城市排水管网流量监测

城市污水管网流量监测系统的设计与实现张健;覃翠;余辉龙;赵静【摘要】There is no efficient way other than manual detection regarding maintenance and management of urban sewage pipe networks.To address this problem this paper proposes a system to detect flow of sewage pipe networks in cities based on plug-in multifactor probes.The system is able to improve the management of urban sewage discharges and lower the maintenance costs of sewage networks by means of automatic real-time detection.In application it can detect and warn any flow of sewage and spot fault points.%针对城市污水管网的维护和管理只能采取人工检测方式而缺乏有效手段的问题，提出基于插入式多因子探头的城市污水管网流量监测系统。

该系统实现对污水管网中污水流量的自动实时监测，提高城市的污水排放管理水平，降低污水管网的维护成本。

在实际应用中，可以实现对污水流量的监控、预警和故障点的报警定位等功能。

【期刊名称】《南京工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(014)001【总页数】4页(P28-31)【关键词】污水管网;流量监控;多因子探头【作者】张健;覃翠;余辉龙;赵静【作者单位】南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167;南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167;南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167;南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167【正文语种】中文【中图分类】TU992目前国内城市管网排水系统的运营现状普遍不尽如人意,时常发生雨天道路积水等现象,给城市环境和市民生活带来较为严重的影响.发生上述现象主要由于雨、污水管道混接,地下水过量渗入,已建管道系统不完善,管道淤积和堵塞等原因导致排水能力下降[1].由于地下管网排水管道系统的情况比较复杂,系统的图纸档案缺失现象普遍,又缺乏科学可靠的手段进行检测,因此排水系统的状况往往凭借经验判断而缺乏科学的诊断依据,给系统维护、管理与改造的方案决策带来困难[2].对管道内水流情况变化的精确监测有助于准确评估管道的运行状况,提高排水系统改造决策的科学性与系统的运行管理水平[2].本文设计一个国内污水管网在线监测系统,可以实现对城市污水管网中的地下污水流量进行实时监测,并利用监测数据辅助污水管网的管理与维护.整个系统由流量液位计、无线网络和后台服务器三部分组成(见图1).流量液位计安装在污水管网中,测量一个污水管中的流量,整个系统有多个测量点.无线网络采用3G信号,将测量得到的数据传送到后台服务器.后台服务器采用大数据技术,分析采集到的污水管网中的各点流量数据,作出管网运行正常或需要维护的判断.1.1 流量液位计流量液位计采用插入式多因子监测探头,如图2所示.使用三组收集原始流量信息的传感器:一对多普勒峰值速度传感器、一个压力水位传感器和一个水温传感器.主机根据预先设定的时间间隔接收从监测探头传来的原始速度和液位数据并进行分析处理,计算出流量,并将监测数据通过无线网络实时上报监控中心.探头采用多普勒频移技术测量污水流速V,如图3所示.流体中的颗粒(固体或者气泡)使超声信号产生频率偏移,频率偏移和颗粒的流速成比例关系,通过测量频率偏移从而得到流速.同时,探头采用陶瓷压力传感器,通过监测水压计算出液位H.当液位小于管径时,非满管.通过液位计算污水流过的截面乘以多普勒传感器测得的流速,计算出污水流量. 探头上安装温度传感器测量污水温度T,用于补偿多普勒传感器由温度引起的本振频率偏移，减少因温度变化对流速测量精度的影响.