淺談排水管網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)建設

摘 要：管網(wǎng)的在線監(jiān)測信息系統(tǒng)的建設，為城市發(fā)展和安全運行提供有力保障。在線監(jiān)測系統(tǒng)可去除傳統(tǒng)管網(wǎng)管理模式的多種弊端，對排水管網(wǎng)水質(zhì)、水量、有毒有害氣體、可燃性氣體等指標進行監(jiān)測，為排水管網(wǎng)的運行調(diào)度、養(yǎng)護管理、快速響應提供有效的數(shù)據(jù)支持。

關鍵詞：城市排水管網(wǎng)；在線監(jiān)測系統(tǒng)；管理；信息

城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)是城市最基本的保障設施，直接影響社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活得安定，在城市發(fā)展和安全運行中發(fā)揮著至關重要的作用。隨著城市的迅速發(fā)展，城市排水管網(wǎng)脈絡也越來越龐大和復雜，故對排水管網(wǎng)的運行和養(yǎng)護管理的要求也日益提高。但是，管網(wǎng)的實際運行和養(yǎng)護工作中缺乏掌握其真實運行狀況的手段，也難以評估日常養(yǎng)護管理的效果，遇到洪澇等緊急情況也無法依據(jù)管內(nèi)實時狀況制定相應的應急措施。鑒于以上所述，提出通過對管網(wǎng)的在線監(jiān)測信息系統(tǒng)的建設，通過監(jiān)測管內(nèi)水位、流量、可燃性氣體的實時變化情況，以便管理者掌握管內(nèi)實際狀況及正確部署緊急狀況下的應急措施，不斷提高排水管網(wǎng)的運行管理水平。

1 城市排水管網(wǎng)現(xiàn)狀及管理模式

與城市排水管網(wǎng)建設水平和投資的快速發(fā)展相比，排水管網(wǎng)運行管理水平一直處于較低的水平，仍然沿用傳統(tǒng)的，依靠紙圖甚至老工人記憶和經(jīng)驗的管理模式。而管網(wǎng)的運行狀況，只有通過工作人員打開井蓋觀察的方式去了解。對于排水管網(wǎng)的運行狀況是否符合原設計的要求，雨污合流情況，專業(yè)管理人員并不了解得十分清楚。盡管隨著計算機技術的普及和發(fā)展，排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)也進行了信息化處理，但通常其信息化和專業(yè)化程度都比較低，多采用AutoCAD、Excel等格式的單個文件分塊存儲排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，只實現(xiàn)了基本的地圖顯示和查詢功能，無法體現(xiàn)排水管網(wǎng)的復雜網(wǎng)絡特征。對于管道的實時運行狀況，包括水位、流速、流量、有毒有害氣體等指標，一直無法準確的掌握。因而，無法更好地指導管網(wǎng)改造工程的實施，維護好排水管網(wǎng)正常運行，也不能為設計單位提供翔實可靠的原始資料。

2 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測信息系統(tǒng)建設的必要性

2.1 城市化發(fā)展導致雨洪災害頻發(fā)

隨著城市化的迅猛發(fā)展，道路硬化面積不斷增加，匯流速度變快，使得城市蓄水能力急劇下降，致使降雨強度較大時，雨水徑流量增大，雨水管網(wǎng)中洪峰流量提早出現(xiàn)，進而導致排水不暢，道路積水，嚴重影響了城市交通和民眾出行。

2.2 排水管網(wǎng)規(guī)劃建設存在不足

城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃設計與建設由于歷史的原因?qū)е轮行某菂^(qū)道路狹窄，地下的各種管網(wǎng)繁多，幾乎已無擴容空間，只能通過強化管理提高管網(wǎng)排水能力。

2.3 排水管網(wǎng)養(yǎng)護管理缺乏有效的監(jiān)測技術手段

大多城市老城區(qū)依然采用合流制排水體制，甚至部分排水系統(tǒng)存在雨污混接現(xiàn)象，晴天污水流速較低，導致混接的雨水管網(wǎng)嚴重淤積，同時有的建筑工地不文明施工，將一些建筑垃圾也排放到污水管網(wǎng)中，導致管網(wǎng)堵塞，有效過流能力也大大減小。由于地下管網(wǎng)本身的隱蔽性，日常養(yǎng)護人員也難以極早發(fā)現(xiàn)問題管段和亂排垃圾的用戶。同時，因為是地下隱蔽工程，城市排水管網(wǎng)運行的主要指標及參數(shù)：流速、流量、運行水位、有毒有害氣體含量等都是不能直觀地看到。但是，這些指標是日常管理必不可少的，對于管道的維護、更新改造、搶險排澇、污水收集，乃至于排水管道的科學研究、設計、規(guī)劃等都有及其重要的意義。但是多年以來，這些數(shù)據(jù)的獲得缺乏科學依據(jù)，基本依靠維護工人的經(jīng)驗、記憶獲得。在城市排水管網(wǎng)運行管理幾乎停留在定性分析方面，更談不上定量分析。

