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排水管网排查诊断实践与思考:以北方某缺水城市为例

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中国给水排水 2022年第12期38卷 113-118页

作者：姚越顾思文沈旭周长青孙增峰中国城市规划设计研究院北京100044

针对北方某缺水城市排水系统存在的污水溢流、雨天污水厂进水浓度波动等现状,分析系统可能存在的河水入渗、雨污分流改造不彻底、市政雨污混错接等问题。结合水质水量监测与现场调查等手段、兼顾旱天和雨天开展分析,以水质水量的异常变... 详细信息

针对北方某缺水城市排水系统存在的污水溢流、雨天污水厂进水浓度波动等现状,分析系统可能存在的河水入渗、雨污分流改造不彻底、市政雨污混错接等问题。结合水质水量监测与现场调查等手段、兼顾旱天和雨天开展分析,以水质水量的异常变化为主要依据,从下游到上游追溯、从干管到支管排查,对问题进行定位。结果表明,城区六大污水系统中,污水系统Ⅰ、Ⅳ主要受河水入渗问题影响,污水系统Ⅱ、Ⅲ受雨污分流改造不彻底、市政雨污混错接等问题影响,污水系统Ⅴ和Ⅵ受重点排水户出水水质异常、市政雨污混错接影响,具体问题点位已明确。排查诊断结果可为后续管网改造修复提供依据,促进排水系统提质增效。

关键词：排水管网排查诊断水质水量监测外水入渗雨污混错接

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排水管网病害分析及改造策略研究

给水排水 2023年第9期49卷 137-143页

作者：陈俊宇厦门市城市规划设计研究院有限公司厦门361012

基于排水管网排查数据,利用ArcGISPro对排水管网病害情况进行了统计和分析,同时建立了排水管网改造优先级评价指标体系,为排水管网改造工作的开展次序提供了参考。结果表明,地块内排水管道约有1/4出现缺陷,其中结构性缺陷约占60%,缺陷... 详细信息

基于排水管网排查数据,利用ArcGISPro对排水管网病害情况进行了统计和分析,同时建立了排水管网改造优先级评价指标体系,为排水管网改造工作的开展次序提供了参考。结果表明,地块内排水管道约有1/4出现缺陷,其中结构性缺陷约占60%,缺陷程度较轻(1级和2级)的管道占比略高于缺陷程度较重(3级和4级)的管道;从地块尺度上看,排水管网缺陷等级集中在2~3级,92.17%地块混接点密度低于6.1个/hm^(2);从排水分区尺度上看,老城区的排水管网的缺陷密度较高、缺陷程度较严重、混接点密度较大,新城区结构性缺陷程度较严重。

关键词：排水管网排水管网排查管道病害管网改造层次分析法

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排水管网在线监测布点数量的确定

中国给水排水 2022年第2期38卷 122-131页

作者：郭效琛李萌杜鹏飞赵冬泉张旭东清华大学环境学院北京100084 北京清环智慧水务科技有限公司北京100086

排水管网在线监测对城市排水智慧化管理、系统优化调度、在线预警报警等工作的开展起到重要的支撑作用,需要在一定的经济成本约束下,制定合理有效的排水管网在线监测方案。其中,在线监测布点数量的确定是制定方案的基础工作,但目前主要... 详细信息

排水管网在线监测对城市排水智慧化管理、系统优化调度、在线预警报警等工作的开展起到重要的支撑作用,需要在一定的经济成本约束下,制定合理有效的排水管网在线监测方案。其中,在线监测布点数量的确定是制定方案的基础工作,但目前主要依赖于人为主观判断,缺少定量化的方法。提出了排水管网分级监测的思路,根据整体、分区和源头三个层级的监测思路,量化不同层级下最优监测布点的数量及不同监测点数量设置下可实现的最优监测效能,可指导排水管网在线监测布点数量的确定。将该方法分别在城市雨水系统和污水系统监测点数量确定中进行应用,能够支持监测方案的量化评价、监测方式和指标的筛选等。

