基于典型城市供排水量监测数据误差评定

李奕韬

(辽宁省葫芦岛市兴城市水利事务服务中心，辽宁 兴城 125100)

1 概 述

按照典型城市水平衡测试方案，该水平衡测试于4月21日10时至4月28日10时进行。因4月21日下午至夜间有一次12.1mm的降雨过程，故将测试结束时间延至4月29日10时，共进行了为期8d的测试。测试结果为2021年4月22日3时至4月29日3的数据。本次测试分区、监测断面及采取的测试方式方法与水平衡测试方案一致。4月21日的降雨，对部分排水断面4月22日的测试水量造成轻微的影响，因此需对个别断面的排水数据进行分析修正。

2 供水量监测分析

2.1 市政水源供水量

对各水厂、单井供水7d进行监测，并与试验期同步，各水源、单井供水情况详见表1，市政供水详见表2。

根据城市用水量指标，计算每天的人均供水定额，测试区居民用水量按该区人口乘以人均日供水定额来计算。结果见表3[1]。

表1 各水厂水源地及单井供水情况 水量：万t

表2 市政水源分类供水量 水量:万t

表3 重点测试区居民生活供水量计算

用水户调查分为3个测试区域，从各地区的所有工业和第三工业用户处获取供水详细信息[2]，分别对其供水水量进行统计，详见表4。

表4 市政水源分区供水量 水量:万t，人口:万人

2.2 自备水源供水量

根据测试期间7d的井水供水量，自供井和重点测试区按行业和第三产业划分，供水总量为242970t，见表5。

表5 自备水源分区供水量 水量:万t

2.3 供水总量

根据各试验区的市政供水和自备供水情况，计算每个试验区的总供水量，见表6。

计算每个试验区域的生活供水详见表7。

3 排水量监测

3.1 总排水量

与供水监测时间同步，对各测试区的排水量进行监测[3-4]。为了与水质监测同步，各断面的排水量计算相应把一天分为三个时间段，即早上(3:00-10:00)、中午(10:00-16:00)、晚上(16:00-次日3:00)。

各断面施测排水量为一泵站2.345万m3，二泵站0.301万m3，南排42.233万m3，三排2.717万m3，污水处理厂入口91.538万m3，污水处理厂出口87.757万m3。水量监测成果见表8。

表6 测试分区供水总量表 水量:万t

从表8可以看出，南排4月22日0时流量比其他日期大出近一倍，分析是4月21日降水产生径流影响，辽阳城区雨污不分流，降水产生的径流直接排入污水管道，故不对排水数据进行分析修正[5]。

三排4月22日3-17时排水量受降水径流影响明显比23日、24日大，因此需进行修正。24日10时后，排水突然增大，经调查是断面以上有几家企业排水造成的，符合实际情况。

污水处理厂入口4月22日3-10时流量偏大，同样是受到降水径流的影响，从表8可以看出一泵站4月22日3-10时流量偏大，需修正。

表8 各断面排水量监测成果 流量:m3/s，水量:万m3

修正后的排水量成果见表9。

表9 修正后各断面排水量 流量:m3/s，水量:万m3

3.2 工业排水量

按行业对工业企业进行分类，确定每个行业的供水量。辽宁忠旺集团有限公司供排水量均有实测值，因此将其单列。工业企业行业分类汇总及供水量情况见表10。

在计算工业企业排水量时，要考虑市政水源输水损失，即管网漏失水量，再利用管网供水和漏水之差，即工业企业的用水量计算排水量[6-8]。供水管网漏失率采用15%，计算过程见表11。

共有9家工业企业，涉及9个工业行业。各典型工业企业的行业分类及排水系数见表12。

此次水平衡测试，各工业企业用水户的排水系数参照2020年水平衡测试成果，其平均排水系数为0.643，辽宁忠旺集团有限公司位于辽阳市经济开发区(宏伟区曙光镇徐家屯)，其工业污水经处理后排入三排，最后进入污水处理厂。对公司工业污水进行实时在线监测，水平衡测试期间，该企业共排污水48289 m3。

3.3 生活排水量分析

生活排水是居民生活排水和第三产业排水之和，根根据各区域总排水量和工业排水量计算，两者之差为生活排水量，各试验区的生活排水见表 13。

表10 工业企业行业分类汇总及供水量

续表10 工业企业行业分类汇总及供水量

表11 市政水源工业企业用水量计算

表12 典型用水户排水系数

表13 测试区生活排水量 水量：万m3

3.4 排水数据误差评定

3.4.1 随机不确定度

(1)

3.4.2 系统不确定度

(2)

3.4.3 总不确定度

(3)

根据以上公式对污水处理厂入口、污水处理厂出口、南排及三排四个断面的流量不确定度进行计算，见表14。

表14 流量测验不确定度计算

一泵站采用水泵出力推算流量，该站水泵为B级泵，水泵的额定误差为±4.5%，因此一泵站的排水量不确定度为±4.5%。

二泵站采用容积法推求排水量，水泵每天运行4-5次，每次运行时间300s左右，测试数据的不确定度主要来自水位观读误差和蓄水池横截面积测量误差。水位观测采用电测水位计，不确定度为1%；蓄水池横截面形状较为复杂，量算误差按2%计算。因此二泵站排水量的不确定度为±2.24%。

4 结 语

对各测区总供水量、生活供水量、总排水量、生活排水量及水量数据进行了随机不确定度计算，经计算可知，该地区平均供水量为19.518万m3/d，人均476 L/人·d；生活(居民生活和第三产业之和)供水量15.915万m3/d，人均生活供水量388L/人·d。测试全区平均排水量为13.323万m3/d，人均325 L/人.d，综合排放系数0.683；生活(居民生活和第三产业之和)排水量11.322万m3/d，人均生活排水量276L/人·d，生活排放系数为0.711。