将上述探头获得的数据V、H、T,传送到ARM处理器,则单位时间内的流量为式中:Q为单位时间内的流量;S(H)为根据液位高度和污水管道横截面计算出的污水横截面;V(T)为经温度补偿后得到流速.整个监测设备安装固定在略低于窨井井盖的位置,监测探头以插入方式安装固定于污水管道中.该设备能够在苛刻的条件下连续测量而没有漂移,能够在更长的维护间隔内工作,提供更加准确的流量数据,如图4所示.1.2 无线传输网络监测装置采取间歇测量、定时发送的方式.数据内容只包含该测量点的污水流量,数据大小只需2—3个字节.发送的间隔可以通过后台服务器设置,当城市污水较大时,可以采用较小的发送间隔,从而能更好地提供预警等功能.无线网络采用3G网络,并通过短信的方式发送给后台服务器.1.3 后台服务器后台服务器采集了大量的污水流量数据,通过对这些数据的分析与处理可以实现功能:1) 管网监测信息实时查询显示.监测设备获取排水管网运行数据后,生成监控区域内管网运行信息动态监测画面.为方便用户决策,可实现流量液位和运行监控两种模式.流量液位模式显示流量计、液位计、泵站进水流量等;运行监控模式显示监测管段的管道充满度、泵前液位等.管理人员可远程监测管辖区域内管网系统的当前运行状态,为该区域的管网运行联合应急调度决策的及时制定提供辅助依据,充分发挥排水系统管网设施的运行能力.2) 在线报警.在线报警功能主要对实时监测的数据进行分析,对各类运行设备的运行状态进行自动判断,并将在线监控的数据与系统的预设标准进行对比分析.如果排水设施运行过程中的监测值超标及监测设备发生故障或失去监测数据时,系统将自动发出报警信息,并以不同的警戒颜色显示,以提醒管理人员和相关部门对异常进行处理,从而保障城市排水系统安全稳定地运行.自动报警功能包括实时报警信息显示和历史报警信息统计两方面内容.3) 入流入渗数据统计分析.由于管道错接、地下水入渗等原因引发的过量入流入渗量问题,不仅降低了管道系统的设计负荷,影响排水系统的正常功能,同时造成系统溢流频率增加,污染负荷加重,成为困扰排水系统正常运作的顽疾.系统利用连续监测数据,通过分析监测点和监测点上下游间的水量水位关系,确定降雨入流入渗的情况.为排查污水管网运行情况,特别是查找超负荷运行管线提供帮助,辅助管理部门制定解决对策.目前,该系统已在国内某市的地下污水管网中试运行,监测探头安装如图5所示.流量计上传的信息被传输到后台服务器以后,被存储在系统内,并可显示在屏幕上,如图6所示,便于监控中心值班人员实时监测.系统根据流量判断管网液位流量变化异常或超过警戒线,实时预警.综合多个监测点的信息后,根据污水管网的分布与多点之间流量变化的情况,可以判断污水管网中出现堵塞点或溢流点的情况,监控中心值班人员可以图上定位,启动应急事件处理工作流,监控事件处理全过程.城市污水管网监测系统可以通过监测污水流量,对管网中流量超过警戒线的情况提出实时预警,提高城市污水排放管理水平,同时对污水管网可能出现的故障点进行快速判断与定位,提高故障处理的反应速度.城市污水管网监测系统是实现智慧城市的重要组成部分.【相关文献】[1] 刘映东.城市污水处理现状及其发展趋势分析[J].资源节约与环保,2015(2):161.[2] 胡学斌,颜文涛,何强.基于GIS的城市污水管网监测维护决策支持系统设计[J].重庆大学学报：自然科学版,2010(7):108-114.[3] 刘继线.基于力控软件平台的城市污水管网调度系统应用[J].中国给水排水,2014,30(21):91-94.[4] 俞亚珍.VPN技术在城市污水管网泵站中的应用[J].自动化与仪器仪表,2014(4):105-106.[5] 于宵云.卫星收发机宽温度范围多普勒估计与补偿技术实现[C]//Proceedings of 2010 Asia-Pacific Conference on Information Theory, APCIT， 2010.。

管网工程检测方案一、前言随着城市化进程的加快和城市基础设施的不断完善，管网工程在城市中扮演着越来越重要的角色。

而管网工程的质量和安全直接关系到城市居民的生活质量和安全，因此，对管网工程进行定期检测和评估显得尤为重要。

本文将对管网工程检测方案进行详细的介绍，包括检测目的、检测内容、检测方法、检测设备及检测报告等方面，以期提高管网工程的质量和安全水平。

二、检测目的管网工程检测的目的在于对管网系统进行全面、系统的评估和监测，发现管网工程存在的问题，保障居民生活用水和排水的安全和便利，降低管网工程的维护成本，延长管网的使用寿命。

