本实用新型属于管道检测领域，特别涉及一种分析管道淤积分布的系统。
背景技术：
污水通过排水管道收集排放到处理设施，但污水中的悬浮固体在输送过程中会发生沉淀；随着排水管道服务时间的增长，淤积的可能性急剧增加，管道淤积堵塞是排水管网日常运行管理中面临的重要问题。沉积物淤积水力上会造成沿程水头损失增大，引起排水不畅，导致排水系统的超负荷运行和合流制溢流提前到达，甚至溢出路面，引起积水和污染环境。
目前用于判断排水管道淤塞分布的常见方法为人工排查和CCTV检测(排水管道电视检测)。对于人员可以进入的大管径管道，从经济上考虑，可以派施工人员直接进入检查记录，而对于人员无法进入的管道，可使用CCTV检测。CCTV检测系统由三部分组成，即主控器、操纵线缆架、带摄像镜头的“机器人”爬行器；主控器安装在爬行器上，操作员通过主控器控制爬行器在管道内的前进速度和方向，并控制摄像镜头将管道内部的视频图像通过线缆传输到主控器显示屏上，操作员可实时的监测管道内部状况，同时将原始图像记录存储下来，做进一步的分析；当完成CCTV的外业工作后，根据检测的录像资料进行管道缺陷的编码并抓取缺陷图片，以及编写检测报告，并根据用户的要求对CCTV影像资料进行处理，提供录像带或者光盘存档，指导未来的管道修复工作。
上述人工排查方法的缺点是排水管道内情况复杂，存在一定浓度的有毒有害气体，可能对工作人员的安全和健康造成威胁；而CCTV检测的缺点是设备昂贵，操作过程较为复杂，并且检查过程影响管网运行。目前运行管理上缺乏一种简单有效的掌握排水管网实际运行状况的系统，以评估地下排水管网的日常淤积情况，在排水管网的水力分析和养护清淤管理上提供必要的数据支持。
技术实现要素：
本实用新型提供一种分析管道淤积分布的系统，通过在检查井内安装液位计，对获取的水位数据进行筛选、处理和分析计算，以一种更经济更安全的方式实现排水管道淤积分布情况的实时跟踪与监测，为排水管道的清淤周期提供相关依据。
本实用新型的技术方案如下：
一种分析管道淤积分布的系统，包括干管和连接所述干管的若干支管，若干所述支管与所述干管连通，所述支管上间隔设置若干检查井，所述检查井的井口到井底的深度大于2m；
其中，首尾相连、管径相同、流量无变化的若干条管道设置为一组，每组管道上游检查井编号记为n，下游管道编号记为n+1，并在每组管道的上下游所述检查井安装液位计和/或流量计。
优选的，当所述检查井中安装有液位计时，所述每组管道的总长度L与每组管道的半径d之比L/d＜1000。
优选的，所述检查井的井壁上还设置一主机设备；所述检查井的外侧地面上设有一坑洞，所述坑洞的底部通过开设一通孔与所述检查井连通，所述坑洞内设置一天线，所述天线一头的连接器从所述通孔穿入所述检查井内；所述天线的连接器、所述液位计和/或所述流量计均与所述主机设备电连接，所述主机设备还与一外部平台无线电连接，所述平台上可显示所述主机设备上传的所述检查井内的数据。
优选的，所述液位计和/或所述流量计的线缆从其探头端测量1.5m处做一标记，所述标记与所述主机设备的下表面在同一水平线上。
优选的，所述主机设备水平设置在所述检查井的井壁上，所述天线的上表面与地面持平。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
通过本实用新型的分析管道淤积分布的系统提供对管道参数和检查井水位/流量的数据，从而进行处理和分析计算，就可以实现监控管道淤积情况的目的，为管道清淤周期及清淤顺序的确定提供了一种经济、安全、高效的方法；
管网水位监测技术比较成熟，数据精度较高；安装运维方便，能够提供持续数据；总体成本较低；
获取淤塞程度时候，无需截流，不需要苛刻的实施条件，在管网正常运行的条件下就能进行分析，实施方便；
监测数据可以保存和累积，因此能实现数据对比，可以对实施清淤工程前后效果进行对比；
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为利用本实用新型的分析管道淤积分布情况的系统的方法中满流管管道淤积处纵断面图；
图2为本实用新型的一种分析管道淤积分布情况的系统的纵面图；
图3为本实用新型的一种分析管道淤积分布情况的系统的平面图；
