北京清環(huán)智慧趙冬泉：如何做基于在線流量監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)入流入滲的分區(qū)識(shí)別
時(shí)間：2019-08-19
來(lái)源：中國(guó)水網(wǎng)
作者：宋天辰
隨著污水廠提質(zhì)增效時(shí)代來(lái)臨，污水管網(wǎng)精細(xì)化管理、數(shù)據(jù)化管理需求日益增長(zhǎng)。在2019(第十一屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇上，北京清環(huán)智慧水務(wù)科技有限公司總經(jīng)理、教授級(jí)高工趙冬泉介紹了基于在線流量監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)入流入滲分區(qū)識(shí)別。
隨著污水廠提質(zhì)增效時(shí)代來(lái)臨，污水管網(wǎng)精細(xì)化管理、數(shù)據(jù)化管理需求日益增長(zhǎng)。在2019(第十一屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇上，北京清環(huán)智慧水務(wù)科技有限公司總經(jīng)理、教授級(jí)高工趙冬泉介紹了基于在線流量監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)入流入滲分區(qū)識(shí)別。
以下為趙冬泉現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言內(nèi)容(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)本人審閱)
為什么要做入流入滲分析?
趙冬泉指出，入流入滲分析由三大需求推動(dòng)：
一、政策文件要求
《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案(2019~2021年)》文件對(duì)管網(wǎng)數(shù)據(jù)更新檢測(cè)提出明確要求。文件要求建立污水管網(wǎng)排查和周期性檢測(cè)制度，全面排查污水管網(wǎng)等設(shè)施功能狀況、錯(cuò)接混接等基本情況及用戶接入情況;依法建立市政排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)信息化、賬冊(cè)化管理。落實(shí)排水管網(wǎng)周期性檢測(cè)評(píng)估制度，建立完善基于GIS系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，逐步建立以5~10年為一個(gè)排查周期的長(zhǎng)效機(jī)制。
二、管網(wǎng)現(xiàn)狀需求
當(dāng)前，許多城市管網(wǎng)入流入滲現(xiàn)象較為嚴(yán)重，尤其在降雨充沛、地下水位較高的南方地區(qū)，清水侵占污水管道問(wèn)題突出。
圖1 排水管網(wǎng)入流入滲原因
三、行業(yè)需求
排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)具有動(dòng)態(tài)感知預(yù)警的功能，起到輔助市政設(shè)施規(guī)劃和運(yùn)行管理的作用，能夠滿足行業(yè)關(guān)于城市管理、應(yīng)急預(yù)警等等多方面需求：
圖2 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的功能及作用
圖3 排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的需求
怎么做排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)?
一、總體思路
趙冬泉表示，管網(wǎng)目前的核心問(wèn)題是運(yùn)行狀態(tài)不清、管理難度大和分析診斷困難。想摸清管網(wǎng)問(wèn)題，首先需要可靠的數(shù)據(jù)，包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。因此數(shù)據(jù)收集方案和設(shè)備是非常重要的。
二、關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)需要具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析能力、模型診斷能力，幫助分析診斷排水管網(wǎng)系統(tǒng)。需要具備通過(guò)監(jiān)測(cè)反饋，對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控的能力。
圖4 監(jiān)測(cè)分析總體技術(shù)路線
三、實(shí)施要點(diǎn)
趙冬泉認(rèn)為，進(jìn)行管網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)該基于現(xiàn)有點(diǎn)位的需求和整個(gè)管理的需求，先抽選點(diǎn)位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察，確定能否安裝收集設(shè)施。在數(shù)據(jù)收集設(shè)施安裝完成后，數(shù)據(jù)質(zhì)量的追蹤工作非常重要，一方面要確認(rèn)安裝的點(diǎn)位能否收集到有效數(shù)據(jù)，另一方面要確認(rèn)這些數(shù)據(jù)有無(wú)必要長(zhǎng)期持續(xù)獲得。在此過(guò)程中，需要團(tuán)隊(duì)對(duì)監(jiān)測(cè)方案持續(xù)優(yōu)化完善。