3 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測信息系統(tǒng)的優(yōu)勢

3.1 先進技術

要解決上述排水管網(wǎng)管理的問題，通過采取先進成熟的技術手段，建設一套功能實用，運行穩(wěn)定的運行監(jiān)測系統(tǒng)，實時掌握城市排水管網(wǎng)運行的各項技術指標和變化規(guī)律，也就是將排水管網(wǎng)運行管理方面所需要的各類指標實時采集、傳輸、處理、分析、匯集整理，以滿足管理工作的需要，達到隱蔽工程排水管網(wǎng)運行全過程的透明化、數(shù)量化監(jiān)控并利用現(xiàn)代通信與計算機技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化處理，使城市排水管網(wǎng)運行管理水平達到質(zhì)的飛躍。如城市管網(wǎng)監(jiān)測SCADA Supervisory Control AndData Acquisition 系統(tǒng)，是在PLC可編程邏輯控制器技術的基礎上，結合了遠程通信技術、網(wǎng)絡技術、計算機技術而發(fā)展起來新型通用測控系統(tǒng)。它既保留了PLC現(xiàn)場測控的功能，又能通過遠程網(wǎng)絡通信協(xié)議實現(xiàn)遠程測控，實現(xiàn)遠程設備的遙測（Tele-Metering）遙控（Tele-Contro1）遙訊（TeleSinga1）遙調(diào)（Tele-Adjusting）。利用SCADA系統(tǒng)有效監(jiān)測和管理城市污水排放及排污管網(wǎng)情況，能夠準確及時地反映排水管網(wǎng)和檢查井等構筑物以及污水干管的水質(zhì)情況，實時監(jiān)視和控制重點工業(yè)污水排放單位的水質(zhì)、水量、可燃性氣體百分比，為管理部門提供決策資料，同時起到污水排放監(jiān)督，保護城市環(huán)境的作用。

3.2 先進設備

以水量監(jiān)測為例，水量監(jiān)測一般通過流量計直接測量。鑒于排水管道內(nèi)部環(huán)境復雜多變，選擇流量計需要做到日常免維護，無需人工值守等特點，實際經(jīng)驗表明，ISCO型面積速度法流量計性能優(yōu)良，對排水管道紊流、逆流等狀況能記錄并發(fā)出報警信號，適應能力強，能滿足在排水管道流量監(jiān)測的需要，且該儀器具有較寬水位測量范圍、較高測量精度，對滿流和一定程度的反向流速度面積探頭同樣能獲得準確的數(shù)據(jù)。

4 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測信息系統(tǒng)建設的意義

針對排水管網(wǎng)管線復雜、隱蔽性強的特點，建立城市排水管網(wǎng)在線監(jiān)測信息系統(tǒng)是科學、有效地管理城市排水管網(wǎng)的前提和基礎。通過對排水管網(wǎng)水質(zhì)、水量、有毒有害氣體、可燃性氣體的在線監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，可實時從全局掌握整個管網(wǎng)運行狀況，明確顯示水質(zhì)狀況、水量變化、有毒有害氣體濃度、可燃氣體百分比，有效識別淤積管段，評估管道養(yǎng)護效果，為制定管道管理、養(yǎng)護方案、管網(wǎng)運行調(diào)度、養(yǎng)護管理、排水事故分析、防汛快速響應和應急處理、排水管網(wǎng)改造升級以及排水管道的工程監(jiān)管等方面提供了有效的數(shù)據(jù)支持，有效減少了相應行政成本與人力成本的投入。

參考文獻

[1]雷景峰.水位監(jiān)測信息系統(tǒng)在排水管網(wǎng)管理中的應用[J].中國給水排水.

[2]鄭志佳，李紹秀.流量監(jiān)測在排水管網(wǎng)中的應用[J].能源與環(huán)境.

作者簡介：楊春（1987，3-），陜西藍田人，現(xiàn)從事排水監(jiān)測工作及水質(zhì)分析相關工作。