一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法及系統與流程
2024-04-15 19:08:05
1.本發明涉及排水管網的技術領域，尤其涉及一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法及系統。
背景技術：
2.隨著經濟的發展，城市化的逐步深化，城市人口急劇上升，城市的汙水排放量日益增加，面臨經濟發展對城市基礎設施的需求、水環境汙染造成的水質型缺水和城市居民生活質量下降等壓力，特別是雨汙混接問題，當汙水進入雨水系統時，會使汙水未經泵站、汙水廠接收和處理直接排向河道，進一步導致河道水質變差；當雨水進入汙水系統時，會使降雨時段管泵無法接納過剩水量，進一步導致汙水通過溢流口進入水體，最終造成水體汙染、黑臭等破壞城市生態環境的問題。因此，獲取管道雨汙混接的情況，為管網改造提供依據是當前必然的選擇。
技術實現要素：
3.為了在不同區域及時確定雨汙混接具體位置，本發明提出了一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法及系統，具體方案如下：
4.一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法，包括以下步驟：
5.s1、根據市政管網圖、待檢測區域的人口密度、用地類型，建立待檢測區域的排水管網模型，在對應位置設置對應的監管類型，或工作人員人為設定對應位置的監管類型，所述監管類型包括雨水監控類型、汙水監控類型、混合監控類型；
6.s2、根據監管類型在管道上多處分布設置有傳感器單元，檢測管道是否存在雨汙混接點，並確定雨汙混接點的位置。
7.具體地說，當降雨量/人口密度小於第一閾值或用地類型為排汙企業時，監管類型為汙水監控類型；當降雨量/人口密度大於第二閾值或用地類型為非排汙企業時，使用雨水監控類型；當降雨量/人口密度在第一閾值和第二閾值範圍內且用地類型為排汙企業時，監管類型為混合監控類型。
8.具體地說，所述傳感器單元包括液位計和水質監測計組件。
9.具體地說，還包括路面上設置的監控探頭。
10.具體地說，當監管類型為雨水監控類型時，確定雨汙混接點的位置步驟為：
11.sa21、控制單元實時獲得液位計的信息，當液位計的數值變化速率超過閾值，控制單元控制水質監測計組件檢測水管內的水質狀態，當水質監測計組件監測的數值超過第一設定閾值時，表示水質狀態達不到評判為雨水的要求，控制單元控制預警上遊出現雨汙混接點；當液位計的數值變化速率沒有超過閾值時，定時獲取水質監測計組件數值，當水質監測計組件監測的數值超過第二設定閾值時，預警前段時間上遊存在雨汙混接；
12.sa22、工作人員根據路面上設置的探頭查看對應區域路況、下水井蓋或篦子位置，是否存在汙水排放，當沒有探頭時，工作人員沿路查看路況、下水井蓋或篦子位置，是否存
在汙水排放到雨水收集管路中。
13.具體地說，當監管類型為汙水監控類型時，確定雨汙混接點的位置步驟為：
14.sb21、晴天時段檢查相鄰兩個液位計獲得液位差δh
晴天
，雨天時段檢查相鄰兩個液位計獲得液位差δh
雨天
；
15.sb22、對比δh
晴天
和δh
雨天
的大小，當δh
晴天
與δh
雨天
差值在設定範圍時，則管段之間不存在雨汙混接現象；當δh
晴天
與δh
雨天
差值在設定範圍外時，說明管段之間存在雨汙混接現象；
16.sb23、根據排水管網模型中水流方向，確定源頭報警位置及雨汙混接位置，提醒對應位置處的工作人員。
17.具體地說，當監管類型為混合監控類型時，確定雨汙混接點的位置步驟為：在雨水管道和汙水管道內分別按照對應的方案計算。
18.使用上述一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法的系統，包括排水管網、設置在排水管網上每條管道上的多組傳感器單元、與傳感器連接的控制單元，所述控制單元包括排水管網模型，還包括與控制單元連接的存儲單元和報警單元。
19.具體地說，所述液位計為靜壓液位測量計，所述水質監測計組件包括cod監測計和或氨氮監測計。
20.具體地說，所述控制單元包括中央控制部件和區域數據處理部件，設定區域內的傳感器單元通過線束將檢測結果傳輸到區域數據處理部件中處理，處理後的區域數據通過無線傳輸到中央控制部件中。
21.本發明的有益效果在於：本技術通過市政管網結合人口密度、用地類型來確定監管類型，進一步根據具體情況設置不同的監控類型：雨水監控、汙水監控或混合監控，使得監控效果更好、監控效率更高。
附圖說明
22.圖1為本發明提出的一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法的結構圖。
23.圖2為當監管類型為雨水監控類型步驟s2的具體流程圖。
24.圖3為當監管類型為汙水監控類型步驟s2的具體流程圖。
25.圖4為主管道和分支管道部分示意圖。
26.圖中：
27.1、主管道；2、分支管道；3、傳感器單元
具體實施方式
