CN209280041U - 一种排水管网专用水文观测井 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种排水管网专用水文观测井，其包括：一排风井口，其用于气体交换；一出入井口，其用于出入观测井；一监测管道，在所述监测管道上安装有多普勒流量监测装置；所述排风井口与所述出入井口之间具有预定距离；在所述监测管道的下方设置有安装通道。本实用新型的观测井满足监测设备的工作条件，保证了监测数据的可靠，并且观测井建设从安装、空间、安全等多方面进行考虑，可保证人员安全，适合城市供排水水量计量。

Description

一种排水管网专用水文观测井

技术领域

本实用新型涉及一种水文观测井，特别是涉及一种采用多普勒流量监测装置的排水管网专用水文观测井。

背景技术

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具备良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。

海绵城市的建设与发展中，管道的径流系数考核和区域内洪水预报和调度是重要的工作内容。由于城市的排水水质复杂，杂质或者漂浮物较多，鉴于声学多普勒法流量计测量原理，需要水中有悬浮的颗粒物，所以适应于污水或含颗粒或是气泡的水体，所以在排水流量监测装置方面通常采用声学多普勒流量计测量，特别是对城市排水条件下的富含气泡、杂质、颗粒的液体有较好的适应性。多普勒流量计可无流动阻抗测量，无压力损失，且安装方便快捷，可不停产安装、维护、维修。

为更好的建设海绵城市提供经验，对城市排水监测至关重要。城市排水系统由于深埋地下，结构复杂，是一个具有隐蔽性的巨型网络系统，这增加了排水管网运营和管理的难度。如何合理的规划管理城市排水管网，控制水污染，已成为城市建设和可持续发展的重要内容。科学的运行管理排水管网，并借助水力模型进行排水管网的模拟，找到排水管网的问题所在，对于城市排水监测变得尤为重要，但是由于前期城市的发展往往会疏忽量与质的监测，在后期的监测过程中往往由于现有管网和空间的复杂程度好多设备不能够很好的发挥作用，而且如今城市排水监测并没有特定的观测井，只在现有检查井内监测，由于检查井位置的管网特征并不一定符合排水监测的技术要求，同时和城市管网运维业务形成空间和时间上的冲突，因此，在城市建设过程中建设排水管网专用水文观测井变得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的排水管网专用水文观测井采用独立井室，井内留有足够的空间方便施工人员施工，并且观测井根据要求，考虑了空间、安全、照明、安装及积水的影响。排水管网专用水文观测井对设备安装及设备供电及防水方面做了充分的考虑，如在侧壁上安装防水箱，保证主机在井内干燥不会受雨水及渗水的影响。在安全方面为了保证观测井内施工和检修作业期间能够快速和外界实现气体交换，工作过程中废气迅速排放，观测井开有两个井口，两个井口可实现对流排风，其中一井口用于人员出入，并且为保证排气充分，排气口端设置在排水观测井靠近井底侧。井内开关插座等供电设施设备全部采用防水配置。在设备安装方面为保证设备安装时人员的安装空间，在设备安装管段底侧留有安装通道，安装通道设有台阶方便施工人员上下，并且为保证安装通道内无积水，安装通道外围有一凸起高墙，可以防止安装通道内有水灌入。在照明方面，井内照明采用大功率防水节能灯，保证整个观测井内施工和运维的照明。

排水流量监测装置采用声学多普勒流量计；安装方便快捷，可不停产安装、维护、维修。鉴于声学多普勒法流量计测量原理，需要水中有悬浮的颗粒物，所以适应于城市排水多数成分复杂的水体。在实际的流量计安装过程中，管道可在工作状态下进行施工，也就是管道中有流体时，在管道进行开孔作业，设置安装支架以进行声学多普勒流量计的安装。

本实用新型提供了一种排水管网专用水文观测井，其包括：一排风井口，其用于气体交换；一出入井口，其用于出入观测井；一监测管道，在所述监测管道上安装有多普勒流量监测装置；所述排风井口与所述出入井口之间具有预定距离；在所述监测管道的下方设置有安装通道。