图中标记：1-干管；2-支管；3-检查井；4-液位计；A大-无淤积物处管道横截面积，m2；A小-有淤积物处管道横截面积，m2；v1-无淤积物处管道内流体流速，m/s2；v2-有淤积物处管道内流体流速，m/s2。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。
为了更好的说明本实用新型，下方结合附图对本实用新型进行详细的描述。
一种分析管道淤积分布的系统，所述管道包括干管1和连接所述干管1的若干支管2，若干所述支管2与所述干管1连通，所述支管2上间隔设置若干检查井3，所述检查井的井口到井底的深度大于2m，所述检查井3内设有液位计4；也可根据需要，将液位计4替换为当然流量计；
其中，首尾相连、管径相同、流量无变化的若干条管道设置为一组，每组管道上游检查井编号记为n，下游管道编号记为n+1，并在每组管道的上下游所述检查井安装液位计和/或流量计。
进一步的，当所述检查井中安装有液位计时，所述每组管道的总长度L与每组管道的半径d之比L/d＜1000。
进一步的，所述检查井的井壁上还设置一主机设备；所述检查井的外侧地面上设有一坑洞，所述坑洞的底部通过开设一通孔与所述检查井连通，所述坑洞内设置一天线，所述天线一头的连接器从所述通孔穿入所述检查井内；所述天线的连接器、所述液位计和/或所述流量计均与所述主机设备电连接，所述主机设备还与一外部平台无线电连接，所述平台上可显示所述主机设备上传的所述检查井内的数据。
进一步的，所述液位计和/或所述流量计的线缆从其探头端测量1.5m处做一标记，所述标记与所述主机设备的下表面在同一水平线上。
进一步的，所述主机设备水平设置在所述检查井的井壁上，所述天线的上表面与地面持平。
本实施例中液位计/流量计、天线、主机设备的安装包括以下步骤：
一、安装准备
1.查看井盖上是否有用来标识的喷漆，若没有则联系看点人员确认是否为该点位；
2.确认后用十字镐打开井盖，打开井盖后等待2分钟，观察井内情况是否符合以下安装条件：
A.井壁坚固，可用来承重终端设备，且膨胀螺栓不容易松动；
B.需要井内气体气味在可接受的范围；
C.如果井内有梯，确认梯子不会干扰设备雷达测量数据；
D.从井口到井底的深度要大于2m；
E.确认井内水位可以安装设备，终端安装位置到水面距离最少大于60cm；
F.能够进行安装施工；
3.符合安装条件时，打开电脑，用串口调试工具测试场强强度，找到天线最佳安装点；
二、安装步骤
1.从包装箱中取出设备，确认设备及备件完整且无损坏；
2.将主机设备的全部插座等用纸塞住，防止在安装时渣土掉落将插座堵塞；
3.在天线的预安装位置，靠近井圈且天线长度可及范围(避开金属井圈)，用工具在路面向下打100mm(直径)X 100mm(深度)的圆柱形坑洞，在坑洞底部中心位置开凿直径不小于22mm的通孔不井内相通，用以放置天线；
4.取出天线，将天线一头的连接器(不要取下保护套)从通孔穿入井中，同时将天线平整的放置于坑洞内；
5.用填埋材料将坑洞内天线上部周围及下部的空间填实，天线的表面务必和地面持平，并清理天线表面多余的填埋材料，填埋时注意不要损坏天线连接器；
6.按照膨胀螺栓规格选用钻头，在距离井口大于30cm的位置用打孔工具根据安装支架的孔位分布情况打孔；
7.在各个安装孔中固定膨胀螺栓，安装设备支架并紧固，支架需与井壁水平；
8.在支架安装孔10cm外选取一个位置打孔固定膨胀挂钩，用于固定液位计；
9.安装主机设备，并紧固，主机设备还需要用水平仪校准水平；
10.将液位计线缆从探头一端开始测量1.5m处做一个记号，然后将液位计固定在膨胀挂钩上，需要保证液位计线缆上的记号和主机设备的下表面(透波板)在同一水平线位置；
11.如果液位计的探头被淹没在水中，需要将探头提升放置在空气中；
12.取出天线连接器的保护套，在主机设备对应位置插入天线、液位计；
13.将天线线缆放置在设备支架里面，防止线缆悬挂造成插头松动；
14.用测量工具测量井内水面到设备下端的距离，然后和在平台上查看终端上传的数据进行对比，确认现场数据正确，上传的数据可能有很多，比较对时后采集的数据准确性；
15.将液位计投入水中；
16.在插座接口处涂上防水漆；
17.安装结束，盖好井盖，尽量不要让井盖的开盖孔正对设备上方，整理工具，再一次确认终端是否正常通信(从盖上井盖开始至少要看2组数据)。
根据本实用新型的一种分析管道淤积分布的系统，其液位计或流量计测得的数据Hn或Qn进行淤积分布情况分析，包括以下步骤：