28.如圖1和圖4所示，一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測方法，包括以下步驟：
29.s1、根據市政管網圖、待檢測區域的人口密度、用地類型，建立待檢測區域的排水管網模型，在對應位置設置對應的監管類型，或工作人員人為設定對應位置的監管類型，所述監管類型包括雨水監控類型、汙水監控類型、混合監控類型；
30.當降雨量/人口密度小於第一閾值或用地類型為排汙企業時，監管類型為汙水監控類型；當降雨量/人口密度大於第二閾值或用地類型為非排汙企業時，使用雨水監控類型；當降雨量/人口密度在第一閾值和第二閾值範圍內且用地類型為排汙企業時，監管類型
為混合監控類型。另外的，所述類型還可以人為設定。
31.s2、根據監管類型在管道上多處分布設置有傳感器單元3，檢測管道是否存在雨汙混接點，並確定雨汙混接點的位置；所述傳感器單元3包括液位計和水質監測計組件，還包括路面上設置的監控探頭。
32.如圖2所示，當監管類型為雨水監控類型時，確定雨汙混接點的位置步驟為：
33.sa21、控制單元實時獲得液位計的信息，當液位計的數值變化速率超過閾值，控制單元控制水質監測計組件檢測水管內的水質狀態，當水質監測計組件監測的數值超過第一設定閾值時，表示水質狀態達不到評判為雨水的要求，控制單元控制預警上遊出現雨汙混接點；當液位計的數值變化速率沒有超過閾值時，定時獲取水質監測計組件數值，當水質監測計組件監測的數值超過第二設定閾值時，預警前段時間上遊存在雨汙混接；
34.sa22、工作人員根據路面上設置的探頭查看對應區域路況、下水井蓋或篦子位置，是否存在汙水排放，當沒有探頭時，工作人員根據檢查井編號範圍沿路查看路況、下水井蓋或篦子位置，是否存在汙水排放到雨水管道中的情況。
35.當管道為雨水管道時，以上可以檢查出具體位置的商販或工廠將汙水排放到雨水管道中。
36.如圖3所示，當監管類型為汙水監控類型時，確定雨汙混接點的位置步驟為：
37.sb21、晴天時段檢查相鄰兩個液位計獲得液位差δh
晴天
，雨天時段檢查相鄰兩個液位計獲得液位差δh
雨天
；
38.sb22、對比δh
晴天
和δh
雨天
的大小，當δh
晴天
與δh
雨天
差值在設定範圍時，則管段之間不存在雨汙混接現象；當δh
晴天
與δh
雨天
差值在設定範圍外時，說明管段之間存在雨汙混接現象；
39.sb23、根據排水管網模型中水流方向，確定源頭報警位置及雨汙混接位置，提醒對應位置處的工作人員。
40.當監管類型為混合監控類型時，在雨水管道和汙水管道內分別按照上述對應方案進行計算。
41.另外的，為了提前預防管道出現混接，本技術還包括混接的風險預估的方法，包括以下步驟：
42.s1、建立回歸模型並統計歷史數據中不同狀態下混接發生頻次；
43.建立回歸模型的步驟為：
44.sa11、建立logit回歸模型
45.其中g(x)＝w0+w1x1+
…
+wnxn；xn為對混接有影響的自變量，wn為常量；
46.sa12、對公式(1)取對數，獲得
[0047][0048]
統計歷史數據中不同狀態下混接發生頻次具體步驟為：
[0049]
根據以往的數據，統計管道混接的自變量，包括所有混接發生案件下不同管道類型、天氣、月份、一天內的時間、特殊管段、混接原因類型，因變量為上述不同自變量下對應的管道混接發生的頻次；比如管道類型包括主管道1、分支管道2，分別記錄主管道1發生混
接的頻次和分支管道2頻次；晴天、陰天、雨雪等惡劣天氣對應的混接發生頻次；
[0050]
s2、將自變量與因變量數據建立二項回歸模型，藉助於統計分析的方法，得到模型的擬合程度檢驗和模型係數的綜合檢驗，最終獲得自變量的優勢比or值；
[0051]
s3、根據優勢比or值判斷混接的主要影響因素和主要混接點，系統對主要混接點發生情況給出相對應的解決方案，比如增強高頻混接管道的剛度、提高高頻混接點處的監測。
[0052]
如圖4所示，一種可識別雨汙混接的排水管網動態檢測系統，包括排水管網、設置在排水管網上每條管道上的多組傳感器單元3、與傳感器連接的控制單元，所述控制單元包括排水管網模型，還包括與控制單元連接的存儲單元和報警單元。
[0053]
所述控制單元獲得傳感器單元3的數據，將數據輸入到排水管網模型中，根據管道位置，分別輸入到不同的計算模式中。
[0054]
所述傳感器單元3包括液位計和水質監測計組件，還包括路面上設置的監控探頭。所述路面的監控探頭可調用已設置的其他用途的路面攝像頭。所述液位計為靜壓液位測量計，所述靜壓液位測量計的具體型號為fmx21-zh.所述水質監測計組件包括cod監測計和或氨氮監測計，另外，根據不同環境，對應設置不同的水質監測計組件，比如對應當地的主要汙染源。所述控制單元包括中央控制部件和區域數據處理部件，設定區域內的傳感器單元3通過線束將檢測結果傳輸到區域數據處理部件中處理，處理後的區域數據通過無線傳輸到中央控制部件中。所述中央控制部件可調用路面攝像頭的數據包。
[0055]
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。