其中，所述排风井口包含排风井盖，位于所述排风井盖下方的排风扇开关，排风扇收口保护环和排风扇。

其中，所述观测井进一步包括有气体交换口，所述排风井口与观测井气体交换口之间通过管道连接。

其中，在距离观测井大于10D的位置设置有检修井，其中D为监测管道的直径。

其中，在所述观测井内设置有照明设施和照明设施开关。

其中，在安装通道边缘形成凸起高台。

其中，在观测井的侧壁上设置有流量监测装置的主机安放空间，该所述安放空间为内嵌防水机箱。

其中，所述观测井中的电器设备为防水型电器。

本实用新型提供一种排水管网专用水文观测井，从观测井设置位置、空间、安全等多方面进行了综合考虑。观测井开两个通道保证气体流通，人员需要工作前打开两井口，打开排风机器开关，进行供排气。排风口有防水防护装置防止雨水流入时对设备造成损坏。观测井建设时在观测井内壁留有监测设备安放口，内壁镶嵌防水防护箱，保证设备不受潮，采用防护锁防止非专业人员操作设备。设备安装底部有安装通道，安装通道保证施工人员可以更好的进行传感器安装工作，如开孔焊接等，也方便安装人员管道两侧穿行，复测管道尺寸。安装通道边缘凸起，采用防水材料进行施工保证安装通道无积水。采用大功率照明设备保证观测井内明亮。排水方面靠近井口侧采用一定坡度，坡度低洼处打一渗水井保证井内无积水，干燥。观测井建设过程中在观测井前方或后方10D外的位置留有检修井保证管道内有淤积时可进行清理。

本实用新型提供一种分布式声学多普勒流量监测装置，该监测装置用于对管道的流量进行测量，包括一个或一个以上的声学多普勒流速传感器、液位传感器及安装支架、数据采集处理单元；声学多普勒流速传感器采用分布式布设；液位传感器安装在管道底部；数据处理单元安装在墙体防护箱内，数据采集处理单元根据声学多普勒流速传感器传回的流速数据、液位传感器传回的水位数据，通过内置流量计算模型软件，计算管道中液体的瞬时流量、累计流量、平均流速、水位等水文数据。

本实用新型提供一种分布式声学多普勒流量监测装置，包括：至少一个声学多普勒流速传感器，其通过安装支架分布式布设在管道上；在管道的底部设置有液位传感器；其中，安装支架的底座、球阀、密封卡套以及声学多普勒流速传感器依次连接，声学多普勒流速传感器通过线缆连接到所述数据采集处理单元，所述液位传感器将水位数据传输到所述数据采集处理单元。

本实用新型的技术方案的有益效果是：观测井满足监测设备的工作条件，保证了监测数据的可靠，并且观测井建设从安装、空间、安全等多方面进行考虑，可保证人员安全，省去了一些前期施工设备的准备。在流量监测方面，声学多普勒流速传感器分布式布设方案，结构简单、易于安装、维护检修方便、流量监测范围宽、测量精度高，可在正常工作状态下施工，避免管道停水并可避免泄露，是城市供排水监测相对较优的选择，而且它本身具有体积小、易安装和节能的优点，可长时间在恶劣的环境下稳定运行，适合城市供排水水量计量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，其只是为了便于理解本实用新型，并不作为具体保护范围的限定：

图1是本实用新型的观测井的上半部主要结构示意图；

图2是本实用新型的观测井的下半部主要结构示意图；

图3是本实用新型的排风管道结构示意图；

图4是本实用新型的检修井的结构示意图；

图5是本实用新型的主机安装位置的结构示意图；

图6是本实用新型施工通道的示意图。

图7是本实用新型渗水及照明施工示意图。

图8是本实用新型为多普勒及液位传感器安装示意。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对实用新型进行解释，而不作为对其范围的具体限定。

结合图1和图2所示为本实用新型的观测井的整体布局结构示意图，所述观测井具有一容置空间，在该容置空间中设置有排水管道，在所述排水管道设置有流量监测装置。所述观测井还包括一个排风井口1，该排风井口主要用于气体交换，排风井的气体交换口位于观测井的侧壁的靠近底部的区域，所述排风井口与所述气体交换口之间通过管道连接，通过所述气体交换口能够实现观测井与外界之间气体交换的完全性；出入井口2，用于出入观测井，所述出入井口2与所述排风口1之间具有预定的距离，在出入观测井之前对井内气体进行监测，以保证进入观测井的安全性。流量计主机3，用于读取流速传感器4及液位传感器12的数据，通过内置流量计算模型软件，计算管道中液体的瞬时流量、累计流量、平均流速、水位、水温等水文数据；流速传感器4：用于监测管道内流体的实时流速；监测管道5，用于流量监测的直管段保证观测井前后直管段距离，为不小于前10D后5D，其中D为管道的直径。安装通道6，该安装通道6位于监测管道5的下方预定距离处，所述安装管道6相对于观测井的地面向下凹进一定的深度，所述安装通道6用于方便设备安装及进入管道方便施工和设备维护。主机防护箱7，优选所述主机防护箱采用不锈钢防护箱，防护等级IP66可防止雨淋对设备造成损坏，所述主机防护箱7内有插座及空气开关、等供电设施，方便设备供电，防护箱自带防护锁防止非专业人员进行设备操作；照明设施8，该照明设施8可设置在观测井的侧壁或顶部，该照明设施8优选采用大功率节能防水灯，进一步的，该照明设施8安装在观测井侧壁的中间位置保证观测井内灯光充足，为了保证照明效果，可以设置多个照明设施8，从不同位置进行照明。若干爬梯9，用于帮助维修人员上下观测井；防水插座10，用于施工机具供电；照明设施开关11，用于照明设施8的开闭，布置靠近于出入井口端，保证人员进入时可方便开关，该照明设施开关优选采用防水结构，自带指示灯光；液位传感器12，其用于实时监测管道中的液位情况用于流量计算；渗水井13：用于排放管道内积水，其位于观测井的地面低洼处。

