排水管道檢測與評估課件 項目10 外來水調(diào)查和雨污混接調(diào)查與評估

外來水調(diào)查和雨污混接調(diào)查與評估外來水調(diào)查1雨污混接調(diào)查2雨污混接評估3目錄CONTENT外來水調(diào)查1.基本概念廣義的外來水是指非本管道應該收納和輸送的水。無論是污水還是清水，只要其進入不該流的管道，都稱之為外來水。外來水的來源包括：來源于地下水的外來水和來源于雨水的外來水。前者是指直接從管道或附屬設(shè)施縫隙、缺陷處流入、滲入的地下水、經(jīng)滲透進地層的雨水。后者指直接從地面隨機累積的水源，以及錯誤流入分流制系統(tǒng)污水管道的水源。包括從井蓋孔眼入流的雨水和防汛排澇期間，從污水井直接流入的徑流雨水。外來水調(diào)查1.基本概念根據(jù)德國DWA的問卷調(diào)查，與外來水相關(guān)的損壞管道份額約占總確定損壞份額的68%，在檢查井設(shè)施里約占30%。在檢測時段內(nèi)，針對某一匯水面積，外來水的多少通常以外來水占總流量的百分比或外來水量占污水水量的百分比通過下式進行計算：式中：FWA—外來水占總流量的百分比，即外來水所占份額；

FWZ—外來水占污水水量的百分比；QF—外來水量；QS—污水水量；

QT—旱天總流量。FWA和FWZ之間的換算公式外來水調(diào)查外來水對管網(wǎng)和泵站產(chǎn)生不利影響主要體現(xiàn)在：（1）大量外來水增加了管網(wǎng)的水力負荷；（2）大量外來水導致泵站長時間工作，增加泵啟動頻次，備用泵啟用并連續(xù)工作，增加了維護和修理工作；（3）地下水滲入管道的外來水，對管道周邊土體沖刷，易形成空洞，最終造成路面塌陷，威脅管道自身安全以及周圍其他建（構(gòu)）筑物的安全；（4）礦物質(zhì)高含量的地下水滲入到流量小的污水管中，由于氧化作用產(chǎn)生鹽分沉淀（鐵和錳結(jié)合），可能導致管道堵塞；（5）流入管道的外來水攜帶砂、礫等顆粒物進入管網(wǎng)，增加了管網(wǎng)運行清理費用。外來水調(diào)查外來水對整個排水系統(tǒng)運行也有好的方面影響：（1）較大的外來水量有利于水中垃圾的運移，減少沉積量，有利于管道疏通養(yǎng)護；（2）外來水的稀釋作用，特別是雨水中高溶解氧含量，能緩解污水發(fā)臭；（3）外來水的稀釋作用可有效降低管道中的硫化氫濃度，同時也減緩了管道內(nèi)壁的腐蝕速度和程度，也保障了管道維護和運行工作的安全。外來水調(diào)查2.外來水調(diào)查(2)調(diào)查準備A.相關(guān)信息資料的收集1)現(xiàn)有的管網(wǎng)檔案資料以及管網(wǎng)維護信息；2)現(xiàn)有的管網(wǎng)流量和外來水量、泵站情況、雨水池排放情況、降雨情況。3)初步了解匯水區(qū)周邊水體、土壤等現(xiàn)狀等；4)管網(wǎng)和污水廠運行的基本資料，提供外來水影響的證據(jù)，為未來現(xiàn)場調(diào)查、測量指明重點；5)匯水區(qū)面積、人口、用水量、污水量以及評估數(shù)據(jù)、確定外來水量；6)地下水水位高、變化規(guī)律等地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，確定淹沒區(qū)，判斷地下水上升對管道的影響范圍，判斷地表水可能流入管網(wǎng)的點；7)調(diào)查區(qū)的歷史圖形資料便于定位外來水源，制定維護方法。外來水調(diào)查2.外來水調(diào)查(2)調(diào)查準備B.調(diào)查前的判斷與分析1）污水處理廠狀況：對于受到外來水負荷影響的區(qū)域，調(diào)查分析應當選擇長期資料分析（至少1年）。