THWater在线监测结合便携流量仪排查外水入渗问题
在城市污水收集与处理领域,外水入侵问题长期制约着管网运行效能,导致污水泵站进水浓度偏低、运行负荷异常的问题层出不穷。传统排查手段受限于技术瓶颈,难以实现精准定位与高效分析,而管网在线监测结合手持设备溯源排查的问题诊断模式为这一难题提供了突破性解决方案。【小编:把固定分钟级持续在线+现场瞬时快速验证结合,不仅可以提高工作效率、降低排查成本,而且可以快速有效的迭代验证,保证外水入渗问题诊断结果的客观性和科学性。】
在过去开展工作的过程中,为平衡项目成本投入和项目成果产出,有限的资金难以覆盖全部的管网节点监测,通过不断地实践与摸索,我们总结出一套“整体→分区→溯源”的工作模式,通过在线监测对管网存在的问题进行分区量化,逐级缩小问题范围,最终通过THWater便携流量仪的辅助进行手持溯源和结果核实,将管网问题点范围缩小至问题管段及节点,支撑后续的排查改造工作。
本文将以某城市具体项目为例,体现THWater便携流量仪在管网诊断过程中的重要辅助作用。
本项目位于某中型城市某污水泵站的上游服务片区,现阶段存在的主要问题为泵站进水浓度低,外水入侵情况较为严重。主要需求为对外水入侵问题进行量化诊断,分析泵站低浓度主要成因,定位主要问题管段。
污水泵站主要水量来源为东西向的截污干管,沿线有支管自北向南汇入,在截污干管沿线主要支管汇入点布设流量、液位监测点,形成在线监测网络,监测布点位置及管网拓扑关系图如下所示。
图 1 监测布点拓扑关系图
对在线监测数据及水质采样结果进行入流入渗测算分析,分析结果如下表所示。结果表明,片区总入流入渗量高达14170m3/d,其中1号分流井上游片区与5号分流井西侧片区的入流入渗量最大,合计12118m3/d,占总入流入渗量的85.5%,应对上述区域进行进一步溯源排查。【小编:分区监测对入流入渗分析的意义在于定量和排序,可以把问题最严重的分区筛选出来,支持下一步排查验证工作,这样相比全检全修,可以大幅提高效率,并对排查整改结果可以进行量化验证。】
表 1 入流入渗测算结果表
片区 | 片区总流量/(m3/d) | 片区污水量/(m3/d) | 入流入渗量/(m3/d) | 入流入渗占比 |
WS-4+WS-5 | 12408 | 3595 | 8813 | 71.00% |
WS-7 | 1516 | 740 | 776 | 51.20% |
WS-8 | 506 | 165 | 341 | 67.40% |
WS-9 | 679 | 58 | 621 | 91.51% |
WS-10 | 307 | 125 | 183 | 59.50% |
WS-11 | 3778 | 473 | 3305 | 87.47% |
总计 | 19455 | 5285 | 14170 | 72.84% |
对1号分流井上游问题区域内污水管开展便携式手持流量仪和水质采样化验工作,对比上下游检查井的水质流量变化情况,排查疑似入渗点。
图 2 问题污水管上游手持摸排结果图
根据管网溯源结构摸排情况,问题管段上游各污水支管污水汇集到同一处后再分流至东、西侧污水管中。根据手持机瞬时流量进行上下游水量平衡分析,上游瞬时水量和为手持点23+手持点22+手持点21+手持点30+WS-15=63.6L/s,下游瞬时水量和为手持点17+手持点29=70.6L/s,管段流量增加趋势符合预期,说明本段管网运行情况相对较好。
图 3 西侧问题污水管下游手持摸排结果图
根据手持机瞬时流量进行上下游水量平衡分析,手持点17至手持点14管段瞬时流量迅速增加,从29.4L/s增加至62.2L/s,且水质浓度从36.8mg/L下降至23.3mg/L(以总氮计),推测本段管线内有外水入流入渗点。
图 4 东侧问题污水管下游手持摸排结果图
根据手持机瞬时流量进行上下游水量平衡分析,手持点28至手持点26管段瞬时流量从49.6L/s增加至50.7L/s,水质浓度从21.5mg/L下降至20.7mg/L(以总氮计),管段流量和水质变化幅度较小,可见本段管网运行情况相对较好。而手持点26至手持点24管段瞬时流量有所增加,从50.7L/s增加至70.8L/s,且水质浓度也有所下降,从20.7mg/L下降至18.4mg/L(以总氮计),推测本段管线内有外水入流入渗点。【小编:使用瞬时流量和瞬时采样化验水质(可用快速试纸替代),可以相互佐证、相互支持、相互验证,通过水量这个相对可靠稳定的指标来做主要问题识别,再用水质浓度变化情况来做验证甄别,可以提高排水管网精细快速排查的可靠性和科学性。有个朋友说过:一说手持机摸排,现场的画面感就迎面扑来。】
通过便携式流量仪开展问题管段现场溯源摸排,对问题管段存在的外水入流入渗量大、上下游水量不平衡的问题进一步缩小问题范围,将问题聚焦于100米范围内的污水主管。【小编:用CCTV查10000米还是100米对排水管网问题诊断识别哪个效果更好?就不用小编啰嗦了吧。想想高水位做CCTV的各种措施费就知道答案啦。】
工作后续,采用前后气囊封堵的措施对溯源排查定位的问题管段进行了排查,成功在问题管段的其中一个检查井室排查出了潜在渗漏/破损点位,涌水点视频如下所示。
本文案例的排查和验证过程表明,以分区域的持续在线监测为遴选基础,对问题突出的区域,使用快速有效的便携手持流量瞬时监测与水质水样化验相互佐证,可以在较短时间内实现排水管网运行情况的科学排查,高效率、高可靠性的排查出亟需修复改造的管段。可见以分区在线监测为基础,结合便携流量仪快速识别验证的方法是有效处理排水管网改造问题的不二之选。
便携式流量仪作为固定式监测的补充,可以支持多种现场场景的快速实时应用,可参考文章:
THWater便携流量仪辅助排水管网诊断—智慧排水之乱弹(62)
手持机支持“顺藤摸瓜”发现外水入侵—智慧排水之乱弹(120)