淺談排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

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

關(guān)鍵詞：城市排水管網(wǎng)；在線監(jiān)測(cè)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(shè)施，直接影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活得安定，在城市發(fā)展和安全運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著城市的迅速發(fā)展，城市排水管網(wǎng)脈絡(luò)也越來越龐大和復(fù)雜，故對(duì)排水管網(wǎng)的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)管理的要求也日益提高。但是，管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)工作中缺乏掌握其真實(shí)運(yùn)行狀況的手段，也難以評(píng)估日常養(yǎng)護(hù)管理的效果，遇到洪澇等緊急情況也無法依據(jù)管內(nèi)實(shí)時(shí)狀況制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。鑒于以上所述，提出通過對(duì)管網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的建設(shè)，通過監(jiān)測(cè)管內(nèi)水位、流量、可燃性氣體的實(shí)時(shí)變化情況，以便管理者掌握管內(nèi)實(shí)際狀況及正確部署緊急狀況下的應(yīng)急措施，不斷提高排水管網(wǎng)的運(yùn)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(shè)水平和投資的快速發(fā)展相比，排水管網(wǎng)運(yùn)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(yàn)的管理模式。而管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，只有通過工作人員打開井蓋觀察的方式去了解。對(duì)于排水管網(wǎng)的運(yùn)行狀況是否符合原設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)也進(jìn)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(gè)文件分塊存儲(chǔ)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，只實(shí)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(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征。對(duì)于管道的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，包括水位、流速、流量、有毒有害氣體等指標(biāo)，一直無法準(zhǔn)確的掌握。因而，無法更好地指導(dǎo)管網(wǎng)改造工程的實(shí)施，維護(hù)好排水管網(wǎng)正常運(yùn)行，也不能為設(shè)計(jì)單位提供翔實(shí)可靠的原始資料。

2 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)建設(shè)的必要性

2.1 城市化發(fā)展導(dǎo)致雨洪災(zāi)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(qiáng)度較大時(shí)，雨水徑流量增大，雨水管網(wǎng)中洪峰流量提早出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致排水不暢，道路積水，嚴(yán)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(shè)存在不足

城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)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(kuò)容空間，只能通過強(qiáng)化管理提高管網(wǎng)排水能力。

2.3 排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)管理缺乏有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)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(dǎo)致混接的雨水管網(wǎng)嚴(yán)重淤積，同時(shí)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(dǎo)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(hù)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(shí)，因?yàn)槭堑叵码[蔽工程，城市排水管網(wǎng)運(yùn)行的主要指標(biāo)及參數(shù)：流速、流量、運(yùn)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(biāo)是日常管理必不可少的，對(duì)于管道的維護(hù)、更新改造、搶險(xiǎn)排澇、污水收集，乃至于排水管道的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、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(xué)依據(jù)，基本依靠維護(hù)工人的經(jīng)驗(yàn)、記憶獲得。在城市排水管網(wǎng)運(yùn)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(cè)信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

3.1 先進(jìn)技術(shù)

要解決上述排水管網(wǎng)管理的問題，通過采取先進(jìn)成熟的技術(shù)手段，建設(shè)一套功能實(shí)用，運(yùn)行穩(wěn)定的運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握城市排水管網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和變化規(guī)律，也就是將排水管網(wǎng)運(yùn)行管理方面所需要的各類指標(biāo)實(shí)時(shí)采集、傳輸、處理、分析、匯集整理，以滿足管理工作的需要，達(dá)到隱蔽工程排水管網(wǎng)運(yùn)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(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理，使城市排水管網(wǎng)運(yùn)行管理水平達(dá)到質(zhì)的飛躍。如城市管網(wǎng)監(jiān)測(cè)SCADA Supervisory Control AndData Acquisition 系統(tǒng)，是在PLC可編程邏輯控制器技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了遠(yuǎn)程通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)而發(fā)展起來新型通用測(cè)控系統(tǒng)。它既保留了PLC現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控的功能，又能通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的遙測(cè)（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(cè)和管理城市污水排放及排污管網(wǎng)情況，能夠準(zhǔn)確及時(shí)地反映排水管網(wǎng)和檢查井等構(gòu)筑物以及污水干管的水質(zhì)情況，實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制重點(diǎn)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(shí)起到污水排放監(jiān)督，保護(hù)城市環(huán)境的作用。

3.2 先進(jìn)設(shè)備

以水量監(jiān)測(cè)為例，水量監(jiān)測(cè)一般通過流量計(jì)直接測(cè)量。鑒于排水管道內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜多變，選擇流量計(jì)需要做到日常免維護(hù)，無需人工值守等特點(diǎn)，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，ISCO型面積速度法流量計(jì)性能優(yōu)良，對(duì)排水管道紊流、逆流等狀況能記錄并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，適應(yīng)能力強(qiáng)，能滿足在排水管道流量監(jiān)測(cè)的需要，且該儀器具有較寬水位測(cè)量范圍、較高測(cè)量精度，對(duì)滿流和一定程度的反向流速度面積探頭同樣能獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

4 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)建設(shè)的意義

針對(duì)排水管網(wǎng)管線復(fù)雜、隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)，建立城市排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)是科學(xué)、有效地管理城市排水管網(wǎng)的前提和基礎(chǔ)。通過對(duì)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(cè)和數(shù)據(jù)分析，可實(shí)時(shí)從全局掌握整個(gè)管網(wǎng)運(yùn)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?xì)怏w百分比，有效識(shí)別淤積管段，評(píng)估管道養(yǎng)護(hù)效果，為制定管道管理、養(yǎng)護(hù)方案、管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度、養(yǎng)護(hù)管理、排水事故分析、防汛快速響應(yīng)和應(yīng)急處理、排水管網(wǎng)改造升級(jí)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(yīng)行政成本與人力成本的投入。

參考文獻(xiàn)

[1]雷景峰.水位監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)在排水管網(wǎng)管理中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水.

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

作者簡(jiǎn)介：楊春（1987，3-），陜西藍(lán)田人，現(xiàn)從事排水監(jiān)測(cè)工作及水質(zhì)分析相關(guān)工作。