S1：获取各排水管道参数，包括管长、管径、管道坡度、粗糙系数；进行管道分组，包括将排水系统中首尾相连、管径相同、流量无变化的若干条管道分为一组，每组管道上游检查井编号记为n，下游管道编号记为n+1，第n组的总管长记为L、管径记为d，分组时注意使每组管道的L/d＜1000；并在每组管道的上下游所述检查井安装液位计；
S2：进行水位数据的筛选和处理，获取所述检查井的水位Hn；
S3：根据管道内水流状态为满流管或非满流管，进行下述水力计算：
S31：对于满流管，水位差ΔH主要由局部水头损失h局和沿程水头损失h沿组成，其中管道中淤塞物是造成局部水头损失h局的主要原因，第n组管段的上下游检查井水位差ΔHn，ΔHn＝hn局+hn沿，根据hn局与hn沿的相对大小判断淤积情况：
(a)局部水头损失hn局＜＜沿程水头损失hn沿，第n组管道淤塞前后水位差无明显变化，第n组管道判定为不易淤积管道；
(b)第n组管道判定为易淤积管道；
S32：对于非满流管，采用水流的弗汝德数Fr和水流速度v判断淤积情况，Fr和v采用计算式：
和式中：
h表示管道内某断面水深，m；n表示管道粗糙系数；R表示水力半径，m；i表示管道坡度；g表示重力加速度，m/s2；
判断方法为：
(c)Fr＞1时，管道中水流为急流，由于流速较大，出现淤堵的概率较低，这组管道属于不易淤积管道；
(d)当Fr＜1，v＞0.6m/s时，这组管道为可能存在淤积管道；
(e)当Fr＜1且v＜0.6m/s时，这组管道为易淤积管道。
所述步骤S31中第n组管道判定为易淤积管道，存在淤塞物，
对其进行淤积等级划分包括以下步骤：
S3101：满流管的沿程水头损失h沿利用达西-韦伯公式计算，计算式如下：
式中hf为沿程水头损失，即h沿；d为管道直径，m；L为管道长度，m；v为过水断面平均流速，m/s；g为重力加速度，m/s2；λ为沿程阻力系数，C为谢才系数，其中n为管道粗糙系数；
S3102：参见图1，淤塞物所在的那组管道简化为突然缩减管道和突然扩大管道的并联，突然减缩管道处的局部水头损失h1计算见下式，
突然扩大管处的局部水头损失h2计算见下式，
式中：A大为无淤积物处管道横截面积，m2；A小为有淤积物处管道横截面积，m2；v1为无淤积物处管道内流体流速，m/s2；v2为有淤积物处管道内流体流速，m/s2；
由质量守恒定律可知：Q＝v1×A大＝v2×A小；
而局部水头损失h局＝h1+h2，故
选取一间隔时间的首尾作为起始时间和终止时间，本实施了中，选取时间间隔为一年的时间作为起始时间和终止时间，分别获取起始时间和终止时间每一组管道上下游检查井的水位数据H始n、H始n+1、H终n、H终n+1，计算得到两个时间点的上下游水位差h始＝H始n+1-H始n和h终＝H终n+1-H终n，局部水头损失h局＝H终-H始，沿程水头损失h沿＝H始，故
将第n组管道的H始n、H始n+1、H终n、H终n+1、d、λ、L代入上式中计算得出此组的
俊数值大小依次排列，并划分为多个淤积等级，数值越大，此等级的管道淤积越严重。比如各组的按从小到大的顺序排列后，分为三组对应于三个等级依次为严重淤积、一般淤积、轻微淤积；当然，也可以根据需要分为二个等级、四个等级、或者更多等级。
进一步的，还包括步骤S3104：绘制管网图，并根据所述步骤S3103的所述淤积等级在所述管网图上标记不同的颜色。
进一步的，所述步骤S2中，所述水位数据的筛选包括：对于每一所述检查井，每若干天选择一组非降雨日的且水位数据曲线中变化平缓的一固定时段的水位数据；所述水位数据的处理包括：对于每组水位数据，剔除偏差大的水位数据后取平均值，得到所述检查井的水位Hn。此处每若干天可为每周、每二十天、每月、每年或其他时间间隔，此处不做限制。
在其他实施例中，检查井中所安装的液位计替换为流量计，其他步骤同上述实施例，包括获取各排水管道参数，并进行管道分组，包括将排水系统中首尾相连、管径相同、流量无变化的若干条管道分为一组，每组管道上游检查井编号记为n，下游管道编号记为n+1；并在每组管道的上下游所述检查井安装流量计，分别记录上下游检查井中流量计的数值Qn、Qn+1；
若Qn+1/Qn＜1，则说明该组管道出现淤堵，将各组的Qn+1/Qn按数值大小依次排列，并划分为多个淤积等级，Qn+1/Qn数值越小，此等级的管道淤积越严重。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。