三、检测内容1.水质检测：对供水管网和排水管网的水质进行检测，包括水质的PH值、浑浊度、氨氮含量、重金属含量、细菌含量等指标。

2.管道材质检测：对供水管道和排水管道的材质进行检测，包括管道的材质、厚度、耐压性能等指标。

3.管道连接处检测：对管网系统的连接处进行检测，包括管道的接口处是否漏水、是否存在腐蚀等问题。

4.管道周围环境检测：对管道周围的环境进行检测，包括土壤的PH值、含水量、渗透性等指标。

5.管网系统的流量检测：对供水管网的流量和排水管网的排水能力进行检测，确保管网系统的正常运行。

四、检测方法1.水质检测方法：常规使用采样、实验室检测和在线检测相结合的方法进行水质检测。

2.管道材质检测方法：使用无损检测技术对管道进行材质检测，包括超声波检测、磁粉检测、射线检测等。

3.管道连接处检测方法：使用压力测试和漏水检测仪器对管网系统的连接处进行检测。

4.管道周围环境检测方法：使用土壤采样和实验室测试的方法对管道周围的土壤环境进行检测。

5.管网系统的流量检测方法：使用流量计和压力计对管网系统的流量和排水能力进行检测。

五、检测设备1.水质检测设备：包括采样瓶、实验室设备和在线检测设备。

2.管道材质检测设备：包括超声波检测仪、磁粉检测仪、射线检测仪等。

3.管道连接处检测设备：包括压力测试仪、漏水检测仪等。

排水管网检测管理制度最新一、总则为规范排水管网的检测工作，提高排水管网的安全性和稳定性，保障城市排水系统的正常运行，特制定本管理制度。

二、适用范围本管理制度适用于城市排水管网的检测工作。

三、检测责任1.城市排水管理部门负责整体排水管网的检测工作。

2.排水管网检测单位负责具体排水管网的检测工作。

四、排水管网检测内容1.排水管网的内部结构和材质的检测。

2.排水管网的堵塞和破损情况的检测。

3.排水管网的流速和流量的检测。

4.排水管网的压力和温度的检测。

5.排水管网的污染和臭气情况的检测。

五、检测方法1.排水管网的内部结构和材质的检测采用无损检测技术。

2.排水管网的堵塞和破损情况的检测采用摄像头检测技术。

3.排水管网的流速和流量的检测采用流速计和流量计。

4.排水管网的压力和温度的检测采用压力计和温度计。

5.排水管网的污染和臭气情况的检测采用空气质量检测仪和臭氧检测仪。

六、检测标准1.排水管网的内部结构和材质符合国家标准和行业标准。

2.排水管网的堵塞和破损情况不超过5%。

3.排水管网的流速和流量符合国家标准和行业标准。

4.排水管网的压力和温度符合国家标准和行业标准。

5.排水管网的污染和臭气情况符合国家标准和行业标准。

七、检测报告1.每次检测结束后，排水管网检测单位需出具检测报告。

2.检测报告需包含检测过程、检测结果、问题反馈和改进意见等内容。