管網(wǎng)監(jiān)測(cè)難點(diǎn)之一在于其高度系統(tǒng)化，趙冬泉表示，因此考慮管網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，需要建立從源-網(wǎng)-站-廠-河整個(gè)系統(tǒng)化的角度，考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)的鋪設(shè)。用大量低成本、高穩(wěn)定的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)源頭的監(jiān)測(cè)，在分支節(jié)點(diǎn)和主干節(jié)點(diǎn)上，有適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)布設(shè)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)的流量和處置情況監(jiān)測(cè)，在泵站和廠站的上下游需要有量化的監(jiān)測(cè)，以支持團(tuán)隊(duì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)全面的了解和上下游關(guān)聯(lián)的了解。
圖5 整體化監(jiān)測(cè)體系
趙冬泉指出，通過(guò)專業(yè)化的設(shè)備、專業(yè)化的人、專業(yè)化的實(shí)施能力提供服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活高效的數(shù)據(jù)獲取，獲得更加低成本、高效率、及時(shí)的數(shù)據(jù)以支持管理、規(guī)劃和應(yīng)急的需求。趙冬泉認(rèn)為操作上需要分片區(qū)的降雨水平以支持對(duì)降水過(guò)程的典型事件分析和數(shù)據(jù)分析。
圖6 排水管網(wǎng)臨時(shí)測(cè)量服務(wù)
鑒于排水管網(wǎng)環(huán)境的特殊性，趙冬泉認(rèn)為，排水管網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備需要具有較高安全防控等級(jí)、結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通訊能力、不受井蓋屏蔽和水淹沒(méi)的干擾及不能斷流四個(gè)特征。
圖7 管網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備特點(diǎn)
圖8 設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)照片
如何實(shí)現(xiàn)入流入滲分區(qū)識(shí)別?
一、量化結(jié)論
結(jié)合案例，趙冬泉表示，首先在監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇時(shí)，需要結(jié)合管網(wǎng)整體系統(tǒng)明確每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所收集數(shù)據(jù)的意義，每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)用于臨時(shí)監(jiān)測(cè)或長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。在收集數(shù)據(jù)后，可以首先對(duì)單點(diǎn)進(jìn)行量化分析，累計(jì)流量，在積累數(shù)據(jù)后各點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)將會(huì)很容易獲得。趙冬泉指出，從數(shù)據(jù)中分析獲得的流量關(guān)系可以與現(xiàn)狀流量、人口數(shù)據(jù)相比，所得的矛盾與不匹配的結(jié)論就是最急需解決的問(wèn)題。
圖9 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)優(yōu)化調(diào)整
圖10 單點(diǎn)數(shù)據(jù)量化分析
圖11 單點(diǎn)雨水入流量化分析
二、分區(qū)排序
在布點(diǎn)完成后，可以將每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、上游服務(wù)片區(qū)按照入流入滲進(jìn)行標(biāo)記，從而獲知片區(qū)中哪些區(qū)域最需要治理，將有限的預(yù)算用在解決最突出的問(wèn)題。
圖12 入流入滲量分區(qū)分析
三、精細(xì)排查
趙冬泉表示，通過(guò)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)，有助于將管網(wǎng)做出合理的分區(qū)，獲得管網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀和診斷情況，從而能支持進(jìn)行下一步精細(xì)化的排查和精細(xì)化的修復(fù);通過(guò)將監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和前端測(cè)繪工作整合形成整體診斷結(jié)果，支持管網(wǎng)提質(zhì)增效和管網(wǎng)整體問(wèn)題識(shí)別。
附：中規(guī)院(北京)公司生態(tài)市政院院長(zhǎng)王家卓點(diǎn)評(píng)與行業(yè)建議：
首先，因?yàn)榕潘恳惶?4小時(shí)內(nèi)變化相當(dāng)大，所以若沒(méi)有數(shù)據(jù)的支撐，制訂規(guī)劃方案會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題。北京清環(huán)智慧水務(wù)科技有限公司做的事情很有意義。
第二，企業(yè)模式要不斷創(chuàng)新。過(guò)去一些企業(yè)購(gòu)置一批設(shè)備后就閑置，或者雖然收集了數(shù)據(jù)但不加以進(jìn)一步利用，成為了電子垃圾。
第三，對(duì)于企業(yè)來(lái)講，合理的優(yōu)化布局非常關(guān)鍵。
第四，實(shí)現(xiàn)污水提質(zhì)增效時(shí)，如何確定水量平衡關(guān)系也很重要。同樣是做一平方公里，做哪里最有成效?最能找出問(wèn)題?這是事倍功半或是事半功倍的問(wèn)題，一個(gè)有用的模型不可能脫離前端的數(shù)據(jù)支撐。
