基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析方法与系统与流程

本发明属于城镇污水治理技术，具体为一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析方法与系统。

背景技术：

1、现有城镇大多数污水管道建设较早、服务年限久，随着城市化发展，存在多排水体制并存现象。由于日常养护及监管不到位，污水系统出现偷排、雨污混接，污水管道出现裂缝或破损等情形，致使外水入侵污水系统，为污水系统提质增效运营管理带来极大的挑战。

2、污水系统受外水入侵主要包括地下水渗入、排水户\工地偷排、河湖水倒灌、雨水入流入渗等。目前排查污水系统是否受外水入侵的常用方法较多，但均存在一定的缺陷：

3、(1)当城市地下管网资料不全、不准确的情况下，主要利用人工巡检的方式进行排查，例如基于单纯qv、cctv等检测技术对排水管道的缺陷进行排查，但这类方法存在工期长、费用高等特点，易造成投资浪费。

4、(2)在有排水监测数据的情况下，利用监测阈值或水量平衡方法对污水管网是否发生外水入侵进行预警及诊断。但该方法监测要素多、监测数据质量要求高、对异常值阈值大小难以把握，目前实际应用的效果欠佳。

5、(3)基于城市排水管网数据构建水文水动力模型并进行模拟分析，通过比对管道监测量与模拟量对管道外水入侵情况进行分析也是常见的方法之一。该方法对城市水文循环系统的基础数据、管网数据质量要求高，建模及率定过程复杂、模型更新迭代工作量大。

技术实现思路

1、为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析方法，基于污水管网旱季液位监测数据，提取旱季液位/流量的规律曲线，分析监测数据与规律曲线之间的差别，逐步分解确定管道上游是否存在地下水渗入、偷排、河湖水倒灌、管道淤堵、降雨入流入渗等异常状况，解决了现有技术对管网及基础地形数据依赖程度高、对监测要素及监测数据质量要求高、实施过程难等问题。

2、基于相同的发明构思，本发明还提供一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析系统。

3、本发明实施例中的一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析方法，包括以下步骤：

4、s1、基于污水管历史液位监测数据，提取污水管道旱天液位规律曲线，基于旱天液位规律曲线计算旱天流量规律曲线；

5、s2、基于污水管旱天流量规律曲线，分析污水管道地下水渗入量是否合理；

6、s3、基于污水管旱天液位规律曲线，分析污水系统在某旱天是否存在偷排、河湖水倒灌或管网淤积异常情形；

7、s4、基于污水管旱天水位规律曲线，分析污水系统在雨天是否存在降雨入流入渗的情形。

8、本发明实施例中的一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析系统，包括以下模块：

9、规律曲线计算模块，用于基于污水管历史液位监测数据，提取污水管道旱天液位规律曲线，基于旱天液位规律曲线计算旱天流量规律曲线；

10、渗入量分析模块，用于基于污水管旱天流量规律曲线，分析污水管道地下水渗入量是否合理；

11、异常情形分析模块，用于基于污水管旱天液位规律曲线，分析污水系统在某旱天是否存在偷排、河湖水倒灌或管网淤积异常情形；还用于基于污水管旱天水位规律曲线，分析污水系统在雨天是否存在降雨入流入渗的情形。

12、与现有技术相比，本发明取得的有益效果包括：

13、1、基于旱季液位/流量的规律曲线，能够逐步分解确定污水管道水位异常引起的具体原因为地下水入渗、偷排、河湖水倒灌、管网淤积、降雨入流入渗等一种或多种。

14、2、与单纯qv、cctv检测技术相比，检测前期利用本发明能够确定具体汇水范围的具体缺陷问题，避免盲目检测，节约投资。

15、3、与利用单一监测阈值诊断外水入侵方法相比，本发明基于旱天液位/流量的规律曲线，使用皮尔逊相关系数及平均绝对误差指数对日监测数据进行评价，避免个别或短暂异常数据造成结果的误判，数据容错性较好。

16、4、与利用水量平衡法诊断外水入侵方法相比，本发明主要基于液位监测数据及经验公式进行数据评估，而不需要采集流速、流量等监测要素，具有对监测数据采集要求低、成本低、自动化程度高等优点。

17、5、与基于城市排水管网数据构建水文水动力模型相比，本发明对分析区域基础、管网数据资料精度要求低，避免繁琐的建模及率定过程。

技术特征：

1.一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，步骤s1提取液位规律曲线、计算旱天流量规律曲线的过程，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，所述旱天液位数据集应满足的条件包括：

4.根据权利要求1所述的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，步骤s2包括：

5.根据权利要求2-4中任一项所述的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，所述曼宁公式为：

6.根据权利要求1所述的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，步骤s3包括：

7.根据权利要求1所述的污水管网来水异常分析方法，其特征在于，步骤s4包括：

8.一种基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析系统，其特征在于，包括以下模块：

9.根据权利要求8所述的污水管网来水异常分析系统，其特征在于，规律曲线计算模块提取液位规律曲线、计算旱天流量规律曲线的过程包括：

10.根据权利要求8所述的污水管网来水异常分析系统，其特征在于，异常情形分析模块的分析过程包括：

技术总结
本发明涉及城镇污水治理技术，具体为基于旱天液位监测数据的污水管网来水异常分析方法与系统，其方法包括：基于污水管历史液位监测数据，提取污水管道旱天液位规律曲线，基于旱天液位规律曲线计算旱天流量规律曲线；基于污水管旱天流量规律曲线，分析污水管道地下水渗入量是否合理；基于污水管旱天液位规律曲线，分析污水系统在某旱天是否存在偷排、河湖水倒灌或管网淤积异常情形；基于污水管旱天水位规律曲线，分析污水系统在雨天是否存在降雨入流入渗情形。本发明通过分析监测数据与规律曲线间的差别，逐步分解确定管道上游是否存在地下水渗入、偷排、河湖水倒灌、管道淤堵等异常状况，解决了现有技术对基础及监测数据要求高、实施难等问题。

技术研发人员：赖泽辉,彭进双,林时君,龙杰,刘长斌,严凡,颜潮盛,贺晓璐
受保护的技术使用者：奥格科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31