图3是本实用新型的排风管道结构示意图，该图重点对排风管道的结构进行展示，对其他结构特征进行简要显示。如图3所示，本实用新型采用的排风设施所对应的排风井口1包含排风井盖1-1，所述排风井盖1-1用于保护排风扇不被损坏，且包含其他常用井盖所包括的全部功能。所述排风井的管道优选采用L型结构，其中排风井口1和所述气体交换口分别位于L型结构的两端，保证开启时形成风路有利于整个观测井内气体流通，如图1-3所示，位于观测井底部的所述气体交换口实际上起到了排风井风入口的作用；排风扇开关1-2，所述排风扇开关1-2位于所述排风井盖1-1的下方，其优选采用防水开关，可有效防止雨水对电器部分造成损坏，开关位于保护环下侧可有效防水；排风扇收口保护环1-3，其位于排风扇1-2的下方，所述述排风扇收口保护环1-3保护井口周边水流不对排风扇进行损坏，保护环采用收口形式既不会影响气体的排出又可以防止雨淋对设备的损坏，周边采用防水胶进行密封，防止接口有渗水；排风扇1-4，该排风扇优选采用大功率风扇，在排风扇安装时采用外抽风式安装保证井内气体及时更换，排风扇材质选用不锈钢材质，可防止雨水侵蚀及井内水汽侵蚀；排水管道1-5，其用于排除井盖漏水，排水管道均布在保护环外侧通向井内，保证雨水及时排除防止水汽对设备损坏。

如图4所示，观测井建设时为保证观测井监测数据准确，及观测井管道便于维护清淤，在观测井2-2前方距离大于10D的位置留有检修井2-1，其中D为管道直径，检修井采用通井结构方便人员进入管道，当传感器数据有异常情况，并判定出底部可能存在淤积时，可安排人员对管路进行清理，时刻保证数据可靠。并且为了保证数据可靠性，在监测段后方保证5D的直管段。

如图5所示，在观测井的侧壁上设置有对流量监测装置进行控制的主机3-1安放空间，优选所述安放空间为内嵌防水机箱3-2，防水机箱优选采用不锈钢材质，防护箱盖带有保护锁，防止非专业人员进行设备操作，损坏设备，防护箱内带有插座空气开关等电器设备3-3，保证设备供电方便，安全。

如图6所示，为保证传感器安装方便，在观测井建设时在管道的传感器安装段留有安装通道4-1，所述安装通道4-1位于管道的下方，为防止观测井内积水灌入观测井，在安装通道的与观测井的底部相邻的外周边处设置一凸起高台4-2，也是在安装通道边缘形成凸起高台，所述凸起高台4-2防止水倒灌保证安装通道干燥。在安装通道两侧留有台阶4-3保证人员方便通过安装通道。

如图7所示，照明设施优选为大功率防水照明灯5-1，其设置于观测井的侧壁上，优选其位于中间位置，以保证观测井内明亮方便施工，照明设施开关优选为照明灯开关5-2，且位于出入井口下方，方便人员进入观测井可方便照明灯开关，照明灯开关自带夜光灯。观测井靠近进入口侧有一斜坡5-3，斜坡最下方有一渗水井5-4保证雨水等污水可及时排除。

如图8所示，传感器安装时，先将固定底座6-1焊接到监测管道上，注意焊接时保证焊缝牢靠，因为管道可能有水所以焊接时需要采用大功率焊接机。焊接完成后检查焊接质量不能存在气孔及漏焊等缺陷，焊接完成后将球阀6-2与焊接底座连接牢靠螺纹拧紧，注意螺纹连接前螺纹涂抹密封胶，保证密封可靠，球阀安装好后采用密封套与开孔器组合件进行打孔，打孔可在工作状态下进行，密封套内含有密封圈，将密封套与球阀连接牢靠，打孔时可防止液体排出，孔打完之后，抽出钻头同时关闭球阀防止液体喷出，然后将密封转接头6-3与球阀固定安装好，安装时螺纹缠绕生料带保证密封性能，密封转接头安装牢靠后将密封卡套6-4安装，带安装完成后将传感器插入，插入过程中打开球阀，核对安装位置，拧紧卡套将传感器固定好。

