城市排水管网流量监测方法

2023年01月05日 13:52

  排水管网流量监测方法是通过对管道的实时水位、流速和压力等参数的测量,获得管道的整体流量信息。

  该技术可应用于污水处理厂排放口处及污水厂总排口处和其他排水方式的污水管网中,实现对管道全过程实时监测,为排水管网运行管理提供数据支撑。

  近年来,随着城市化进程的不断加快、城市规模不断扩大、人口数量持续增长等现实情况下,大量污水和雨水排入城市管网系统从而形成了庞大的城市排水管道体系。

  然而在现实应用中存在诸多问题及困难:例如排水管网建设质量参差不齐、管网养护管理难度大、排水管网运行监测数据无法溯源等问题,导致排水管网系统不能达到理想运行状态,造成城市排水系统整体效率低、能耗高(如在雨天对路面雨水影响较大)。

  一、系统组成

  采用在线式视频传感器(1),主要由视频采集模块、无线传输模块和数据存储及管理模块三部分组成。

  视频采集模块主要由视频采集卡、前端设备等部分构成;

  无线传输模块主要由无线路由器(2)和无线发射器组成;

  数据存储及管理模块主要由 GPRS数据存储服务器、 PC机以及相关软件等构成。

  系统结构图如图1所示。

  系统软件包括:计算机软件、数据库软件以及相应的用户界面。

  二、测量原理

  传感器通过测量管道的水位,将水位变化转化为压力值,同时对压力变化进行分析和处理,通过计算流体力学的方法得到管道内流体的流速和流量。

  该方法通过改变传感器的结构(如位置、数量等)来实现对压力、流量等参数的测量。

  例如:在传感器安装于管道入口位置,传感器测量水位时,传感器本身不产生压力,通过其结构设计计算出压力值;

  再将传感器所产生的测量值转换为水流状态下,通过计算流体力学方法确定出水流流态。

  三、系统功能

  本系统支持接入多种传感器,如:温度计、液位计、流量传感器等,满足用户对各类传感器的接入需求。

  四、适用范围与优势

  该方法主要适用于监测污水处理厂排水系统的管径及流量,并可对管网进行全过程监测。

  同时,该技术也可应用于其它排水方式的管网数据采集,包括污水厂总排口处及其他排水方式的管网,以及市政排水管网的水位和流速测量。

  其优势主要体现在:

  五、结语

  由于城市排水管网的复杂性,目前采用的管道流量监测方法在实际应用中存在一些问题:

  管道的检测精度低、数据误差大,无法实现管道实时监测;

  由于管道内水位受外界因素影响,导致监测数据不稳定;

  系统维护工作量大,需要定期进行数据采集和分析、对设备性能进行检测以确保监测系统稳定运行。

  目前我国城市排水管道流量监测仪有多种类型,但实际应用中由于使用环境、水质及安装条件的不同,对其测量精度的要求也有所不同。

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