水质检测，进一诊断出水质浓度偏低的小区；片区及干管浓度变化情况分析是根据主干管及干管汇入主干管前水质水量监测结果，绘制主干管沿程水质浓度分布图，并分析沿程水质水量变化规律及异常情况；其他外水来源诊断分析是进一步诊断山泉水、施工降水、工业废水的来源、汇入位置、水质特征及水量；排口调查分析是根据前期收集的管网普查资料与排口资料，以及现场查勘，结合管网拓扑结构“一张图”、分区图，以及现场查勘，对旱天存在污水直排或溢流的排口、常水位以下的排口进行诊断。
优选地，污水厂汇入范围内旱天外水入渗入流量计算，计算公式如下：
QRS＝QDWF-QCF+QPY
式中：QRS—外水入渗入流量，m3/d。
QCF—旱天理论污水产生量，m3/d；
QPY—旱天溢流或直排流量均值，m3/d；
QDWF—污水分区汇入主干管前节点流量均值，m3/d。
QRS＝56090-44829+5362＝16623m3/d
二级分区外水入流入渗量计算及评估分析，
表1.4外水入流入渗量计算及评估分析表
重点管段外水入流入渗量计算与分析，
表1.5外水入流入渗量计算及评估分析表
二级分区管网混错接分析，
表1.6二级分区管网混错接评估分析表
源头排水单元预诊断，
根据人口或供水数据换算排水单元污水量，筛查出污水量较大排水单元，并进行纳管水质检测，详见下表。
表1.7主要源头排水单元水质检测表
源头小区 人口 小区纳管水质浓度COD(mg/L)
小区1 8891 130
小区2 9780 120
小区3 8684 131
小区4 6567 89
小区5 7893 92
小区6 7154 156
筛选出六个人口较大小区，旱地浓度低于160mg/L，后期应作为小区整治的重点区域。
优选的方案中，在步骤7中，预诊断结论及成果包括，
定量计算出各污水分区的理论污水量，山泉水入流量，地下水、河湖水及外水入流量，评估污水管网与污水处理厂收集处理效能结论；
形成污水分区外水入流入渗程度分布图、管网混错接程度分布图，污水管网主干管水质浓度沿程分布图，并明确重点治理片区、重点整治管段；
根据对规模较大源头排水单元的水质检测分析，筛查出下阶段重点整治的排水单元。
优选地，片区及干管浓度变化情况分析，
片区及干管浓度变化情况详见附图9，主干管浓度变化在入流入渗较为严重地区污水汇入后，浓度呈现下降区域，在入流入渗程度一般的地区污水汇入后，浓度呈现上升趋势。
其他外水来源诊断分析，
参考历史水系图及现场调查、访谈及流量监测等，山泉水、施工降水其他外水来源诊断分析如图10所示。
排口调查分析，
表1.8二级分区排口表
预诊断结论及成果，
该系统污水收集率仅为51.5％，其中直排及混排污水量为5362m3/d，山泉水入流量、地下水、河湖水、施工降水量依次为6672m3/d、8600m3/d、1193m3/d、150m3/d，其中污水直排及混排、地下水入渗、山泉水流入是本系统收集效能低、进厂浓度低的主要原因，详见图1。
已形成了污水分区外水入流入渗程度分布图、管网混错接程度分布图，污水管网主干管水质浓度沿程分布图，市政管网混错接重点排查的区域为F、C片区，外水入流入渗应重点排查的区域为F片区、B片区，跨河管段2、沿河管段1应作为重点整治管段。
对规模较大源头排水单元(如公建、居住小区、城中村等)的水质检测分析，筛查出下阶段重点整治的排水单元，详见表1.7。
优选的方案中，在步骤7中，排查成果验收包括，
验收资料：管道检测与评估缺陷分布成果图、管道检测与评估成果表、管道检测与评估报告、管道检测影像资料；
抽检比例：以检测管段为检查对象，抽检比例小于10％；
成果质量要求：影像资料与外景实地一致，三、四级缺陷的错漏率大于2.5％，缺陷判读质量合格率大于95％，缺陷截图质量合格率大于95％，拍摄视频质量合格率大于95％。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是，以污水量平衡分析计算为基础、通过预诊断筛选出重点片区、关键管段进行问题排查，它包括如下步骤：
步骤1，资料收集；资料收集包括区域人口数据、含历史演变情况的地表水系图和河湖水位水质，以及区域供水数量数据、包含工业企业、居民生活、公共服务的排水单元用排水数据、排水管网现状图、排放口信息和污水处理设施、进出水水质水量，泵站、调蓄池的运行数据；
步骤2，污水系统收集效能分析；以城市生活污水集中收集率作为污水厂收集效能评估指标，通过收集污水厂进厂日均水量、BOD5平均浓度、污水厂收水范围的用水总人口，分析测算各污水厂收集效能；
步骤3，市政管网拓扑结构调查与构建；包括管网拓扑结构调查、主要外水入流点位调查、源头地块管网调查；
步骤4，水质水量监测；包括市政污水管道水质水量监测、大型及典型排水单元水质监测、重点工业企业排水水质水量监测、施工排水调查；
步骤5，管网预诊断分析；包括绘制污水分区一张图、外水来源分析、污水厂服务范围内外水入渗入流量计算、二级分区外水入流入渗量计算及评估分析、重点管段外水入流入渗量计算与分析、二级分区管网混错接分析、源头排水单元预诊断、片区及干管浓度变化情况分析、其他外水来源诊断分析和排口调查分析；
步骤6，管网排查；管网排查是针对前期预诊断出的关键片区、管段及节点，借助常用的直播（CCTV）、QV、声呐手段进行深度排查，精准摸清管网具体路由、结构性和功能性缺陷，为管网修复设计及施工提供依据；
步骤7，排查结论及验收。
2.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤3中，管网拓扑结构调查包括如下步骤，
步骤3-1，绘制管网拓扑结构“一张图”：根据所收集的现状管网资料，理清管网系统图，查找管网空白区；结合现场查勘及QV简单技术手段，开展管网复核工作；系统梳理排水管网系统现状拓扑关系，逐步梳理城市管网存在的问题，并绘制排水系统“一张图”；