本实用新型提供一种排水管网专用水文观测井，从观测井设置位置、空间、安全等多方面进行了综合考虑。观测井开两个通道保证气体流通，人员需要工作前打开两井口，打开排风机器开关，进行供排气。排风口有防水防护装置防止雨水流入时对设备造成损坏。观测井建设时在观测井内壁留有监测设备安放口，内壁镶嵌防水防护箱，保证设备不受潮，采用防护锁防止非专业人员操作设备。设备安装底部有安装通道，安装通道保证施工人员可以更好的进行传感器安装工作，如打孔焊接等，也方便安装人员管道两侧穿行，复测管道尺寸。安装通道边缘凸起，采用防水材料进行施工保证安装通道无积水。采用大功率照明设备保证观测井内明亮。排水方面靠近井口侧采用一定坡度，坡度低洼处打一渗水井保证井内无积水，干燥。观测井建设过程中在观测井前方或后方10D外的位置留有检修井保证管道内有淤积时可进行清理。

本实用新型提供一种分布式声学多普勒流量监测装置，该监测装置用于对管道的流量进行测量，包括一个或一个以上的声学多普勒流速传感器、液位传感器及安装支架、数据采集处理单元；声学多普勒流速传感器分布式布设；液位传感器安装在管道底部；数据处理单元安装在墙体防护箱内，数据采集处理单元根据声学多普勒流速传感器传回的流速数据、液位传感器传回的水位数据，通过内置流量计算模型软件，计算管道中液体的瞬时流量、累计流量、平均流速、水位等水文数据。

本实用新型提供一种分布式声学多普勒流量监测装置，包括：至少一个声学多普勒流速传感器，其通过安装支架分布式布设在管道上；在管道的底部设置有液位传感器；其中，安装支架的底座、球阀、密封卡套以及声学多普勒流速传感器依次连接，声学多普勒流速传感器通过线缆连接到所述数据采集处理单元，所述液位传感器将水位数据传输到所述数据采集处理单元，所述主机包括有所述数据采集处理单元。优选观测井配套的设置有流量监测系统，所述流量监测系统包括多普勒流量监测装置和与之相连的主机，以及其他的组件。

本实用新型的技术方案的有益效果是：观测井满足监测设备的工作条件，保证了监测数据得可靠，并且观测井建设从安装、空间、安全等多方面进行考虑，可保证人员安全，省去了一些前期施工设备的准备。在流量监测方面声学多普勒流速传感器分布式布设方案，结构简单、易于安装、维护检修方便、流量监测范围宽、测量精度高，可在正常工作状态下施工，避免管道停水并可避免泄露，是城市供排水监测相对较优的选择，而且它本身具有体积小、易安装和节能的优点，可长时间在恶劣的环境下稳定运行，适合城市供排水水量计量。

可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种排水管网专用水文观测井，其包括：一排风井口，其用于气体交换；一出入井口，其用于出入观测井；一监测管道，在所述监测管道上安装有多普勒流量监测装置；其特征在于：所述排风井口与所述出入井口之间具有预定距离；在所述监测管道的下方设置有安装通道。

2.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：所述排风井口包含排风井盖，位于所述排风井盖下方的排风扇开关，排风扇收口保护环和排风扇。

3.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：所述观测井进一步包括有气体交换口，交换口位于观测井底端，所述排风井口与观测井气体交换口之间通过管道连接。

4.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：在距离观测井大于10D的位置设置有检修井，其中D为监测管道的直径。

5.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：在所述观测井内设置有照明设施和照明设施开关。

6.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：在安装通道边缘形成凸起高台。

7.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：在观测井的侧壁上设置有流量监测装置的主机安放空间，该所述安放空间为内嵌防水机箱。

8.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：所述观测井中的电器设备为防水型电器。

9.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：在观测井靠近进入口侧设有斜坡，斜坡延伸深度超过观测井口直径半米以上位置，在最低处配以渗水井。

10.如权利要求1所述的排水管网专用水文观测井，其特征在于：所述多普勒流量监测装置包括收发一体式声学多普勒流速传感器和液位传感器，所述声学多普勒流速传感器接收端发射端布设在传感器前端，所述液位传感器安装在管道底部。