2）雨水處理設(shè)施狀況：合流制系統(tǒng)中的雨水溢流池和蓄水管廊，同樣有明顯的跡象表明上游匯水區(qū)外來水流量增加。3）管道和泵站的狀況：①通過對管網(wǎng)運營機構(gòu)問卷調(diào)查，了解外來水來源；②監(jiān)測分流制系統(tǒng)中的污水管的蓄滯和溢流情況；③監(jiān)測污水管網(wǎng)的非法排放；④監(jiān)測地下水滲流情況，通過攝像監(jiān)測周邊清水進水情況。泵站受到外來水流量增加的影響證據(jù)：①在合流或分流制管網(wǎng)中，非降雨期污水泵連續(xù)工作；②水泵在夏季月份和冬季月份的非降雨期運行時間明顯不同；③在分流制系統(tǒng)中的排污泵運行狀況，在非降雨期和降雨期出現(xiàn)明顯的不同。4）地下水位狀況：地下水位的高低直接影響到滲入量的大小，通過測量調(diào)查區(qū)域內(nèi)地下水的分布和水位變化，調(diào)查地下水位與地下水滲水量之間的關(guān)系。外來水調(diào)查2.外來水調(diào)查(2)調(diào)查準備C.外來水量測量外來水量是地下水滲水量和雨水滲水量之和。地下水滲入量是指滲入管道設(shè)施的地下水量。雨水滲入量是指在分流制系統(tǒng)中，雨水由排水設(shè)施及檢查并井蓋等開放部位流入管道或雨水管道錯接至污水管道等導致雨水流入管道設(shè)施內(nèi)的雨水水量。雨污混接調(diào)查1.雨污混接基本概念雨污混接是指在城鎮(zhèn)分流制排水系統(tǒng)中，雨水和生產(chǎn)生活所排放的污水，通過不同的方式混接到一起進行輸送和排放，造成混流現(xiàn)象。其表現(xiàn)一般分為：1）污水進入雨水管網(wǎng)，進而排入自然水體；2）雨水進入污水管網(wǎng)，與污水一起進入污水處理廠;雨污混接調(diào)查雨污混接所產(chǎn)生的不利影響對雨水系統(tǒng)是最大的，通常會造成：（1）雨水系統(tǒng)混雜進污水，通過雨水管網(wǎng)的不嚴密處或排水口，污染水體或土體，直接導致河水黑臭，影響水環(huán)境質(zhì)量。對于設(shè)置有截流設(shè)施的排水口，會增加溢流頻次；（2）雨水系統(tǒng)被污水占據(jù)有限空間，荷載額外增加，當在雨天時，極易產(chǎn)生內(nèi)澇和冒溢，造成環(huán)境的污染，影響市民的正常生活，嚴重時會對人民生命財產(chǎn)造成危害；（3）污水攜帶的生活或工業(yè)垃圾進入雨水管道，易形成淤積，減弱了雨水的過水能力，增加了疏通養(yǎng)護的工作量；（4）由于污水比雨水更具有腐蝕性，污水長期進入雨水系統(tǒng)會大大地縮短雨水管道的壽命，雨水管道一般都具有口徑大的特點，所以造成的損失也會更大。雨污混接調(diào)查對于污水系統(tǒng)來說，雨污混接的影響要小些，它主要在雨天時會造成：（1）污水系統(tǒng)的污水量的增加和濃度的降低，使污水處理廠短期超負荷運行，處理技術(shù)流程失效，同時增加運行費用；2）污水系統(tǒng)過量雨水進入，通過檢查并等設(shè)施所造成的冒溢會大大影響周邊環(huán)境，污染城市道路、園林等公共設(shè)施，嚴重時會造成公共衛(wèi)生災害。雨污混接調(diào)查2.雨污混接的成因和形式雨污混接產(chǎn)生的原因有：市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)不夠完善，部分污水管道口徑偏小，無法容納大量污水；老住宅區(qū)化糞池和街坊內(nèi)部下水道，沒有達到分流制的排水要求；市政管道鋪設(shè)與新區(qū)建設(shè)先后配合不協(xié)調(diào)；對分流制認識不清；偷排偷放等。