关键词：排水管网在线监测分级监测量化评价

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复合酶强化水解排水管网沉积物

环境科学学报 2024年第5期44卷 243-252页

作者：袁春波齐伟邱文韬李一兵张彦平白珺天津市水利科学研究院天津300061 河北工业大学土木与交通学院天津300401

采用淀粉酶复配中性蛋白酶水解排水管网沉积物以达到延缓管网淤堵的问题.在复合酶(α-淀粉酶∶中性蛋白酶=2∶3)投加量8%(W/W),pH 7,25℃条件下反应2 h时,溶解性化学需氧量(SCOD)由原泥的189.5 mg·L^(-1)上升到4026.48 mg·L^(-1),多糖... 详细信息

采用淀粉酶复配中性蛋白酶水解排水管网沉积物以达到延缓管网淤堵的问题.在复合酶(α-淀粉酶∶中性蛋白酶=2∶3)投加量8%(W/W),pH 7,25℃条件下反应2 h时,溶解性化学需氧量(SCOD)由原泥的189.5 mg·L^(-1)上升到4026.48 mg·L^(-1),多糖从18.12 mg·L^(-1)升高到1766.54mg·L^(-1),氨氮由32.97 mg·L^(-1)提升到72.94 mg·L^(-1),有机质含量由58.23%减少到52.36%.扫描电子显微镜(SEM)、胞外聚合物(EPS)及三维荧光光谱(EEMs)结果显示,经复合酶处理后沉积物的表面结构变的较为松散,内部物质溶出;EPS含量变化为紧密型胞外聚合物(TB-EPS)>溶解型胞外聚合物(S-EPS)>疏松型胞外聚合物(LB-EPS);腐殖酸类物质由内向外转移,液相中蛋白类、可溶性微生物副产物增多,且可溶性产物荧光强度是经单一中性蛋白酶处理后的2~3倍.该结果表明,复合酶有效促进了沉积物结构的破坏与水解程度的提高,从而便于沉积物被水力冲刷,延缓了管网的淤堵.

关键词：中性蛋白酶淀粉酶排水管网沉积物水解

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中性蛋白酶水解排水管网沉积物

环境工程学报 2023年第5期17卷 1695-1704页

作者：邱文韬张彦平袁春波李一兵冯晓娟白珺河北工业大学土木与交通学院天津300401 天津市水利科学研究院天津300061

采用中性蛋白酶水解排水管网沉积物以缓解管网淤堵问题,考察了酶投加量、反应时间、pH、温度等对沉积物水解效果的影响,并通过EPS、三维荧光光谱以及SEM等表征分析方法探讨了可能的机理。结果表明,在酶投量为8%(质量百分数)、pH=7、25... 详细信息

采用中性蛋白酶水解排水管网沉积物以缓解管网淤堵问题,考察了酶投加量、反应时间、pH、温度等对沉积物水解效果的影响,并通过EPS、三维荧光光谱以及SEM等表征分析方法探讨了可能的机理。结果表明,在酶投量为8%(质量百分数)、pH=7、25℃条件下反应3 h,沉积物的水解效果较好,SCOD由原泥的259.03 mg·L^(-1)升至6715.40 mg·L^(-1),多糖从14.21 mg·L^(-1)升至5797.27 mg·L^(-1),氨氮由23.02 mg·L^(-1)升至47.89mg·L^(-1),有机质含量由50.42%降至48.24%,促进了有机质从固相向液相的迁移。经中性蛋白酶水解后,沉积物的结构和EPS被破坏,内部物质溶出,溶出的多糖占主导地位,且EPS含量变化趋势为S-EPS>TB-EPS>LBEPS。水解后上清液中微生物代谢产物与腐殖质物质增多,蛋白类(酪氨酸、色氨酸)和富里酸类物质减少。以上研究结果可为缓解管网沉积物淤堵提供参考。

