通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域的方法

技术领域

本发明属于水质检测领域，具体涉及一种通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域的方法。

技术背景

近年来，全国各地正加速补齐污水管道的缺口，但管道总量增加后却出现了污水处理厂进水浓度降低的普遍现象，且河道水污染情况也没有得到改善。造成上述情况的根源在于污水系统混入大量外水，致使系统水位升高后溢流出河道。

目前，全国各地正在加快推进城镇生活污水处理提质增效的工作，通过对比末端污水处理厂现状规模与纳污范围产污规模，计算系统总体外水规模，而后利用摸查或内窥镜(CCTV)手段寻找问题根源，并提出针对性解决措施(南方某城市“一厂一策方案及其成果应用，丁思棋)。

传统的污水管道系统外水排查方式有两种：一是通过人工开井排查明接外水点；二是借用内窥镜技术排查暗接的外水点。基于排水系统的复杂性、广泛性，以上两种排查方式存在用时长、施工难、费用高等客观问题，应用范围不广。

运用上述排查法探查到外水点后，使用流量计测量外水点流量，但受限于测量运行环境，导致测量数据误差大，而单一的统计口径导致测量的外水总量与理论计算存在较大差异，数据无法在可接受的偏差范围内闭合，导致论证结果信服度欠缺等情况(排水管网流量测量的难点和面临的挑战，王强，2022-11-1613:34)。

运用检测数据联合计算的方法，可以将外水点锁定在某个小区域，再通过传统的排查方式，精准探查外水点，可大大增加项目的可实施性。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的缺点与不足，提出了一种通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域的方法。该方法包括数据采集布点、外水区域分析、外水量联合计算等方法，通过水质检测数据，结合排水管道埋深、水位等一系列采集的基础数据，使用联合算法计算外水管段。能够较为精准的查找污水系统的问题区域。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域的方法，包括如下步骤：

S1、划分排水单元和排水单元性质；绘制污水系统总平面图；

S2、根据检测目的，在系统节点布置检测点，查找污水来源，检测BOD

S3、现场对检测点进行水样采集，并测量包括管道管径、淤塞深度、水深、流速的现场信息；

S4、将检测数据标记在图中，分析管段水质突变原因，定性管段存在问题，查找外水区域，对锁定的外水区域加密布点，进行二次采样；

S5、对二次采样数据进一步分析，缩小问题区域，结合步骤S1～S4采集的数据联合计算，测算管段外水量，通过计算结果可定性管段问题的严重程度；

S6、针对外水分析结论，在检测范围内展开外水摸查。

进一步地，步骤S1中，将排水单元划分为住宅类、机关事业单位、工业类、商业企业类、城中村类、部队类类型。

进一步地，所述排水单元性质划分为产综合生活污水类型和产工业废水类型。

进一步地，步骤S2中，将污水来源归纳为工业废水纳管、在建管污水收集、地下水入渗、过河管入渗、农田灌溉水入侵，分析污水系统特点后布置检测点，并明确检测BOD

进一步地，检测点分为以下八种类型：工业废水纳管：涉水工业企业集中分布区域上下游污染物浓度关系；在建管污水收集：检测在建并已接驳通水管段污染物浓度；地下水入渗：管道缺陷区域上下游污染物浓度关系；过河管入渗：过河管两端污染物浓度关系；农田水：农田上下游污染物浓度关系；河涌拍门：河涌拍门上下游污染物浓度关系；综合生活污水浓度：检测地块综合生活污水污染物浓度是否正常；主管浓度检测：检测管段浓度变化，分析是否有外水入侵导致浓度降低。

进一步地，步骤S3中，现场采样最终记录BOD

进一步地，步骤S4中，绘制污水系统节点信息图，将采样记录的信息标记在节点信息图中。

进一步地，步骤S4的分析包括通过对比上下游水质变化情况，寻找水质突变管段；结合管段经过的单元性质、管段埋设的位置、通过物探以及现场实地走访查看是否与水体相连等，初步分析外水源头；计算上下游流量差，统计各类型外水总量。

进一步地，步骤S5中，将步骤S4中发现的部分外水区域，采用步骤S2～步骤S4的方式，细化检测范围，缩小外水排查范围。

进一步地，步骤S6中，针对发现的外水区域开展封堵抽水，再使用内窥镜手段拍摄外水点。

与现有的技术相比，本发明的有益效果为：

与现有的技术相比，本发明的有益效果为：

相比传统的粗犷的摸查方式，本发明将理论分析技术与外业摸查技术有效结合。分析先行，外业后补的方式，既可以系统论证系统存在的问题根源，又能大大节约投资，最后还能在治理完外水点后，进一步为污水系统制定提质增效行动方案，指明该系统往后的改造方向。

附图说明

图1是本发明实施例的一种通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域的方法流程图；

图2是本发明实施例的排水单元划分示意图；

图3是本发明实例的污水系统现状示意图；

图4是本发明实施例的水质布点示意图；

图5是本发明实施例外水摸查分布示意图；

图6是本发明局部管段验证实例示意图；

图7是本发明采用CCTV检测与水质布点分析对比方案的实施例。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，以下将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域的方法实现外水联合检测，包括以下步骤：

