在线监测支持管网修复改造的问题诊断及成效验证—智慧排水之乱弹(148)

尹飞
2025-03-25

小编按:如何科学有效地开展管网修复改造?需要建立“发现异常-诊断问题-精准整治-效果验证”的闭环逻辑,本文借助一个案例来完整的阐述这一过程。最后也给出如果排水系统不做分区诊断和溯源分析,仅仅开展局部治理,那么整体的效果还是会差强人意。

水量水质在线监测分析:验证管网修复改造成效的“智慧之眼”

排水管网,作为城市水循环系统的关键基础设施,承担着雨水与污水的收集、输送与排放重任,其运行效能与状态直接关系到城市防洪排涝能力、水体环境质量以及居民生活的舒适度与安全性。近年来,随着城市化进程的加速推进,排水管网系统面临着前所未有的压力与挑战,老化、破损、渗漏等问题频发,迫使各地政府及管理部门频繁开展管网修复工作,以期提升排水效率,改善水质,保障城市水环境的健康与可持续发展。

然而,尽管管网修复工程遍地开花,成效验证却成为一道亟待解决的难题。小编:排水管网的修复改造应以长期运营改善的目标开展,修复前要开展系统化的分析诊断,仅靠经验、翻井盖子或CCTV全检全修,可能结果都不一定有效,而是应该以定量分析监测诊断基础,开展多维度、精细化的排查诊断,制定基于系统目标实现的有效工作方案,才能更好的发挥巨额投资的价值和长期效力。由于排水管网系统结构复杂、分布广泛且深埋地下,传统的验证方法如人工巡检、抽样检测等,不仅耗时费力,且难以全面、准确地评估修复后的实际效果。小编:排水管网是一个时变系统,要对排水管网下结论,不能只靠看一下、测一次,而是需要足够时间段的、有代表性的、准确可靠的监测数据作为支撑,才能客观评价排水管网的运行情况,这也是在线监测的价值和意义。加之城市排水量的季节性波动、降雨量的不确定性等因素,使得成效验证工作更加复杂与困难,导致部分修复工程可能并未达到预期目标,资源投入与成效产出不成正比,甚至可能因修复不彻底而引发新的环境问题。

在此背景下,水量水质在线监测技术的引入为排水管网修复成效验证提供了新的思路与解决方案。通过在管网关键节点安装THWater智慧排水监测流量电导率一体机(TWQ-T),能够实时监测并记录水流速度、流量、水位以及电导率水质参数,实现对排水管网运行状态的全面监控与数据分析。【电导率应用可参考:电导率监测对排水管理的应用与局限—智慧排水之乱弹(126)】这种连续、实时的监测方式,不仅克服了传统验证方法的局限性,还能够精准捕捉修复前后管网性能的变化,为修复工程的有效性提供直观、量化的证据。

1、污水处理厂呼唤“真相”:提质增效的迫切需求

在某座城市的排水系统中,污水处理厂正面临一个棘手问题:进水水质远低于排水系统提质增效制定的目标——BOD(生物需氧量)达到100mg/L。这不仅影响了污水处理效率,更对城市水环境构成了潜在威胁。因此,一场以提升排水系统效能为目标的管网诊断、排查与修复项目应运而生,旨在从排水管网中解决水质过低的问题。   

2、老旧管网“隐患重重”:地下水侵蚀的严峻挑战  

在这片区域中,有一处紧邻污水处理厂的排水管网,因地势低洼、年代久远而饱受地下水侵蚀之苦。这些老化破损的管道,如同城市的“隐形伤口”,不断有地下水渗入,降低了排水系统整体效能。为了精准定位问题,我方技术团队人员在这片区域布下了“智慧之眼”——在线流量监测与电导率监测设备,同时辅以精密的水质化验检测,确保每一处细节都不被遗漏。

其中监测点1与监测点2的水流共同汇入监测点3,随后监测点3的水流继续汇入监测点4,最终全部流入位于系统末端的污水处理厂,且这一路径上无其他管网接入,确保了水流路径的单一性。