关键词：中性蛋白酶排水管网沉积物水解

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排水管网缺陷因素分析及预测模型研究

排水管网缺陷因素分析及预测模型研究

作者：赵立洁西安理工大学

学位级别：硕士

排水管网是城市基础设施中的重要组成部分,更是城市防汛、排污的重要排头兵。随着城市化水平的不断提高,由于管道恶化导致的安全事故不胜枚举,城市排水问题日益凸显。近年来排水管网系统不断扩大,但如何管理排水管网系统亦是关键课题。... 详细信息

排水管网是城市基础设施中的重要组成部分,更是城市防汛、排污的重要排头兵。随着城市化水平的不断提高,由于管道恶化导致的安全事故不胜枚举,城市排水问题日益凸显。近年来排水管网系统不断扩大,但如何管理排水管网系统亦是关键课题。如今城市地下管网的主要管理工作之一就是定期进行排水管道缺陷检测,以期掌握管道现状,但是一次全面管道缺陷检测耗时耗力,相关管理部门无法准确分级、分批对管道进行有针对性地检测,造成大量资源浪费,阻碍城市智能化发展。因此,能够识别排水管网恶化关键因素和建立预测管道恶化预测模型称为排水管理高效管理的有效措施。本文建立二元Logistics回归模型和多元Logistics回归模型识别排水管道缺陷的关键性结构因素并进行量化分析,以Python为基础结合了马尔科夫蒙特卡洛方法和贝叶斯推理两种方法,构建了排水管网恶化预测模型,实现了排水管网恶化因素识别及恶预测,提供了管道缺陷分级检测的初态。本论文主要研究了以下三部分内容:(1)基于排水管道缺陷检测结果、广泛的文献查阅和专家经验,分类整理了不同管道排水类型的排水管道恶化的主要因素;按照规范标准将排水管道缺陷重新梳理为七大类缺陷,并根据缺陷等级来评估管道缺陷严重程度。最后进行排水管网缺陷影响规律分析,能够为城市市政排水管网的管理者和维修人员提供参考依据。通过建立Logistics回归模型,完成排水管网缺陷成因的量化分析,首先建立二元Logistics回归模型识别排水管道缺陷显著性影响因素;其次通过多元Logistics回归模型进一步进行排水管网影响因素的权重分析,为排水管网设计优化提供参考。(2)通过构建MCMC管道恶化预测模型,实现排水管道恶化模型的调用、模型运行等一系列操作。获得马尔科夫估计转移概率直方图及排水管道缺陷等级恶化曲线。最终表明了以Python为基础,调用Jupyter Notebook编码器构建的基于MCMC方法建立排水管道恶化预测模型的方法是高效可行的。判断管道恶化进展情况,为排水管网检测摸排工作提供指导。(3)以深圳市龙岗区排水管网为例,依托Logistics回归模型和MCMC管道恶化预测模型,对该地区排水管网进行了排水管道恶化关键因素识别及量化分析,研究发现“管道埋深”和“管道直径”是影响排水管道发生缺陷的显著性影响因素。通过M-H算法抽样得出马尔科夫转移概率直方图,通过代码运行得到排水管道恶化曲线,研究得出模型推演基本复合管道真实恶化情况,证明贝叶斯技术和MCMC方法是较好的排水管网恶化预测模型。本研究展示了 Logistics回归模型和MCMC管道恶化预测模型的有效性,构建的两个模型能很好地应用于大型排水管网研究,为相关市政排水管网的管理者和决策者提供强有力的技术支持。本文建立的技术方法及系统平台具有普适性,具备在其他地区推广使用的潜质。

关键词：排水管网成因分析预测模型 MCMC 逻辑回归模型

基于SWMM的北京市核心区合流制排水管网清淤方案研究

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给水排水 2024年第1期50卷 108-114,120页

作者：贾高峰杨福天梁斌任文杨杨光梅朝辉北京城市排水集团有限责任公司北京100022

管道沉积物淤积会影响城市管网排水能力,每年汛前对排水管网开展清淤是北京市内涝防治的重要工作之一。但由于北京市核心区街道狭窄,清淤施工作业条件差,工作效率低,并且多数管道达不到设计标准要求,导致每年淤积管道数量较大,汛前完成... 详细信息