S1、如图2所示，绘制污水系统总平面图。根据自然资源局的用地权属线划分排水单元边界，根据用地性质将排水单元划分为两大类和六小类。第一类是综合生活污水排放排水单元，包括居住小区、机关事业单位(含学校)、商业体、城中村、部队排水单元等五小类；第二类是工业废水排放排水单元，包括工业企业排水单元。

如图3所示，收集研究范围内排水管道物探资料以及管道检测资料，绘制污水系统总平面图，能准确表达污水管段的管道类型(如现状管、在建管、拟建管等)、管径、标高、排向、管道缺陷位置、污水系统拍门位置等信息。

S2、如图4所示，在系统节点布置检测点，查找污水系统来源，检测点分为以下八种类型和其对应的目的：①工业废水纳管：涉水工业企业集中分布区域上下游污染物浓度(BOD

S3、对检测点进行水样采集：每个检测点采集的数据包含BOD

对检测点采集工况要求：过河管入渗和河涌拍门两种类型的，需要在河涌水位高于排口高程时段进行采样；涉及政策性外水(工业废水)管段需要避开法定长假；涉及农田灌溉水需要在耕作期；除山泉水管段外，其余管段采样均需在降雨72小时后采样，以避免雨污合流管道的雨水对污染物浓度的影响；同一问题点上下游应在同一时间段采样，时间间隔不超过15分钟。

S4、如图5所示，检测数据上图和分析：①管道堵塞分析：当管段中间无本段流量，而上下游污水管段充满度发生突变，且流量存在显著差异导致输入输出不平衡时，可初步判定管段中间存在缺陷；②排水单元污水收集率分析：当污水收集支管出现检测井井内基本无水时，需连续三天，在早晚排水高峰期去排查井内水位，以判定该单元生活污水未能有效收集；③过河管渗漏分析：当过河管上下游节点水质存在浓度削减时，可初步判定该管道存在缺陷性渗漏；④政策性外水分析：当工业类排水单元服务管段上下游节点水质存在浓度削减，且园区无河道、鱼塘等潜在影响因素时，可初步判定为政策性外水影响；⑤城中村外水分析：当城中村单元服务管段检测流量与该单元实际排水量不匹配，且检测水质BOD

S5、对二次采样数据进一步分析：通过步骤S1～S4采集的数据，可分析出污水系统的外水管段、对应的外水性质以及外水量；除此之外，还能定性排水户的污水收集情况，进而指导排查污水系统偷排漏拍区域。通过以上联合分析，即可达到污水系统挤外水的目的，还能查找河涌污染源，并指导施工进一步提高污水收集率。

对第一轮分析得出的外水管段，加密检测点布置，按同样方法分析，以进一步缩小外水管段范围。

S6、如图5所示，开展外水摸查：结合水质分析得出的外水、管道缺陷问题，开展外业精确排查，包含抽水封堵、QV、CCTV措施。

先对施工路段进行围蔽，而后将管段两端用气囊封堵，并准备好大功率设备将管内污水抽排，同时将管道上游来水临时导流；紧跟着下设备对检测管段进行清淤、运送、处理等；最后放CCTV设备进入管道内部拍摄视频。经过估算，通过本发明筛选后需要做管道检测的管道占总管长比例为17％，系统研究后的水质检测和对筛选出的管段检测费用为全部管道均检测方案费用的19％。

实施例2

根据实施例1步骤实施，检测到片区内永安大道可能存在因管道破损导致的地下水大量入渗情况。但由于该管道埋深约7～11m，且该管道系唯一的入厂输送通道，通过全面封堵停运、清淤、CCTV检测等手段验证管道破损程度代价极大。本发明通过封堵支管、取样、污水厂进厂水前后数据对比等方式，验证推断的结论。

S1、如图6所示，划分排水单元和排水单元性质，绘制污水系统总平面图。封堵永安大道上游的两路转输主管(官华路主管与禅炭路主管)；

S2、对永安大道污水主干管的所有连接管进行布点；

S3、现场对检测点进行水样采集，取样数据实施例1中的步骤S3一致，每个检测点采集的数据包含BOD

S4、观测污水厂进水流量，可算得该管段的地下水入渗量为964m

实施例3

如图7所示，本实施例对松夏工业园7条路通过水质检测以及管道信息采集查找系统外水区域，收集研究范围内排水管道物探资料以及管道检测资料，绘制污水系统总平面图，能准确表达污水管段的管道类型(如现状管、在建管、拟建管等)、管径、标高、排向、管道缺陷位置、污水系统拍门位置等信息，对约4.2km的污水管道做CCTV检测(含管道封堵、抽水、清淤等内容)，查找污水管道外水来源。共花费35.6万元。

对比采用水质布点查找方式，仅需布置25个采样点，现场采样最终记录BOD

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。