（1）混接點——混接點是指物理結(jié)構(gòu)上的錯接，其所造成的危害最大，混接形式如圖所示。雨污混接調(diào)查2.雨污混接的成因和形式它主要存在的形式和成因可分為三大類：1）市政管網(wǎng)系統(tǒng)本身的錯誤連接，市政公用的污水管由于規(guī)劃、標高以及堵塞等原因，將其直接接入雨水管。2）集體排水戶內(nèi)、外部的錯誤連接。按照分流制要求建設(shè)的居民小區(qū)、企事業(yè)單位等集體排水單元，其內(nèi)部的雨污水管網(wǎng)在運行不暢時，排水相對獨立的管網(wǎng)系統(tǒng)被擅自改建，形成錯誤連接。同時，很多城市在分流制區(qū)域范圍內(nèi)依然存在一些諸如老舊小區(qū)、城中村等未進行分流制改造的集體排水戶，即排水戶內(nèi)部是合流系統(tǒng)，按照規(guī)定，應該接到城市污水系統(tǒng)，但有時現(xiàn)實情況很難做到。3）未經(jīng)排水許可的私接。單一排水戶一般是指路邊餐飲店、洗車鋪和門面小雜貨店等，這些排水戶幾乎都未通過市政部門審批，私自將污水管就近接入城市雨水管或雨水口。這種情形在我國城市普遍多見，是形成黑臭水體的重大污染源。雨污混接調(diào)查（2）混接源——管道結(jié)構(gòu)的實際連接現(xiàn)狀是雨污分流的，但收集到的水不是與管道實際屬性相符的，一般將該收集點稱之為混接源，屬于外來水調(diào)查的內(nèi)容。主要包括：1）人為造成的無序排放：本應收集雨水的收納口，如陽臺雨水收集口、路邊雨水口，未按照要求隨意排入污水。有些雨水檢查井和雨水口被任意傾倒入垃圾。市政灑水車沖洗路面形成的徑流直排入雨水口。2）集體排水戶的違規(guī)排放：集體排水戶的內(nèi)部混接導致排入市政管道的水流與管道實際屬性不符。在已實施分流制的集體排水戶，其出墻雨污管道與市政雨污管道連接是完全正確的，但進入市政管道的是混流水。比較常見的是集體排水戶的出墻雨水總管流入接戶井大量的污水3）管道自身的影響：管道雖沒有錯接，但結(jié)構(gòu)性損壞導致的地下水滲入污水管網(wǎng)，造成實際上的清污混流。4）自然雨水和水體的影響：雨水通過污水檢查井井蓋縫隙流入以及自然水體的倒灌等影響。雨污混接調(diào)查3雨污混接調(diào)查雨污混接調(diào)查的主要目的在于查明調(diào)查地區(qū)雨污管道相互連通的狀況、混接點準確位置等信息，主要調(diào)查的方法有：人工開井調(diào)查、儀器探查、水質(zhì)檢測、煙霧檢測、染色試驗、泵站運行配合等方法。雨污混接調(diào)查的范圍一般選擇較為獨立的且邊界較為清晰的排水收集區(qū)作為調(diào)查的最小單元，通常可以是：1）一個獨立的雨水排水系統(tǒng)；

2）某泵站服務(wù)區(qū)；3）單個或多個排水口的收集區(qū)；4）自然河流的流域。雨污混接調(diào)查（1）調(diào)查模式1）按照點→面→線→點的工作順序2）結(jié)合排水管道普查性檢測同時進行，結(jié)構(gòu)性和功能性檢測基本上要查到每一寸管，其工作順序可按照檢測工作推進，在發(fā)現(xiàn)管道缺陷的同時，找到每一個混接點或混接源。雨污混接調(diào)查（2）調(diào)查內(nèi)容1）雨污水管道定性。通過收集的相關(guān)管網(wǎng)資料與現(xiàn)場管道狀況相結(jié)合，確認實地管道性質(zhì)與設(shè)計規(guī)劃是否相符合。2）混接點和混接源定位。通過管道CCTV檢測、聲吶、人工摸排等方法確定雨污混接井或者管道的位置，在雨污混接調(diào)查過程中，各種檢查方法的適用情況參照表。