管道沉积物淤积会影响城市管网排水能力,每年汛前对排水管网开展清淤是北京市内涝防治的重要工作之一。但由于北京市核心区街道狭窄,清淤施工作业条件差,工作效率低,并且多数管道达不到设计标准要求,导致每年淤积管道数量较大,汛前完成所有管道清淤工作难度高,因此如何确定区域内重点清淤管道,快速恢复管网排水能力,对指导北京市核心区排水管网清淤工作十分重要。以北京市核心区某合流区域排水管网为研究对象,基于SWMM模型,从管网淤积风险判断、不同淤积程度的清淤必要性判断以及重点清淤管段选择标准3方面研究。结果表明:在管网整体40%的淤积情况下,暴雨重现期不超过5年时,对总长度25.2%的重点管道进行清淤后,溢流节点数量恢复至无淤积工况,节点最大溢流时间、排口总出流量、排口峰值流量变化值是全部管段清淤变化值的85.0%、76.0%、69.5%以上,表明对重点管道清淤方法可较大范围恢复区域排水能力。

关键词：管网清淤清淤方案 SWMM 排水管网

提质增效背景下排水管网分级诊断技术研究及实践

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中国给水排水 2023年第8期39卷 17-22页

作者：胡馨月鲁梅崔诺赵鹏刘龙志刘绪为李宏博中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300074 天津大学环境科学与工程学院天津300072 长江生态环保集团有限公司湖北武汉430062

排水管网是城市重要的基础设施,直接影响城市发展和生态环境的建设。近年来,我国排水管网问题频发,随之而来的城市内涝、路面坍塌、水体黑臭以及污水厂进水浓度异常等问题屡见不鲜。因此,为诊断出管网的质量与效能问题,选择合适的检测... 详细信息

排水管网是城市重要的基础设施,直接影响城市发展和生态环境的建设。近年来,我国排水管网问题频发,随之而来的城市内涝、路面坍塌、水体黑臭以及污水厂进水浓度异常等问题屡见不鲜。因此,为诊断出管网的质量与效能问题,选择合适的检测方法并形成一套可借鉴、可复制的诊断技术流程对排水管网的健康发展至关重要。按照排水系统的级别将诊断范围划分为流域级、区域级以及排水户级,并针对不同尺度排水管网提出相应的诊断技术流程,以期实现检测技术的最优化利用,可为其他城镇的排水管网诊断工作提供参考。

关键词：排水管网管网检测分级诊断技术提质增效

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排水管网结构概化对城市暴雨洪水模拟的影响

水力发电学报 2018年第11期37卷 97-106页

作者：吕恒倪广恒田富强清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

排水管网是城市暴雨洪水模拟中的关键因素,但受到数据和模型的限制,管网结构通常被概化考虑。本研究构建了强化汇流过程的精细城市雨洪模型(REDUS),以清华园为研究对象,采用了路/管单层排水系统和路管双层排水系统两类模拟方案,定量分... 详细信息

排水管网是城市暴雨洪水模拟中的关键因素,但受到数据和模型的限制,管网结构通常被概化考虑。本研究构建了强化汇流过程的精细城市雨洪模型(REDUS),以清华园为研究对象,采用了路/管单层排水系统和路管双层排水系统两类模拟方案,定量分析了典型暴雨情景下的管网排水作用及管网结构概化的影响。结果表明:排水管网主要起到快速、定向的排水作用;管网结构概化会低估洪水过程的洪峰及洪量,与使用全管网相比,仅采用骨干管网在单层系统中会使洪峰和洪量均降低27%,在双层系统中会使洪峰降低37%～56%,洪量降低18%～32%;双层系统能提供更可靠的城市雨洪过程,但需要应用更精细的管网数据。研究成果为海绵城市建设中如何评估排水管网的作用提供了工具和建议。

关键词：城市水文暴雨洪水排水管网双层排水系统结构概化海绵城市