一、排水管网主要组成部分

(一)雨水管网

1. 专门用于收集和排放降雨产生的雨水,防止城市内涝。

2. 通常采用雨污分流系统,与污水管网分开设计。

(二)污水管网

1. 用于收集和输送生活污水、工业废水等。

2. 包括生活污水管网和工业污水管网。

(三)合流管网

1. 在老旧城区常见,雨水和污水共用一套管道系统。

2. 在降雨量大时可能导致污水溢流,需要进行雨污分流改造。

二、排水关断设施

1. 截流井:用于在合流管道中截流污水,防止在降雨时污水直接排放至受纳水体;可集成流量监测传感器,实时追踪截流污水量与雨水混入比例,异常时触发关断调节预警。

2. 跌水井:用于管道中水流高度变化较大的地方,减少水流的冲击力;可安装水位监测仪与振动传感器,监测井内水位异常波动及水流冲击导致的结构损伤,及时预警管道堵塞或破裂风险。

3. 水封井:用于防止臭气外溢,通常设有水封装置;配备水封液位传感器,实时监测水封高度,当液位低于标准值时自动提醒补水,避免臭气泄漏,同时可联动视频监测观察井内杂物堆积情况。

三、附属构筑物

(一)检查井

1. 设置在管道的交汇、转弯处,以及管径、坡度和高程变化处,便于检查、清理和维护排水管道。

2. 监测系统配置:井内安装液位计、流速仪与气体检测仪(监测硫化氢、甲烷等有害气体浓度),顶部加装智能井盖(带位移传感器与防盗报警功能),实时上传井内水位、水流速度、气体浓度数据,异常时触发维护预警。

(二)雨水口

1. 设置在道路两侧,用于收集地面雨水,其上部装有雨水箅子,可拦截大的垃圾杂物,防止堵塞排水管道。

2. 监测系统配置:雨水箅子下方安装流量传感器与堵塞监测装置,通过水流速度变化判断箅子堵塞情况;周边路面布设积水深度传感器,联动气象数据,实时预警雨水口收水能力不足导致的路面积水风险。

(三)排放口

1. 设置在排水管网的末端,将水排放至河流、湖泊或其他排水系统。

2. 监测系统配置:安装水质在线监测仪(检测COD、氨氮、悬浮物等指标)与流量传感器,实时监测排放水质是否达标、排放量是否异常,超标时触发水质预警,同时记录排放数据用于环保溯源。

四、其他关键设施

(一)沉淀池

1. 用于初步处理污水,去除悬浮物,减轻后续处理负担。

2. 监测系统配置:池内布设液位传感器、泥位计与水质传感器(监测悬浮物浓度),实时监测池内水位、污泥堆积高度及出水水质,当泥位过高或水质超标时,自动提醒清淤或调整处理工艺。

(二)提升泵站

1. 在地势较低或管网末端设置,利用泵浦提升污水或雨水,确保流向处理厂或排放口。

2. 监测系统配置:泵站内安装泵组运行状态监测仪(监测电流、电压、振动、温度)、进水与出水液位计、流量传感器,实时监控泵组运行健康度、泵站进出水流量及水位变化,异常时自动停机保护并发送故障预警。

(三)污水处理厂

1. 对收集来的污水进行处理,达到排放标准后再排放或回用。

2. 监测系统配置:厂区内构建综合监测平台,涵盖进水水质/水量监测、各处理单元(格栅、曝气池、沉淀池等)运行参数监测(如溶解氧、污泥浓度、pH值)、出水水质监测,数据实时上传至管控中心,实现处理流程智能化调控与达标排放监管。

(四)溢流井

1. 在合流管网中设置,当雨水量过大时,暂时存储部分水量,防止污水溢流。

2. 监测系统配置:井内安装液位传感器、流量传感器与视频监测设备,实时监测井内水位变化与溢流流量,结合气象预警数据,提前预判溢流风险,联动截流设施调整截流比例,减少污水外溢污染。

五、排水管段分类

1. 污水管段:用于输送生活污水、工业废水等;沿管段间隔布设压力传感器与泄漏监测仪,实时监测管内压力变化,精准定位管道泄漏点,避免污水渗漏污染土壤与地下水。

2. 雨水管段:用于输送降雨产生的雨水,防止城市内涝;管段内安装流速传感器与液位传感器,结合沿线雨水口监测数据,实时掌握雨水输送效率,预警管段堵塞或排水能力不足导致的内涝风险。

3. 合流管段:在老旧城区常见,雨水和污水共用一套管道系统;管段关键节点安装流量传感器与水质传感器,实时监测雨污混合流量及污染物浓度,为雨污分流改造提供数据支撑,同时预警暴雨时的溢流风险。

4. 截流管段:用于在合流管道中截流污水,防止在降雨时污水直接排放至受纳水体;管段内安装流量传感器与浓度传感器,实时监测截流污水量与污染物浓度,确保截流效果达标,异常时联动截流井进行调节。

六、相关规范与标准

1. 《室外排水设计标准》GB 50014-2021:对排水管网的设计进行了详细规定,包括管道、检查井、雨水口等的设置要求;设计中需预留监测系统安装接口,明确传感器布设间距、数据传输协议等技术要求,确保监测设备与管网本体适配。

2. 《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-2008:对排水管道的施工和验收进行了规范,确保工程质量;施工验收阶段需包含监测系统安装质量验收(如传感器校准、数据传输稳定性测试),验收合格后方可纳入管网整体运维体系。

3. 新增适配标准:参照《城镇排水管道监测技术规程》等规范,明确排水管网监测系统的数据采集频率、预警阈值、数据存储与共享要求,确保监测数据的准确性、时效性与实用性。

七、功能与作用

1. 防洪排涝:有效排除城市内涝,保障城市正常运行;监测系统通过实时采集管网水位、流量及路面积水数据,结合气象预警,提前预判内涝风险,辅助调度泵站、溢流井等设施,提升排涝响应效率。

2. 水环境保护:通过污水处理,减少污染物排放,保护水体质量;监测系统实时监控排放口水质、合流管网溢流情况及污水渗漏点,及时发现污染源头,降低水体污染风险,同时为环保监管提供数据支撑。

3. 资源回用:部分城市通过中水回用系统,实现水资源的循环利用;监测系统可监控中水回用管网的水质、流量数据,确保回用水质达标,优化中水调配方案,提升水资源利用效率。

4. 城市美观:合理规划排水系统,提升城市景观和居住环境;监测系统可及时发现管网破损、井盖缺失等问题,避免污水外溢影响路面环境,同时减少因管网故障导致的道路开挖维修,保障城市景观完整性。

5. 智能运维:通过排水管网监测系统,实现管网运行状态的实时可视化监管,减少人工巡检成本;基于监测数据建立管网运维模型,预测管道堵塞、破损等故障,实现“预防性维护”,延长管网使用寿命。