本发明涉及污水处理领域，更具体的说，是涉及一种污水管网地下水入渗量分析方法。
背景技术
在高地下水水位地区，由于污水管网破损而造成的地下水入渗不但会增加污水处理厂运行费用，降低处理效率，甚至还会占据污水管网的系统容量，影响管网系统输送效能。因此，通过对城市污水管网地下水入渗情况进行分析，从而确定污水管网破损位置，进而采取管道修复措施，对提高污水管网系统的运行效能至关重要。
目前，针对污水管网地下水入渗量分析评价过程中，夜间最小流量法是最早提出的污水管道地下水入渗评估方法，在国内外应用较多。但当管网系统服务范围较大时，夜间流量混入生活污水量较大，峰谷不明显，因此存在明显误差。由此，今年来发展了基于污水系统水量平衡和化学平衡的地下水入渗分析方法，如采用同位素示踪或水质特征因子来分析污水管道中地下水渗水比例。基于稳定同位素化学质量平衡法值适用于远距离供水(认为其地址同位素成分存在差异)，引用生活污水水质特征因子来分析地下水入渗量的研究较多，但选取的特征因子在管网中浓度变化较大，离散度较高且检测方法复杂，不适用污水管网服务范围较大的实际工程。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种基于化学质量平衡法的污水管网地下水入渗量分析方法，采用一种稳定金属离子作为地下水的水质特征因子，并结合管网地理信息系统以及夜间最小流量解析污水管段的地下水入渗量，以解决逐段物探或水质特征因子检测成本高、施工困难且误差较大的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的污水管网地下水入渗量分析方法，包括以下步骤：
步骤一，取监测区域内污水管网系统服务范围内的地下水进行水质特征因子浓度检测，得到该监测区域内地下水水质特征因子浓度为amg/l；
步骤二，对监测区域内任意待监测污水管段的上游节点和下游节点进行标号，分别命名为ja、jb；
步骤三，在ja、jb处均分别安装流量计和自动取样器；
步骤四，在1:00～4:00时段内，通过自动取样器分别对ja、jb每间隔半小时取样并进行水质检测，测得水质特征因子浓度分别为xa、xb；
步骤五，通过流量计监测数据得到ja、jb在取样时间相对应的瞬时流量分别为qa、qb；
步骤六，按以下公式计算该待监测污水管段的地下水渗入量q：
q＝(qb*xb—qa*xa)/a
所述水质特征因子为地下水中的稳定金属离子。
所述待监测污水管段只接入上游节点和下游节点，无其他节点接入。
所述瞬时流量为夜间监测流量。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本发明所监测瞬时流量水质均为同步进行，且采用夜间检测结果作为地下水入渗分析结果，以减小计算误差。
(2)本发明采用地下水中的水质特征因子作为地下水入渗的分析指标，地下水中的稳定金属离子稳定性高，离散度较小且检测成本低，易操作，适用于实际工程。
(3)本发明进行污水管网系统的地下水入渗量分析时，应首先对监测区域内的总排口进行水质流量同步监测，确定地下水入渗量较大的污水管网服务范围，以缩小监测范围。在确定监测范围后，在每段管段的上游节点及下游节点进行水质监测流量同步监测并应用上述方法进行逐段地下水入渗分析。
(4)本发明简洁高效，操作方便，误差较小，可应用于污水管网系统中地下水入渗分析，满足当今市场需要。根据地下水渗漏量诊断并定位管网破损位置，进而对破损管段进行修复，提高污水管网的运行效能。
附图说明
图1是本发明污水管网地下水入渗量分析方法的原理示意图；
图2是实施例二中污水管网监测管段与监测点位布置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明的污水管网地下水入渗量分析方法，包括以下步骤：
步骤一，对监测区域内的总排口进行水质流量同步监测，确定地下水入渗量较大的污水管网系统服务范围，取监测区域内污水管网系统服务范围内的地下水进行水质特征因子浓度检测，得到该监测区域内地下水水质特征因子浓度为amg/l。所述水质特征因子为地下水中的稳定金属离子，而非生活污水中的不稳定特征因子。
步骤二，对监测区域内任意待监测污水管段的上游节点和下游节点进行标号，分别命名为ja、jb。所述待监测污水管段只接入上游节点和下游节点，无其他节点接入。
步骤三，在ja、jb处均分别安装流量计和自动取样器。
步骤四，在1:00～4:00时段内，通过自动取样器分别对ja、jb每间隔半小时取样并进行水质检测，测得水质特征因子浓度分别为xa、xb，如图1所示。
步骤五，通过流量计监测数据得到ja、jb在取样时间相对应的瞬时流量分别为qa、qb。所述瞬时流量为夜间监测流量，同步监测，能够减少由于该管段在白天时段生活污水大量流入而减少的计算误差。
步骤六，按以下公式计算该待监测污水管段的地下水渗入量q：
q＝(qb*xb—qa*xa)/a(1)
实施例一：
本实施例通过对两个转输井的水质流量检测，得到该待监测污水管段地下水实测量与计算量的分析结果，经比对，该发明所分析出的地下水入渗量误差较小，应用于实际工程中具有可靠性。
节点j1、j2为待监测污水管段上的两个转输井(即无生活污水在该管段间流入)，对j1、j2进行流量水质同步监测：
实际渗漏量q实：以两个转输井的监测流量差值作为该管段的地下水实际渗漏量：
q实＝q2—q1(2)
式中：q1为j1监测流量，q2为j2监测流量。
计算渗漏量q计：以amg/l作为地下水稳定金属离子(采用锰离子)的平均浓度：
q计＝y2—y1(3)
式中：y1为j1计算流量，y1＝q1*x1/a；y2为j2计算流量，y2＝q2*x2/a；x1为j1稳定金属离子浓度；x2为j2稳定金属离子浓度
以上式计算出q实平均值为88.32m3/d，q计平均值为80.16，相对误差为7％。这一结果进一步表明，应用本发明分析污水管网的地下水入渗量具有可靠性。
实施例二：
节点n1、n2、n3、n4、n5与管段c1、c2、c3、c4、c5在污水管网中的位置如附图2所示，每个节点的流量水质监测结果如下表1所示。
表1
由夜间流量监测结果可知管段1、2、3有地下水入渗，管段4、5无地下水入渗。由每个节点检测出的特征离子浓度可知，管段1、2、3的地下水入渗量分别为150.36m3/d、55.34m3/d、5491.02m3/d。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。