小编:排水管道流量测量是开展排水管网分区诊断的重要基础性工作。本文结合清环实际的研发和实施经验,尝试分析一下影响排水管道流量测量可靠性的若干因素。有不正之处还望批评指正。
1、流量监测的必要性分析
对于排水管网的现代化管理,开展分布式、多点位、高频次的持续监测是非常重要的基础工作。无论我们讲数字化、信息化还是智能化,准确、可靠、持续的监测感知数据是基石。如果我们采集的数据不可靠、不准确、不连续,那么所谓的定量分析和科学决策就是空中楼阁。
具体到排水管网监测工作而言,开展液位监测,虽然数据相对可靠稳定,对排水管网的预警管理和风险管理可以起到很好的数据支撑作用,但是液位数据通常只能用作定性分析,要做定量的判断,还是需要流量的监测工作。现在有不少管理者对于排水管网的流量监测,其实是反对和抵触的,认为排水管道的流量监测做不准,没有必要开展。但是,如果我们下一步要开展排水管网的提质增效工作、开展入流入渗分析诊断工作、开展排水管网的分区量化诊断工作、开展排水管网的模型模拟工作,真正促进定量化管理水平的提升,都需要排水管道液位、流速、流量的同步监测数据来支持分析判断。
提质增效的核心虽然是水质指标,但是水质指标其实是状态量,并不需要持续大规模的连续监测。特别是在管网上做大量的分区监测,其实核心还是要监测流量指标,因为流量指标是过程量,根据监测水量和分区污水量的比较以及雨天和旱天的流量差异,是可以对分区域的水量差异做出分析判断,支持做相应的治理和控制工作的,只有把各个分区不该进来的水量控制住了,水质的问题才能改善,所以,在实际的管控过程中,其实是需要对水量做持续监测和治理,对水质的话,其实是做完工程之后做临时的取样化验,就可以满足基本要求。
对于排水管网流量监测的准确性和可靠性的影响因素有哪些呢?我们不能混为一谈,既不能指望找一台“高级”的流量计解决所有的问题,也不能否定流量测量的价值和意义,而是要针对影响因素分别解析,只有清晰地知道了流量测量的影响因素,我们才能对症下药,通过技术研发、现场实施、数据后评估,来提高流量数据的可靠性和应用价值。如果我们只是简单地拒绝流量监测,那么排水管网的科学定量分析势必将止步不前。
2、流量监测的原理及影响因素
首先我们来看排水管道的流量测量原理,由于排水管道的运行状态可能会是没有水、只有一半的水以及满管运行,可能会在多种状态下切换,因此,针对排水管道通常都采取面积速度法来进行流量的测量,即Q=A*V。从公式可以看出,一个是要获得当前水位对应的过流断面A,第二个是要确定时刻的横断面的平均流速V。
2.1 过流断面的影响因素
对于过流断面A的影响因素,我们以常见的圆管为例来进行分析。
(1)管径D:
(2)水深H:
(3)淤积层厚度y:
(4)管道的形变影响:
2.2 平均流速的影响因素
(1)测定表面流速计算平均流速
(2)测定点流速计算平均流速
(3)测定平均流速的统计分布图
(4)测量分层流速
(5)传感器的安装姿态
(6)其他测速方法
3、流量监测的保障环节