浅谈排水管网在线监测系统建设

摘 要：管网的在线监测信息系统的建设，为城市发展和安全运行提供有力保障。在线监测系统可去除传统管网管理模式的多种弊端，对排水管网水质、水量、有毒有害气体、可燃性气体等指标进行监测，为排水管网的运行调度、养护管理、快速响应提供有效的数据支持。

关键词：城市排水管网；在线监测系统；管理；信息

城市排水管网系统是城市最基本的保障设施，直接影响社会经济发展和人民生活得安定，在城市发展和安全运行中发挥着至关重要的作用。随着城市的迅速发展，城市排水管网脉络也越来越庞大和复杂，故对排水管网的运行和养护管理的要求也日益提高。但是，管网的实际运行和养护工作中缺乏掌握其真实运行状况的手段，也难以评估日常养护管理的效果，遇到洪涝等紧急情况也无法依据管内实时状况制定相应的应急措施。鉴于以上所述，提出通过对管网的在线监测信息系统的建设，通过监测管内水位、流量、可燃性气体的实时变化情况，以便管理者掌握管内实际状况及正确部署紧急状况下的应急措施，不断提高排水管网的运行管理水平。

1 城市排水管网现状及管理模式

与城市排水管网建设水平和投资的快速发展相比，排水管网运行管理水平一直处于较低的水平，仍然沿用传统的，依靠纸图甚至老工人记忆和经验的管理模式。而管网的运行状况，只有通过工作人员打开井盖观察的方式去了解。对于排水管网的运行状况是否符合原设计的要求，雨污合流情况，专业管理人员并不了解得十分清楚。尽管随着计算机技术的普及和发展，排水管网数据也进行了信息化处理，但通常其信息化和专业化程度都比较低，多采用AutoCAD、Excel等格式的单个文件分块存储排水管网数据，只实現了基本的地图显示和查询功能，无法体现排水管网的复杂网络特征。对于管道的实时运行状况，包括水位、流速、流量、有毒有害气体等指标，一直无法准确的掌握。因而，无法更好地指导管网改造工程的实施，维护好排水管网正常运行，也不能为设计单位提供翔实可靠的原始资料。

2 排水管网在线监测信息系统建设的必要性

2.1 城市化发展导致雨洪灾害频发

随着城市化的迅猛发展，道路硬化面积不断增加，汇流速度变快，使得城市蓄水能力急剧下降，致使降雨强度较大时，雨水径流量增大，雨水管网中洪峰流量提早出现，进而导致排水不畅，道路积水，严重影响了城市交通和民众出行。

2.2 排水管网规划建设存在不足

城市排水管网的规划设计与建设由于历史的原因导致中心城区道路狭窄，地下的各种管网繁多，几乎已无扩容空间，只能通过强化管理提高管网排水能力。

2.3 排水管网养护管理缺乏有效的监测技术手段

大多城市老城区依然采用合流制排水体制，甚至部分排水系统存在雨污混接现象，晴天污水流速较低，导致混接的雨水管网严重淤积，同时有的建筑工地不文明施工，将一些建筑垃圾也排放到污水管网中，导致管网堵塞，有效过流能力也大大减小。由于地下管网本身的隐蔽性，日常养护人员也难以极早发现问题管段和乱排垃圾的用户。同时，因为是地下隐蔽工程，城市排水管网运行的主要指标及参数：流速、流量、运行水位、有毒有害气体含量等都是不能直观地看到。但是，这些指标是日常管理必不可少的，对于管道的维护、更新改造、抢险排涝、污水收集，乃至于排水管道的科学研究、设计、规划等都有及其重要的意义。但是多年以来，这些数据的获得缺乏科学依据，基本依靠维护工人的经验、记忆获得。在城市排水管网运行管理几乎停留在定性分析方面，更谈不上定量分析。

3 排水管网在线监测信息系统的优势

3.1 先进技术

要解决上述排水管网管理的问题，通过采取先进成熟的技术手段，建设一套功能实用，运行稳定的运行监测系统，实时掌握城市排水管网运行的各项技术指标和变化规律，也就是将排水管网运行管理方面所需要的各类指标实时采集、传输、处理、分析、汇集整理，以满足管理工作的需要，达到隐蔽工程排水管网运行全过程的透明化、数量化监控并利用现代通信与计算机技术实现数据自动化处理，使城市排水管网运行管理水平达到质的飞跃。如城市管网监测SCADA Supervisory Control AndData Acquisition 系统，是在PLC可编程逻辑控制器技术的基础上，结合了远程通信技术、网络技术、计算机技术而发展起来新型通用测控系统。它既保留了PLC现场测控的功能，又能通过远程网络通信协议实现远程测控，实现远程设备的遥测（Tele-Metering）遥控（Tele-Contro1）遥讯（TeleSinga1）遥调（Tele-Adjusting）。利用SCADA系统有效监测和管理城市污水排放及排污管网情况，能够准确及时地反映排水管网和检查井等构筑物以及污水干管的水质情况，实时监视和控制重点工业污水排放单位的水质、水量、可燃性气体百分比，为管理部门提供决策资料，同时起到污水排放监督，保护城市环境的作用。

3.2 先进设备

以水量监测为例，水量监测一般通过流量计直接测量。鉴于排水管道内部环境复杂多变，选择流量计需要做到日常免维护，无需人工值守等特点，实际经验表明，ISCO型面积速度法流量计性能优良，对排水管道紊流、逆流等状况能记录并发出报警信号，适应能力强，能满足在排水管道流量监测的需要，且该仪器具有较宽水位测量范围、较高测量精度，对满流和一定程度的反向流速度面积探头同样能获得准确的数据。

4 排水管网在线监测信息系统建设的意义

针对排水管网管线复杂、隐蔽性强的特点，建立城市排水管网在线监测信息系统是科学、有效地管理城市排水管网的前提和基础。通过对排水管网水质、水量、有毒有害气体、可燃性气体的在线监测和数据分析，可实时从全局掌握整个管网运行状况，明确显示水质状况、水量变化、有毒有害气体浓度、可燃气体百分比，有效识别淤积管段，评估管道养护效果，为制定管道管理、养护方案、管网运行调度、养护管理、排水事故分析、防汛快速响应和应急处理、排水管网改造升级以及排水管道的工程监管等方面提供了有效的数据支持，有效减少了相应行政成本与人力成本的投入。

参考文献

[1]雷景峰.水位监测信息系统在排水管网管理中的应用[J].中国给水排水.

[2]郑志佳，李绍秀.流量监测在排水管网中的应用[J].能源与环境.

作者简介：杨春（1987，3-），陕西蓝田人，现从事排水监测工作及水质分析相关工作。