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3、数据说话:地下水入渗的惊人真相  

经过持续的有效在线监测和深入分析排查,一组令人震惊的数据浮出水面:从监测点1与监测点2到监测点3的管段1,其入流入渗量高达1832m³/d,入渗率竟达到了65.07%;而从监测点3到监测点4的管段2,同样不容乐观,入流入渗量达到了1568m³/d,入渗率为65.08%。这组数据如同一记警钟,敲响了地下水入渗问题的严峻性,也凸显了管网修复工程的紧迫性。   

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4、修复行动:管网焕新颜,成效显著  

面对这一严峻挑战,当地政府迅速响应,启动了管网修复与改造工程。经过紧张而有序的施工,两个问题管段焕然一新。为了验证修复效果,我方技术团队人员在同一位置进行了为期半个月的持续监测,验证效果。结果显示:在监测点1与监测点2的水量水质基本保持不变的前提下,管段1的入流入渗量从1832m³/d锐减至97m³/d,入渗率也大幅下降至9.98%;管段2同样取得了显著成效,入流入渗量从1568m³/d削减至77m³/d,入渗率降至7.09%。小编:花了几百万、上千万干工程到底有没有效果?工程本身的目标有没有达到?花点小钱做做可靠的在线监测来验证实际成效是必要的,也是有效的,用数据说话同时,对比各点位的监测数据及每日曲线,监测点3与监测点4的日均流量与管网修复前相比有了明显减少,而电导率有了明显提高,这同样意味着外水对该处管段的侵袭有了大幅减弱,管网修复工程取得了预期的效果。小编:电导率监测的价值和意义体现出来了,看趋势,看变化,而不是看绝对值,也是水质采样化验结果的有力现场佐证和参考,在经济性、有效性、可靠性的综合考量下,使用电导率做水质趋势变化和异常变化分析是可行的   

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5、水质改善有限:管网修复工程的“瓶颈”何在?  

然而,在庆祝本次行动取得成功的同时,却也发现了一个不容忽视、有很尴尬、其实却普遍存在的问题:尽管管网修复工程取得了显著成效,但末端监测点4的COD(化学需氧量)浓度仅提高了9mg/L。这一改善程度,对于整个城市的排水系统而言,显然是不够的。深入分析后,我们发现了一个令人深思的现象:本次管网修复工程仅针对了排水系统主干管段进行了处理,而对于上游来水的水质并未产生显著改善。这如同一道“瓶颈”,制约了排水系统整体效能的提升。这一现象也同样是目前大多数城市所面临的困境:排水管网修复改造工程大量开展,但对污水处理厂进水水质的提升却并未达到设计以及施工预期。小编:排水管网要系统整治绝对不是一句空话,如果头痛医头、脚痛医脚,那么可能是“按下葫芦浮起瓢”,在本案例中,修复工作是很有效的,但是上游来水的不正常却淹没了这一效果,只有对排水管网进行有效的定量诊断和溯源分析,并开展系统整治才能最终真正改善整个系统的运行情况   

6、两点启示:分区溯源,事半功倍  

从这一案例中,我们可以总结出两点重要启示:

首先,水量与水质的在线监测是必要的、是有效的、是管用的,通过一段时间的持续有效连续运行,可以获得具有代表性的充分证据,客观评价管网运行状况,对于验证排水管网修复改造工程的成效具有至关重要的作用。它们如同“眼睛”一样,是必不可少的,帮助我们精准定位问题、评估效果。

其次,对于排水系统的提质增效而言,我们不能仅仅局限于污水主干管网的修复与整改,而应该更加关注问题的溯源分析及源头治理,从源头上改善存在问题。只有这样,才能达到事半功倍的效果,让城市的“静脉血管”更加健康、畅通。【参见:在线监测把脉排水源头困难户—智慧排水之乱弹(146)在线监测助力排水源头排查—智慧排水之乱弹(143)   

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