雨污混接調(diào)查（2）調(diào)查內(nèi)容3）混接點或混接源定量。采用流量測定、COD濃度測定等方法對混接點的混接程度進行測定，即進行水量和水質(zhì)的測定。其中對于流量較小的混接點，可采用量杯的容器法測量方式進行流量測定；對于流量較大的混接點，可采用速度-面積流量儀或浮標法進行流量的測定。流量和水質(zhì)的測定以每日用水高峰期及平峰期的兩個時間點測得的數(shù)據(jù)平均值作為檢測數(shù)據(jù)的依據(jù)。流量高峰時段測定，可選擇在上午10：00～12：00或下午16：00～20：00區(qū)間。4）排放口調(diào)查。為治理黑臭水體，一般作為雨污混接的調(diào)查內(nèi)容之一，在進行排水管網(wǎng)雨污混接調(diào)查的同時，一并調(diào)查，并在調(diào)查報告中單獨說明。5）混接程度評估及成果匯總?？偨Y(jié)調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)的混接點信息，做出最終混接調(diào)查成果報告，并對整改提出建設(shè)性意見。雨污混接調(diào)查（3）調(diào)查準備1）收集資料①排水系統(tǒng)規(guī)劃資料②已有的排水管線圖或排水系統(tǒng)GIS③排水管道竣工資料④已有的管道檢測資料⑤調(diào)查區(qū)域的排水戶及居民用水量⑥泵站運行數(shù)據(jù)⑦調(diào)查區(qū)域排水戶的接管信息雨污混接調(diào)查（3）調(diào)查準備2）現(xiàn)場踏勘①察看并記錄調(diào)查區(qū)域的地物、地貌、交通和排水管道分布情況，有針對性選擇現(xiàn)場工作時段；②通過打開部分檢查井，察看并記錄排水管道的水位、淤泥、水流等情況，有利于檢查方法的選擇，同時也為調(diào)查工作的經(jīng)費預算、工期等提供參考；③核對已有管線資料中的管線連接關(guān)系、排水流向、管道屬性和空間位置等要素?，F(xiàn)實管線的走向、規(guī)格和管道屬性等要素與所收集到的資料的一致性，發(fā)現(xiàn)不一致時，需要及時采取簡便方法修改原有資料和圖件。雨污混接調(diào)查（4）混接預判當雨水管網(wǎng)中出現(xiàn)以下現(xiàn)象時可初步判定存在污水混接。a）區(qū)域河道水體存在黑臭現(xiàn)象；b）旱天時雨水排水口有污水流出；c）旱天時雨水口或雨水井有明顯的臭氣上返；d）冬季時雨水箅子有明顯的結(jié)霜顯現(xiàn)；e）雨水泵站集水井有污水流入；f）旱天時雨水泵站集水井水位超過地下水水位高度或造成排放；g）雨水泵站在旱天運行時相鄰污水管道水位也會下降。雨污混接調(diào)查（4）混接預判當污水管網(wǎng)中出現(xiàn)以下現(xiàn)象時可初步判定存在雨水混接。a）雨天時污水井水位比旱天水位明顯升高或產(chǎn)生冒溢現(xiàn)象；b）雨天時污水管道流量明顯增大；c）雨天時污水泵站集水井水位較高；d）雨天時污水管道內(nèi)CODCr濃度下游低于上游30%以上；e）雨天時泵站或污水廠進水水質(zhì)濃度明顯降低。雨污混接調(diào)查（5）混接篩查雨水管網(wǎng)中污水混接篩查時應符合下列規(guī)定：a）對預判存在污水混接的雨水管道，必要時可在旱天進行水質(zhì)、流量檢測；b）每個水質(zhì)檢測點取樣頻率不應小于4h一次，并應連續(xù)檢測24h以上。雨水管網(wǎng)中污水混接篩查的技術(shù)路線雨污混接調(diào)查（5）混接篩查污水管網(wǎng)中雨水混接篩查時應符合下列規(guī)定：a）對預判存在雨水混接的污水管道，應在雨天進行水質(zhì)、水量檢測；b）每個水質(zhì)檢測點取樣頻率不應小于4h一次，并應連續(xù)檢測24h以上。