简述污水管道流量测定及监测

在黑臭水体治理、污水提质增效作业中为了快速、低成本的把握排水管道的运转特征，需对其液位、速度及流量等多种根本运转参数进行测定，以评价雨污混接、地下水或河水入渗等状况。常用办法有直接检测流量法和直接检测流速核算流量两类。直接检测流量法指经过流量计直接测出排水管道中的水流量的办法；检测流速核算流量法指运用流速计检测出排水管道中的水流速，再经过核算，得到流量。

现场流量监测

一、直接检测流量的办法

水流量的直接检测办法有堰法，槽法及容器法等。在排水管道中常用且运用方便的为容器法，详细如下：

容器法一般在排水量小或途径形状不规则时运用。详细做法是：选取有落差的当地，将采样器置于内部，接收排水。记录一定体积的排水所需时刻，重复检测数次取均匀值，流量核算公式

Q= V/t

其中Q：水流量

V：计量容器的体积。

t：排水充溢计量容器的时刻

本办法简单易行，检测精度较高，适于水量较小的接连或间歇排放的水。

二、检测流速核算流量的办法

水流量流速检测法，分为流速仪法及浮标法等。

1、浮标法

在水流较缓、管（渠）较直的状况下，选取一段底平、大于10m、有一定液面高度的直管（渠）道，将泡沫、木块、乒乓球（注入1/3水）、树叶等漂浮物置于水流中，在无外力作用下，漂浮物流过被测管段，记录间隔、所用时刻，重复几回，取均值。

浮标法测流示意图

流量核算公式：Q=αLS/t

式中α—均匀流速与主轴线表面流速之比，它随着水渠的宽度，水深，水渠的状况等条件不同而不同，α不是安稳的数，一般途径α=0.7；充溢圆形管道的流体，α=0.5。

L—是测定管（渠）道的长度

S—管（渠）道的过水断面面积

t—浮标经过测定管（渠）道段漂流所用均匀时刻

本办法简单易行，但精确度较差，一般在无其他测试条件下时运用。

2、流速仪法

流量较大且排水管（渠）道规则时，选用流速仪法。截面积是固定不变的，且较易核算，故流量的测定可转变为流速、液位的测定。在排水管道内不易直接检测时可在河流或水渠中检测，此时需选在水流状况良好的地点进行。当过水断面较宽时可在与水流方向成直角的断面上分成适当大小的小区间进行检测，求出各小区间流量，求和后即得总流量。由于速度检测值对流速散布和流态的依赖性很大，要求直管段很长(20倍管径以上)。流量检测精确度首要取决于渠的尺度、形状及截面差错。

（1）螺旋桨流速仪

流速仪作业时，旋桨受水流驱动产生回转，带动旋转部件的转子部分同步旋转，装置在转子上的磁钢鼓励干簧管产生通断信号。此信号经设备转换为数字显示信号。检测一段时刻（不少于100秒）内的均匀流速。

便携式流速流量测定仪

水深检测：用测杆直接观读。用测杆测深时，往往有壅水现象，因而要批改壅水影响的水深差错。即在观读水深时，减去壅水高度。在混凝土衬砌的断面上测流，水深检测应注意测杆底盘下面一段尖端的高度，依据分化刻度的起始位置，进行相应的处理。

流量核算公式：Q=VS

式中Q—流量

S—污水水流截面积

V—截面均匀流速

在水深不低于10cm，最好大于30cm，流速不小于0.05m/s时选用。

（2）超声波流量计

超声波流量计运用速度面积法，速度检测使超声波或多普勒超声波检测原理，液位检测运用压力或超声波检测原理。对排水管（渠）道内的水流检测均匀流速和液位(截面积)来核算流量值。精确度在±1%~±5%。

超声波在传播路径上如遇到微小固体颗粒或气泡会被散射，因为用时差法检测含有这类东西的流体时就不能很好地作业，它只能用来检测比较洁净的流体。而多普勒法正是利用超声波被散射这一特色作业的。多普勒超声波经过检测介质中的颗粒、气泡等反射物完结流速检测，因而适用于杂质含量较多的脏水和浆体的检测，如城市污水、污泥等。可完结排水管网或明渠等场合的满管、非满管流量。监测精度和灵敏度较高，在受背压状态下流动也能检测，能够测逆向流。它可完结多声道检测,精确度随声道的添加而进步,功能安稳。

超声波流量计流速检测原理

液位检测运用压力或超声波检测原理，可全量程检测，在过载状况下依然供给正确液位值。

超声波流量计选用面积—流速法，选用液位、流速一体化传感器，同时检测液位和流速，积算仪再依据截面形状及流速、液位信息核算流量。

多普勒流速、液位监测探头

可用于排水管道、排水渠、排水口、断面宽度小于5米的河道的在线流量检测，有便携式、固定式。超声换能器有触摸式和非触摸式。

三、污水管道在线流量监测及数据剖析

为了快速地了解污水管道的接连运转特征，需对其液位、速度及流量等多种根本运转参数进行接连检测，获取持续监测数据，经过这些根底数据的计算、剖析，能够全面地把握污水管道中流体变化规律，进行污水管网系统现状诊断与评价。多普勒超声波流量计加装存储设备能够完结本地贮存或经中继器缓存后经过无线网络发送到数据渠道完结在线监测。可进行瞬时、短期、长时间的流速、流量、液位监测。

多普勒流量计

1、多普勒超声波流量计装置

流量计可用于检测直通井内满管或非满管时，管道内部的水流量状况。装置时只需要将探头置入管道内部底侧中心，正向/逆向对准水流方向即可。特殊状况如存在淤泥也可进行检测，只需将传感器进步到淤泥上进行固定且记录好相关参数即可。

（1）监测点位挑选

只有选取了适宜的装置点位才能对管网进行较为精准的流量检测。一般窨井不能为三通井或多通井，不要存在跌落或其他形成水流紊乱的状况，不能选取90°转弯井，不能选取增压管直排出来的消能窨井，不能选取与河道相通且出口低于河道水面的窨井。尽量挑选能明晰看见管道和水流状况，水流不复杂的检查井进行检测，便于获取更为精确的数据。

（2）传感器和主机的装置

将多普勒流量计设备置于检修井中，L型的支架头部（探头）伸进管道内置于管道底部，对着水来的方向。探头支架和主机固定在井壁上，连接探头和主机线缆。检查设备运转状况，将设备编号、断面规格、泥深、探头位置等上传数据渠道进行参数设置后可完结在线水流量数据监测。

监测设备装置示意图

主机完结装置后现场照片

管道装置监测探头示意图

途径装置监测探头示意图

宽途径装置监测探头示意图

2、监测数据剖析

对液位、流速、流量数据进行的瞬时、短期、长时间监测数据进行剖析可了解污水管道运转规律、管道外来水入渗、水量计算及变化规律、定量识别雨水入流量等。

（1）旱季污水管道外来水入渗剖析

非降雨时段地下水进入量全天是安稳的，经长时间监测在凌晨3:00-6:00排水系统内污水流入量很少，小区域（日子小区）的排水系统出口处的流量是地下水入渗量（夜间最小流量法）。

某日子小区旱天流量剖析图

（2）降雨期污水管道雨水入流剖析

将降雨量与降雨引起的干管流量添加量进行拟合，随着降雨量添加污水管网中水体流速、流量随之添加。

污干管液位与流量监测数据与降雨之间的关系

管道内流量和液位受降雨影响动摇较大，在干旱期管道非带压运转，当有降雨事件产生时，流量和液位明显添加，形成管段不同程度带压运转。可见，排水收水区域内排水系统对降水过程有非常明显的响应。