步骤3-2，明确污水管网路由，划分污水分区：根据“一张图”，从污水厂、排口、泵站关键节点溯源分析污水管网主干管、干管、支管排水路由及其收水范围，合理划分二级污水分区；若二级污水分区较大，无法较准识别重点片区，则考虑进一步细化至三级污水分区。
3.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤3中，源头地块管网调查主要内容包括初步调查区域的暗涵、明渠的历史演变情况，对于有山泉水汇入的箱涵，应进行源头溯源；调查施工工地降水排水去向、工业企业纳管去向；查找沿河淹没排口，明确存在外水倒灌的排口；结合现状用地图、管网资料以及现场查勘，重点调查主要排水单元类型、现状排水体制及周边市政管网接驳情况。
4.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤4中，市政污水管道水质水量监测包括以下步骤，
步骤4-1，监测点位布置：覆盖污水厂服务范围；每个二级分区至少布置一个监测点位；穿渠过河管段，即倒虹管两端应同步进行水质水量监测；
步骤4-2，监测频次：以临时监测与轮换监测为主，旱天水量监测应开展连续在线监测，雨天水量监测至少涵盖大中小雨各一场的连续在线监测；旱天水质检测应包括用水高峰期及低峰期，雨天水质检测应在降雨后2小时开始取样；
步骤4-3，监测指标与方法：水质监测，以重铬酸钾CODCr、TP、TN为主，监测方法以在线光谱监测为主，人工检测进行校核；水量监测，采用超声波多普勒流量计、互相关法流量计、时间差法流量计及电磁流量计为主。
5.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤5中，绘制污水分区一张图是以管网GIS拓扑结构图为底图，利用不同色块或边界线标明一级分区、二级分区、三级污水分区；外水来源分析是根据管网拓扑结构关系及现场调查，识别可能存在的外水来源。
6.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤5中，污水厂服务范围内外水入流入渗量计算，是以一级污水分区为单位，收集污水厂汇水范围内人口、供水数据、污水厂实际旱季水量、溢流污水量、主要排口旱季流量，明确一级污水分区内理论污水量、外水入渗量、污水直排量、污水厂实际进水水量及旱天水量；
二级分区外水入流入渗量计算及评估分析包括，
二级分区外水入流入渗量计算；根据二级污水分区供水数据、人口数据及人均用水指标数据计算理论污水量，并结合汇入主干管前节点的连续流量监测结果、排口旱天溢流或直排流量的连续监测成果，通过节点水量平衡方程计算不同二级污水分区的入流入渗外水量QRS；
二级分区外水入流入渗量计算评估分析；通过二级污水分区的外水入流入渗量与二级污水分区旱天汇入主（干）管前的连续节点流量均值，计算入流入渗外来水占比R，即R=Q平均/QDWF，Q平均为二级污水分区外水入流入渗量，QDWF 为污水分区汇入主干管前节点流量均值。
7.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤5中，重点管段外水入流入渗量计算与评估分析包括，
重点管段外水入流入渗量计算：针对污水收集主干管、干管、跨河倒虹管段、沿河岸及河底敷设管段、满水管段，通过旱天对管段上下游节点流量同时进行连续检测，获取管段上下游连续稳定且具有周期规律性时段的流量检测结果计算外水入渗入流量QRS；
重点管段外水入流入渗量评估分析：通过管道外水入渗入流量QRS与管道下游节点流量QDW，计算入渗入流外来水占比R，即R=QRS/QDW。
8.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤5中，二级分区管网混错接分析是通过计算晴雨天水量比值并根据比值评估污水分区的管网混错接程度；源头排水单元预诊断是根据人口或供水数据换算排水单元污水量，筛查出污水量较大排水单元，并进行纳管水质检测，进一诊断出水质浓度偏低的小区；片区及干管浓度变化情况分析是根据主干管及干管汇入主干管前水质水量监测结果，绘制主干管沿程水质浓度分布图，并分析沿程水质水量变化规律及异常情况；其他外水来源诊断分析是进一步诊断山泉水、施工降水、工业废水的来源、汇入位置、水质特征及水量；排口调查分析是根据前期收集的管网普查资料与排口资料，以及现场查勘，结合管网拓扑结构“一张图”、分区图，以及现场查勘，对旱天存在污水直排或溢流的排口、常水位以下的排口进行诊断。
9.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤7中，预诊断结论及成果包括，
定量计算出各污水分区的理论污水量，山泉水入流量，地下水、河湖水及外水入流量，评估污水管网与污水处理厂收集处理效能结论；
形成污水分区外水入流入渗程度分布图、管网混错接程度分布图，污水管网主干管水质浓度沿程分布图，并明确重点治理片区、重点整治管段；
根据对规模较大源头排水单元的水质检测分析，筛查出下阶段重点整治的排水单元。
10.根据权利要求1所述的污水管网问题预诊断及精准排查的方法，其特征是：
在步骤7中，排查成果验收包括，
验收资料：管道检测与评估缺陷分布成果图、管道检测与评估成果表、管道检测与评估报告、管道检测影像资料；
抽检比例：以检测管段为检查对象，抽检比例小于10%；
成果质量要求：影像资料与外景实地一致，三、四级缺陷的错漏率大于2.5%，缺陷判读质量合格率大于95%，缺陷截图质量合格率大于95%，拍摄视频质量合格率大于95%。
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