污水管網(wǎng)中雨水混接篩查的技術(shù)路線雨污混接調(diào)查（6）混接點和混接源判定1）開井目視：是雨污混接位置判定的主要方法。調(diào)查人員赴實地將項目范圍內(nèi)所有雨污水檢查井（雨水口）逐個開啟，當檢查井中管口顯露時，利用鏡子、強光手電筒燈等工具目測或鉤探確定管道的連接關(guān)系，斷定雨污管道連接是否成立。當發(fā)現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時，可判定為混接點：a）雨水檢查井或雨水口有污水管或合流管接入；b）污水檢查井中有雨水管接入。

填寫檢查井（雨水口）調(diào)查表，內(nèi)容通常有：編號、連接井編號、管道形狀、管徑、管道屬性、連接方式、水體觀感等信息，同時對確認的混接點或混接源要有明確的結(jié)論，現(xiàn)場采集圖像，并繪制示意圖。雨污混接調(diào)查（6）混接點和混接源判定2）儀器探查當出現(xiàn)井內(nèi)水位較高、檢查井被構(gòu)筑物及綠化帶壓蓋、井蓋被道路鋪裝材料覆蓋、管道暗接（無檢查井）等情形，管道連接點位置的確認需要利用特種儀器予以探查。包括潛望鏡快速探查、CCTV內(nèi)窺探查、聲吶探查三種方式。3）水質(zhì)測定水質(zhì)測定是在雨水檢查井中的接入管口提取水樣，測定有關(guān)水質(zhì)特征因子，從而判定該管口是否是混接源。這些特征因子包括：化學需氧量、動植物油、重鉻酸鹽需氧量（CODCr）、氨氮（NH4+-N）、總氮、磷酸鹽、鉀、甜味劑、陰離子表面活性劑等。雨污混接調(diào)查（6）混接點和混接源判定4）染色試驗在管道內(nèi)水體流動的情況下，可通過在管內(nèi)投入高錳酸鉀等染色劑，根據(jù)水的流向來判斷管道的連接方式，染色檢查一般需滿足下列條件：①管內(nèi)有一定水量，且水體流動；②染色劑必須投放在上游檢查井；③必須采用無毒、無害的彩色染色劑，一般用高錳酸鉀。5）煙霧試驗在管道內(nèi)非滿流的情況下，也可以采用煙霧的方式，來確定管道的連接現(xiàn)狀，使用該方法時，應滿足下列規(guī)定：①管道內(nèi)無水或有少量水時（充滿度小于0.65）；②封堵無需檢查方向的管道；③使用無毒無害彩色煙霧發(fā)生劑和專用鼓風機。6）泵站配合開泵后，非此泵站服務(wù)系統(tǒng)的管道內(nèi)水流明顯加速或產(chǎn)生逆流，再通過進一步巡查和開井檢查，確定管道的連接現(xiàn)狀。雨污混接調(diào)查（6）混接點和混接源判定4）染色試驗在管道內(nèi)水體流動的情況下，可通過在管內(nèi)投入高錳酸鉀等染色劑，根據(jù)水的流向來判斷管道的連接方式，染色檢查一般需滿足下列條件：①管內(nèi)有一定水量，且水體流動；②染色劑必須投放在上游檢查井；③必須采用無毒、無害的彩色染色劑，一般用高錳酸鉀。5）煙霧試驗在管道內(nèi)非滿流的情況下，也可以采用煙霧的方式，來確定管道的連接現(xiàn)狀，使用該方法時，應滿足下列規(guī)定：①管道內(nèi)無水或有少量水時（充滿度小于0.65）；②封堵無需檢查方向的管道；③使用無毒無害彩色煙霧發(fā)生劑和專用鼓風機。6）泵站配合開泵后，非此泵站服務(wù)系統(tǒng)的管道內(nèi)水流明顯加速或產(chǎn)生逆流，再通過進一步巡查和開井檢查，確定管道的連接現(xiàn)狀。雨污混接調(diào)查（7）流量測定流量測定方法有五大類，即水位測量法、流速測量法、水位和流速測量法、染料稀釋法、容積法，其中水位流速測量法和容積法是雨污混接調(diào)查工作中最常用的方法。