3.检测报告需提交给城市排水管理部门和相关单位。

八、检测周期1.城市排水管理部门需制定排水管网的检测周期。

2.排水管网的检测周期不得超过3年。

3.对于老化严重的排水管网可以适当缩短检测周期。

九、检测记录1.排水管网检测单位需建立排水管网的检测记录。

2.检测记录需包括检测时间、检测内容、检测结果等信息。

3.检测记录需保存至少5年。

十、监督管理1.城市排水管理部门需对排水管网的检测工作进行监督管理。

2.对于检测不合格的排水管网，需要及时做出整改措施。

十一、附则1.本管理制度自发布之日起生效。

排水管网检测制度范本一、总则第一条为了确保城市排水管网的安全、稳定运行，提高城市排水能力，保障城市排水系统与城市发展相适应，制定本制度。

第二条本制度适用于城市排水管网的检测、评估、修复和改造等管理工作。

第三条城市排水管网检测工作应遵循科学、规范、安全、高效的原则，确保检测结果的真实性和可靠性。

第四条城市排水管网检测工作应由具有相应资质的专业机构承担，检测人员应具备相应的专业技术资格。

第五条城市排水管网检测结果应作为城市排水管网规划、设计、建设和管理的重要依据。

二、检测内容与方法第六条城市排水管网检测内容包括：（一）排水管网的基础信息调查，包括管线走向、管径、管材、连接方式等；（二）排水管网的结构完整性检测，包括管道变形、裂缝、沉降等；（三）排水管网的功能性检测，包括流量、流速、水质等；（四）排水管网的泄漏检测，包括泄漏位置、泄漏量等；（五）排水管网的附属设施检测，包括检查井、排水泵站等。

第七条城市排水管网检测方法包括：（一）现场巡查；（二）闭路电视（CCTV）检测；（三）声纳检测；（四）地下雷达检测；（五）水质分析；（六）其他先进的检测技术。

三、检测程序与流程第八条城市排水管网检测程序分为：检测计划制定、检测方案设计、检测实施、检测结果分析与评估、检测报告编制五个阶段。

第九条检测计划制定：根据城市排水管网的实际情况，制定年度检测计划，明确检测范围、检测内容、检测时间等。

第十条检测方案设计：根据检测计划，设计具体的检测方案，包括检测方法、检测设备、检测人员、安全措施等。

第十一条检测实施：按照检测方案进行现场检测，检测人员应严格遵守安全操作规程，确保检测过程的安全和顺利进行。

第十二条检测结果分析与评估：对检测数据进行整理、分析，评估排水管网的运行状况，提出整改建议。

第十三条检测报告编制：根据检测结果，编制检测报告，报告应包括检测概况、检测结果、评估分析、整改建议等内容。

四、检测结果处理与运用第十四条城市排水管网检测结果应作为以下工作的依据：（一）排水管网规划与设计；（二）排水管网建设与改造；（三）排水管网运行与管理；（四）排水管网故障排查与处理；（五）排水管网安全评估与风险管理。

