排水管网入流入渗量的测量原理、测量方法和应用案例
西装很旧了
2021年03月10日 10:56:48
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以下文章来源于尼沃斯全球最佳流量计 ,作者NIVUS 王强 以下文章来源于尼沃斯全球最佳流量计  。 新的一期,新的开始 排水管网流量和液位测量是行业的痛点、技术难点和关注热点。在和同行的线下沟通中,我们发现普遍对流量测量存在某些误区。为了系统的介绍排水管网流量和液位测量,我们从本周开始对NIVUS微信公众号做如下调整:每周将分别介绍

以下文章来源于尼沃斯全球最佳流量计 ,作者NIVUS 王强

以下文章来源于尼沃斯全球最佳流量计 

新的一期,新的开始

排水管网流量和液位测量是行业的痛点、技术难点和关注热点。在和同行的线下沟通中,我们发现普遍对流量测量存在某些误区。为了系统的介绍排水管网流量和液位测量,我们从本周开始对NIVUS微信公众号做如下调整:每周将分别介绍 1篇主旨文章 1篇相关产品简介 1篇典型案例 1篇应用拓展 ;并增设“ 有问有答 ”专栏,每周回答大家关注的问题。


您有任何的流量和液位测量的难题,请电话、微信或微信公众号留言联系我们。


国内管网的特点为:(1)两高,管网高水位、污水厂高负荷;(2)两低,进水浓度低,减排效率低。提质增效不仅是污水处理厂提标改造,重点是精准截污(消直排、堵倒灌、治渗水、改混接、减溢流)。

解决入流入渗是提质增效的前提和基础。入流入渗量的测量,为地下管网的修复策略提供详细而有价值的信息,例如基于这些信息可以对修复范围和修复措施进行优先排序。


1

入流入渗量的测量方法

德国用水管理、废水和垃圾注册协会(DWA,2012)的DWA-M 182指南中,包括量化入流入渗量测量的不同方法。根据边界条件和可用数据,该指南建议采用以下方法:

测量方法

? 化学法:根据夜间最小流量条件下,特定污染物的旱季平均日流量浓度与污染物浓度的比值计算入渗流量;

? 每年旱季流量法:每年污水管网中旱季流量,与集水区/小流域相应饮用水消耗量之间的差异;

? 移动最小方法:基于21天为周期的最小昼夜流量对应于旱季流量的假设,进一步的分析步骤与旱季流量法相同;

夜间最小流量法:基于夜间最小流量值等于入流入渗量的假设

考虑到每年旱季流量法和移动最小方法的测量时间比较长,我们建议使用夜间最小流量法用于量化入流入渗量测量。

而夜间最小流量法也是是NIVUS用于排水管网流入渗测量的标准测量方法


2

夜间最小流量法的基本测量步骤

夜间最小流量法的基本测量步骤为:

?  观察并确认测量的汇水分区;

?  进行管网的流量测量;

?  必要时测量雨量;

?  处理收集的流量等数据并评估所调查的汇水分区的入流入渗量;

?  如果需要获得入流入渗来源的更多信息,请在测量点的上游进行进一步测量。

请注意,需要屏蔽降雨对入流入渗量测量结果的影响。


3

入流入渗量监测的边界条件

入流入渗量监测的边界条件:

?  通常为满管与非满管交替;

?  存在极低水位的情况;

?  测量点可能很难进入(例如交叉路口);

?  现场没有电源;

?  测量过程需要严格监督,以便规避风险。


4

流量测量设备的选择

用于入流入渗量测量的设备:

(1)NFM750+CSP或CSM互相关传感器,用于DN200至DN5000之间的流量测量。在满足前后平直段要求情况下,流量测量误差<3%;

(2)NFM750+NPP NIVUS 管道断面流量仪,用于DN150至DN600之间小型管道的高精度流量测量,在满足前后平直段要求情况下,流量测量误差<2%。


5

夜间最小流量法测量入流入渗量的案例

某一汇水分区的入流入渗量的测量步骤和结果如下。

5.1 选择合适的测量点,进行N×7天的流量测量。其中N的倍数,根据现场情况并在测量方案中确认;

5.2 安装雨量计,实时监测降雨量。根据雨量测量结果,去除流量测量中的部分流量值,规避降雨对流量测量的影响。

请注意,除了下述情况以外,不应该对流量测量数据做二次清洗

(1) 降雨 导致的流量变化数据;

(2) 异物覆盖 传感器导致的测量结果异常;

(3) 液位低于传感器 导致测量误差。

5.3 根据测量数据,找到凌晨零点至凌晨四点之间最小的流量值,此流量值即为管道的本底流量,也就是入流入渗量。


5.4 测量结果

Q DWF,min,pM = 0.5 L/s= Q IIF,pM

Q DWF,aver.,pM = 1.1 L/s

Q sew.,aver.,pM = 0.6 L/s

得出,FWZ = 83 %。

FWZ为地下管网中入流入渗量与污水量的比例;FWZ=100%,意味着地下管网的入流入渗量等于污水量。


6

结论


? 德国用水管理、废水和垃圾注册协会(DWA,2012)推荐采用化学法、每年旱季流量法、移动最小方法和夜间最小流量法进行排水管网的入流入渗量的测量。


? 根据国内排水管网的特点及监测的时间限制,我们建议采用夜间最小流量法进行排水管网的入流入渗量的测量。


? 考虑到高精度流量测量的需求,我们建议采用(1)NFM750+CSP或CSM互相关传感器,用于DN200至DN5000之间的流量测量。在满足前后平直段要求情况下,流量测量误差<3%;或(2)NFM750+NPP NIVUS 管道断面流量仪,用于DN150至DN600之间小型管道的高精度流量测量,在满足前后平直段要求情况下,流量测量误差<2%;


? 入流入渗量的测量范围,建议从小的汇水分区开始实施;


? 基于入流入渗量的测量结果,可以有更多的应用拓展,比如判断管网质量、监控管网非开挖修复质量、来水异常等等。我们将在后续每周的“拓展应用”进行详细讨论。


鉴于排水管网流量和液位测量的复杂性,如果您有测量需求,建议您通过电话、微信或微信公众号直接联系我们。我们将根据您的测量需求和预算范围,选择合适的流量计和安装方式,并可以提供后续的数据分析等增值服务。

我们非常乐意接受各种挑战,并和全球顶尖的测量和仪表工程师团队一起为您提供持续的技术服务,协助您解决这些难题。

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