在測定流量之前，應進行現(xiàn)場勘查，了解水流狀況、管內(nèi)污泥淤積程度、管道所處路面的交通情況與測量設(shè)備安裝條件等。利用管網(wǎng)圖確定安裝點位與具體安裝位置。測量位置應選擇管道的直線處，確保管道上游無彎曲、無支線管道及排水設(shè)施流入水；選擇下游無逆流影響的位置；流量測量過程中，需要保持管道內(nèi)排水流動無阻礙，尤其要謹慎對待降雨天發(fā)生水量迅速增加的情況；選擇適合的流量測量方法或儀器。一般根據(jù)當?shù)氐纳钐攸c，選擇在10：00～12：00或16：00～20:00區(qū)間。當連續(xù)采集24h以上時，應取流量高峰期與平峰期的流量值之和加權(quán)計算得到流量的加權(quán)平均值。雨污混接調(diào)查（8）水質(zhì)檢測水質(zhì)檢測通常是伴隨著流量測定而進行的，其目的也是用來判斷雨污混接的存在和評判混接程度，同時掌握混接源的特征。取樣位置應當被標注到排水管線圖上，做好每日采樣計劃。現(xiàn)場取樣需要的裝備包括：溫度計與電導儀、排水管線圖、水質(zhì)調(diào)查表、防水書簽和水筆、照相機與攝影機、噴漆、卷尺、手電筒、手表（有秒針）、帶防水標簽的玻璃采樣瓶、帶防水標簽的塑料采樣瓶、冰箱（留在車輛中）、抓斗式采樣器（帶長桿）、在淺水中使用的手動式真空泵。采到的樣品應在半小時以內(nèi)被冷藏?，F(xiàn)場記錄的內(nèi)容主要包括：混接點（源）編號、照片編號、日期。位置、天氣、氣、降雨、排放口水量估計（L/s）、排水系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域內(nèi)是否有工業(yè)或商業(yè)活動、氣味、顏色、濁度、漂浮物、沉淀物、植物生長情況、構(gòu)筑物損壞情況等。若現(xiàn)場使用儀器檢測，根據(jù)檢測項目，還需記錄電導率、溫度、氟化物、硬度、表面活性劑、熒光劑、鉀、氨氫、pH等。雨污混接調(diào)查（9）混接分布圖的繪制混接點位置分布圖包括1:500或1:1000大比例尺的雨污混接點分布圖以及1:2000比例尺及其以上的雨污混接點分布總圖。雨污混接分布圖，應滿足下列規(guī)定：（1）底圖可利用已有的排水系統(tǒng)GIS繪制雨污混接點分布圖，數(shù)字地形圖作為混節(jié)點分布圖的底圖時，底圖圖形元素的顏色全部設(shè)定為淺灰色；（2）圖形要素包含：道路名稱、泵站、管道、管線材質(zhì)、管徑、標高或埋深、流向、混節(jié)點編號、混節(jié)點位置與標注等；（3）以系統(tǒng)或調(diào)查區(qū)域為單位的雨污混接點分布總圖要素包含：系統(tǒng)范圍、泵站位置、街道線、街道名稱、主干管、管徑、流向、交叉點、變徑點、主要混節(jié)點等?；旃?jié)點分布圖的圖層、圖例和符號可查閱相關(guān)規(guī)定；（4）以系統(tǒng)或調(diào)查區(qū)域為單位的雨污混接點分布總圖要素包含：系統(tǒng)范圍、泵站位置、街道線、街道名稱、主干管、管徑、流向、交叉點、變徑點、主要混接點（2、3級）。雨污混接評估混接狀況評估分為單個混節(jié)點和區(qū)域混接評估兩類，混接程度分三類：重度混接（3級）、中度混接（2級）和輕度混接（1級）三個級別。1.評估指標與方法（1）評估指標1）混接密度—混接密度是指在某調(diào)查區(qū)域內(nèi)。

混接密度（M）計算公式：式中M—混接密度；

n—被調(diào)查雨水管道中污水混接點和混接源數(shù)或被調(diào)查污水管道中雨水混接點和混接源數(shù)；

N—節(jié)點總數(shù)，是指兩通（含兩通）以上的明接和暗接點數(shù)。雨污混接評估混接狀況評估分為單個混節(jié)點和區(qū)域混