排水管网检测方案概述排水管网是城市和建筑物中必不可少的基础设施，为了确保排水系统的正常运行，必须对排水管网进行定期检测。

排水管网检测方案旨在提供一种综合性的方法，来评估管网的状态和健康状况，以及检测任何潜在问题和损坏。

目的1.评估管网的结构、材料和连接状况。

2.检测排水管道中的任何损坏或漏水。

3.评估管道的流量和排放能力。

4.确定管道是否需要维修或更换。

5.为管道维护和管理提供数据支持。

检测方法以下是一些常用的排水管网检测方法：1.高压水冲洗：使用高压水冲洗管道的内侧，以清除积聚在管道内壁的污垢和沉淀物。

2.管道瑕疵检测：使用摄像机和其他传感器技术检测管道内的瑕疵和损坏。

这些技术可以识别管道中的裂缝、腐蚀、树根入侵等问题。

3.管道漏水检测：使用渗漏探测仪和其他声音分析装置，检测管道中的漏水。

这些仪器可以通过检测水流声和压力变化来确定管道是否存在漏水问题。

4.管道流量测量：使用流量计和压力传感器等仪器，测量管道内的流量和水压。

这些数据可以用来评估排水系统的排放能力和任何瓶颈。

5.放射性测量：使用放射性测量仪器，检测地下管道中可能存在的裂缝和泄漏。

6.材料测试：对管道材料进行物理和化学测试，以评估其强度、耐久性和稳定性。

检测计划以下是一个基本的排水管网检测计划的示例：1.初始评估：对整个排水管网进行全面评估，记录管道的位置、尺寸、材料和连接状况。

2.清洁和冲洗：使用高压水冲洗管道的内壁，清除积聚的污垢和沉淀物。

3.摄像检测：使用摄像机和其他传感器技术，检测管道内的瑕疵和损坏。

对于发现的问题，建立详细的记录，包括照片和描述。

4.漏水检测：使用渗漏探测仪和声音分析装置，对管道进行漏水检测。

在检测到漏水的情况下，准确记录漏点的位置和严重程度。

5.流量测量：使用流量计和压力传感器等仪器，测量管道内的流量和水压。

记录测量结果，评估排水系统的排放能力。

6.放射性测量：对地下管道进行放射性测量，以检测潜在的裂缝和泄漏。

排水管网探测技术方案排水管网探测分为探查、测量两个步骤，应按照《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61-2017）、《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）、长江大保护城市水环境治理工程地下管线调查与检测评估实施技术导则（Q/CTG 249-2019）、《长江大保护城市地下排水管线数据入数据库要求》（Q/CTG 250-2019）等相关准则执行。

排水管网探测范围包含经开区所有具有排水系统的排水单元。

1.1排水管网探查1.1.1一般规定排水管网探查应查明排水单元排水管线（包括立管）基本信息、基本属性、埋深等。

基本信息包括：①排水单元名称、排水单元位置（相邻市政道路）、占地面积（平方米）等；②排水单元的排水体制（分流制/合流制）；③排水单元排水管网与市政、相邻排水单元的接驳关系，接驳位置（检查井、暗埋点）应录入数据库，备注“接驳井”，定位上图并注记，扯旗注记的横线要水平（这是形式），注记内容比如接市政的就注记“接市政”，接小区（厂区）的就注记“接小区（厂区）”，字体统一为，宋体、字高0.8，黑色，单独图层。

基本属性包括管类（污水、雨水、合流）、材质、管径/断面尺寸、流向、特征或附属物、井盖材质、形状及尺寸（以毫米为单位）、管道淤积度和充满度、所在道路（小区）、埋设方式、建设年代、权属单位等。

排水管线属性信息调查的外业记录可以采用外业调查记录表、外业调查工作手图或外业记录PDA多种形式，要求连接关系明确、属性信息正确完整、记录清晰可查。

管线材质调查，要正确区分常见的材质类型，如：钢筋混凝土（明沟）、玻璃钢、陶瓷、HDPE、PE、PVC等；管径调查应着重注意变径，管线变径的检查井/点位置要调查准确，对于调查属大小管情形的要核查准确。

埋深信息包括井底埋深和管道埋深等。

重力自流排水管道的管道埋深以管道内底埋深为准，压力排水管道的埋深以管道外顶埋深为准，管道埋深调查按下列要求执行：①管道埋深调查过程中，应注意跌水井的埋深调查，各方向管道埋深要逐个实量并一一记录；②管道埋深调查应采用“L”形排水杆；③管线数据库建立后，应统计出所有管段的逆坡和坡度情况汇总表。

排水管网排口监测系统解决方案系统概述排水管网排口监测系统通过在雨污水排口布设排口流量计、水质监测仪等设备，实时掌握排口流量、水质、河道液面高度以及现场视频状况，实现雨污水排口状态的实时感知和城域化汇集管理，并通过传输网络将采集到的数据接入到各个应用系统中，实现实时监测告警，通过现场真实画面反馈排口运行情况。

系统架构1、感知层感知层的设备通过传感网络获取感知信息。

感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

2、网络层网络层是数据通信的核心，是数据传输的主要通道，网络层主要采用NB-IoT通信网络，具备覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。

