1.一种分析强排系统接河分布的方法,其特征在于,包括以下几个步骤:
S1、管道分组并安装液位计;
S2、筛选检查井液位数据;
S3、预判断雨水管道是否接河;
S4、判断雨水管道是否接河,若接河,则判断接河位置;
在步骤S1中,雨水管网中的每一条支管上间隔设置若干检查井,将每一条支管分为一组管道,每组管道的上游检查井编号记为i,下游管道编号记为i+1,在每组管道上的若干检查井内以及河道和集水池上分别安装液位计;
在步骤S2中,选取连续多日晴天且下游水泵未开启时检查井液位数据;
其特征在于,在步骤S3中,检查井i‑1、i、i+1的液位记为Hi‑1、Hi、Hi+1,河道内的液位记为Hhe,当雨水管网接河时,液位满足Hi‑1=Hi=Hi+1=Hhe,所以当雨水管网内的检查井液位与附近河道水位相等或液位曲线符合潮汐特征时,该雨水管道有接河可能;
在步骤S4中,计算未接河时,晴天泵站集水池抽水,理论雨水管道上下游液位差为最大值ΔHmax,理;当晴天时,用水泵从集水池中抽水,假设雨水管网未接河,则检查井内理论液位变化如下:阶段一,从水泵开启时刻开始计时,当t=0时,管网内液位仍为初始状态,此时所有检查井与集水池液位Hji相同,为Hi‑1,0=Hi,0=Hi+1,0=Hji,0=Hhe,0;
阶段二:水泵开启后,雨水管网和集水池液位开始变化,检查井i‑1、i、i+1的液位记为Hi‑1、Hi、Hi+1,以检查井i和i+1为上下游检查井的管段流量记为Qi,液位差记为ΔHi=Hi‑Hi+1,以检查井i为例,T1、T2时刻的液位记为Hi,1、Hi,2,以此类推;
只考虑沿程水头损失,而忽略管道中局部水头损失,管道上下游液位差ΔHi如下计算:式中,λ——沿程水头损失系数,查表可得;
l——管段长度,m;
d——管段管径,m;
v——管段流速,m/s;
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g——重力加速度,9.8m/s;
由此可得管道上下游液位差ΔHi和管道内流量Qi之间的关系为:
对于同一管段来说,管道上下游液位差ΔHi和管道内流量Qi的平方成正比关系;
当水泵开启,t=T1时,水泵以流量Qpump从集水池中抽水,集水池液位下降,检查井i+1的上下游产生液位差,因此产生流量Qi+1,1,继而检查井i+1液位也将下降,检查井及集水池液位Hi‑1,1=Hi,1>Hi+1,1>Hji,1,流量Qpump>Qi+1,1>Qi,1>Qi‑1,1=0;
当水泵开启,t=T2时,水泵继续以流量Qpump从集水池中抽水,集水池和检查井液位继续下降,与T1时段相同,最终导致检查井i液位下降,检查井及集水池液位Hi‑1,2>Hi,2>Hi+1,2>Hji,2,流量Qpump>Qi+1,2>Qi,2>Qi‑1,2,离集水池越近的检查井液位下降越快;管道内流量由0开始变大,且离集水池越近的管道内流量越大;管道上下游液位差由0开始变大;
阶段三:检查井内液位以相同的速度下降,管道上下游液位差和流量保持不变,当管道内流量增大至Qpump后保持不变,管道上下游液位差由0增大至最大值后保持不变,最大值满足下式:阶段四:雨水管网内积水由满管流向非满管流转变,
当t=T4时,水泵以Qpump向集水池抽水,集水池液面下降,检查井i+1、集水池首先从满管流向非满管流转变,Qi+1,4由Qpump减小,导致上下游液位差ΔHi+1,4也由ΔHi,max开始减小;
当t=T5时,雨水管网变为非满管重力流,管道上下游液位差逐渐减小至0,直至排空;
综上,整个抽水过程中,离集水池越近的检查井,液位越先下降,离集水池越远的检查井,液位越后下降;离集水池越近的管道,流量越先增大,离集水池越远的管道,流量越后增大;检查井的液位持续下降,管道内流量先增大,直至增大到水泵抽水流量后保持不变,最后减小;管道的上下游液位差先增大,增大至增大至 后保持不变,最后减小,因此,管道的上下游液位差和流量的变化趋势都是先增大后减小,有一个最大值,将理论管道上下游液位差最大值记为ΔHmax,理;
晴天开泵时,监测获得管道上下游液位变化曲线,计算测得的最大上下游液位差,记为ΔHmax,测;
对比ΔHmax,理和ΔHmax,测的大小,若雨水管道接河,那么管网中还有河流入的流量Qhe,此时,位于接河点下游的管道内最大流量大于未接河时的流量Qpump,根据公式3,管道内上下游液位差也将大于未接河时的ΔHmax,理;位于接河点上游的管道内最大流量小于接河时的流量Qpump管道内上下游液位差也小于未接河时的ΔHmax,理,因此,若ΔHmax,测<ΔHmax,理,则证明该雨水管道上游没有接河;若ΔHmax,测>ΔHmax,理,则证明该雨水管道位于接河位置的下游;
若某条管道上下游ΔHmax,测和ΔHmax,理的大小产生变化,则该管道接河。
2.一种强排系统接河分布的系统,应用于如权利要求1所述的分析强排系统接河分布的方法,,其特征在于,所述的系统包括雨水管网,所述雨水管网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,每一所述检查井内均设有检查井液位计;
所述干管与集水池连接,所述集水池通过水泵将其内的雨水外排,所述集水池上设有集水池液位计;
还包括河道,所述河道上设有河道液位计。
3.如权利要求2所述的分析强排系统接河分布的系统,其特征在于,所述检查井液位计包括检查井主机设备和检查井天线,所述检查井主机设备设置在所述检查井的井壁上;
所述检查井的外侧地面上设有一坑洞,所述检查井天线设置在所述坑洞内,所述坑洞的底部通过开设一通孔与所述检查井连通,所述检查井天线一头的连接器从所述通孔穿入所述检查井内;
所述检查井天线的连接器与所述检查井主机设备电连接,所述检查井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检查井主机设备上传的所述检查井内的数据。
4.如权利要求3所述的分析强排系统接河分布的系统,其特征在于,所述检查井主机设备水平设置在所述检查井的井壁上,所述液位计的线缆从其探头端测量1.5m处做一标记,所述标记与所述检查井主机设备的下表面在同一水平线上。
5.如权利要求3所述的分析强排系统接河分布的系统,其特征在于,所述天线的上表面与地面持平。
6.如权利要求2所述的分析强排系统接河分布的系统,其特征在于,所述河道液位计和集水池液位计均包括一主机设备和一天线,所述河道旁和集水池旁分别栽种一钢管,所述钢管上均固设一钣金件,一所述主机设备固定在一所述钣金件上,一所述天线设置在一所述钣金件里面,同一钢管上的天线的连接器与主机设备电连接,所述主机设备还与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河道内和集水池内的数据。
7.如权利要求6所述的分析强排系统接河分布的系统,其特征在于,所述主机设备水平设置。