3、通信服务层通信服务层由物联网设备管理平台组成，实现数据的汇集与管理，为管网监测平台及其他应用平台提供专业、便捷的数据接口服务。

4、应用层应用层为运维部门、管线权属单位、大数据局、运维管理、决策分析等信息服务。

系统功能1、实时监测告警实时监测排水管网气象状况，根据预先设定报警规则，实现气象异常情况告警。

2、GIS地图展示在电子地图上显示监测点位、基本信息、实时状态等。

3、调度运行对排水管网分区气象异常分析、处理，高效协调相关部门的协同工作。

4、视频监控获取有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆。

5、数据分析对大量的排口监测数据进行重组、汇总及对比分析，挖掘出有利于提升排水管网排口管理水平和效率的有价值数据。

系统特点1、易于集成系统提供设备底层通讯协议及多种语言的数据接入解析demo程序、协议解析库，30分钟即可完成设备数据调用接口集成。

2、扩展性强系统对传感器监测项做了对应的扩展预留设计；系统的管理业务流程具备可扩展性；软件平台应用子系统预留了接口具备扩展性。

3、实时性高基于4G无线传输，传输距离远、信号强度高、数据传输稳定。

在现式实时上传监测数据，当监测数据超出阈值，立即触发告警机制，通知运维人员快速做出相应。

4、专业设备设备大多采用防爆、防水、防尘等设计，结合管网实际情况进行专业的安装方案设计，使用寿命长，安装简单、维护方便。

排水管网监测系统、排水管网在线监测系统案例分享
一、应用背景：
排水管网监测系统为某市“智慧城市”建设的一部分。

通过该系统，有关部门能够第一时间掌握道路是否积水、排水是否正常、管道是否堵塞等情况，对城市排水管网的管理起到积极的作用。

在一定程度上，减少了险情的发生，避免了人民生命财产损失。

二、排水管网监测系统简介：
1、现场设备：
采集传输设备：采用平升DATA-6216电池供电型微功耗测控终端（RTU ）。

传感器：美国哈希电磁流量计， RS485串口输出，modbus 协议。

和英国豪迈水位计，232串口输出，modbus 协议。

2、中心要求：
组网：现场有固定IP ，采用公网专线的组网方式。

监控软件：上位机软件采用研华组态。

3、现场供电情况：
无市电，采用锂电池供电，井下安装。

电池供电型液位监测终端
DATA-6216
三、排水管网监测系统管道流量监测现场：。

排水管网清淤疏通、检测方案目录1. 内容描述 (2)2. 排水管网现状评估 (3)2.1 管网基础设施调查 (4)2.2 流量和水质检测 (5)2.3 管网运行状况评价 (6)3. 清淤疏通计划 (7)3.1 清淤疏通过程 (7)3.1.1 西方化学品方案 (9)3.1.2 机械疏通方法 (10)3.1.3 自然介质疏通 (12)3.2 选择合适的疏通技术标准 (13)3.3 清淤效果评估 (15)3.4 疏通设备与材料的准备 (16)4. 检测与监测方案 (17)4.1 检测目标与内容 (18)4.2 监测技术手段 (20)4.3 数据收集与管理 (21)4.4 成果报告与数据展示 (22)5. 风险管理与安全措施 (23)5.1 安全操作规程 (25)5.2 应急响应计划 (26)5.3 健康与环境保护条款 (28)5.4 潜在风险评估 (29)6. 质量保证与控制 (31)6.1 质量管理体系 (32)6.2 监督与审查流程 (33)6.3 成果验收标准 (34)7. 施工与调度安排 (36)7.1 作业计划与材料配送 (37)7.2 人员配置及培训 (38)7.3 施工现场管理 (38)7.4 施工进度与质量控制 (40)8. 预算与成本分析 (41)8.1 项目总预算编制 (41)8.2 成本控制策略 (43)8.3 预算偏差管理 (44)1. 内容描述项目背景与目标：随着城市化进程的加快，排水管网承载着越来越多的排水任务，长期运行易产生淤泥、堵塞等问题，影响排水效果及城市环境。

本项目旨在对排水管网的运行状态进行实时监测，发现问题及时进行清淤疏通，保障管网正常运行。

清淤疏通：针对排水管网中存在的淤泥、沉积物等，采用专业的清淤设备和方法进行清理。

包括管道内窥镜检查、机械清淤、高压水枪冲洗等多种手段，确保管道内壁清洁，提高水流速度。

检测工作：对清理后的排水管网进行全面检测，确保管道无堵塞、无破损等情况。