水力模型排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

Word版本，下載可自由編輯水力模型排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)一、討論區(qū)域

港前路是某市H區(qū)東西向的主要市政道路，位于DS污水處理系統(tǒng)的東部片區(qū)。本次討論區(qū)域?yàn)镈S東部片區(qū)，服務(wù)面積為1833ha，系統(tǒng)下游干管銜接2#污水泵站，經(jīng)泵站提高送往DS污水處理廠。因?yàn)槭姓缆方ㄔO(shè)不夠完美，片區(qū)范圍內(nèi)東西走向主干管惟獨(dú)黃埔東路d800～1200主干管。因?yàn)槟呈小皷|進(jìn)”的戰(zhàn)略，東部片區(qū)的常住人口從2023年的20萬增長到2023年的45萬，現(xiàn)流經(jīng)2#泵站的污水量已達(dá)到3.5萬m3/d，大大超過了黃埔東路主干管的運(yùn)送能力，導(dǎo)致2#泵站上游管段長時(shí)光處于高水位運(yùn)行狀態(tài)，造成部分污水從標(biāo)高較低的溢流口溢流至河涌，污染周邊河涌水體，無法發(fā)揮排水收集系統(tǒng)應(yīng)有些效益。

二、模型構(gòu)建

模型構(gòu)建平臺(tái)

英國Wallingford公司的InfoWorksCS是一個(gè)通過計(jì)算機(jī)構(gòu)建城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的水力模型。它能夠舉行多方位的模擬多種情境設(shè)計(jì)，其中包括主干管、溝渠、逆流和回水的影響、繁雜的管道銜接以及繁瑣的輔助控制架構(gòu)等；InfoWorksCS具有自己的計(jì)算引擎，能夠用于對(duì)城市完整水循環(huán)的水文模擬，包括城市污水泛溢及污染狀況的預(yù)測以及水質(zhì)模擬和沉積物在管網(wǎng)中的轉(zhuǎn)移狀況，最多節(jié)點(diǎn)數(shù)為100000個(gè)；InfoWorksCS基于數(shù)據(jù)庫對(duì)污水管網(wǎng)數(shù)據(jù)舉行管理，越發(fā)平安牢靠。因此本討論選用InfoWorksCS軟件作為模型構(gòu)建平臺(tái)。

監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

按照排水系統(tǒng)特征和討論目的制定流量監(jiān)測點(diǎn)。在石化南路主干管和2#泵站前池處安裝流量計(jì)和液位計(jì)，因此獲得5組監(jiān)測數(shù)據(jù)，分離為石化南路監(jiān)測點(diǎn)流量、水位、流速數(shù)據(jù)以及2#泵站前池液位、流量數(shù)據(jù)。于2023年8月至2023年12月對(duì)監(jiān)測點(diǎn)舉行多次、反復(fù)實(shí)測，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)整體質(zhì)量做出推斷評(píng)估，終于確定監(jiān)測有效時(shí)光為2023年11月3日至2023年11月4日，共計(jì)48小時(shí)。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集和輸入

按照2023年某市一期污染源調(diào)查、查漏補(bǔ)缺、水利普查等途徑獲得DS東部片區(qū)污水處理系統(tǒng)精確?????的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，并將其輸入模型。結(jié)合港前路排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙，通過InfoWorksCS軟件建立DS排水系統(tǒng)東部片區(qū)的水力模型。結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)置管道水頭損失、管道沉積物厚度、單位人口用水量。地下水入滲量和生活污水量合并考慮，按照實(shí)測數(shù)據(jù)得到建模區(qū)域旱天污水量24小時(shí)變化過程的平均值，作為模型的旱流污水輸入。工商流量確實(shí)定按照工業(yè)區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)按工業(yè)用地類型，分離估算平均流量。用地類型分類標(biāo)準(zhǔn)和單位計(jì)算指標(biāo)見表1。模型中泵站運(yùn)行控制規(guī)章按現(xiàn)場監(jiān)測狀況利用實(shí)時(shí)控制庫實(shí)現(xiàn)。

模型校核

建模區(qū)域以石化南路監(jiān)測點(diǎn)總出流流量和水位變化狀況作為模型邊界，選取2023年11月4日的實(shí)測數(shù)據(jù)舉行模型校核。按照所選取監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測監(jiān)測數(shù)據(jù)得到模型校核的結(jié)果，包括水位、流量、流速三項(xiàng)指標(biāo)的校核結(jié)果。按照《英國排水系統(tǒng)水力模型工程師職業(yè)規(guī)范》中要求，實(shí)測數(shù)據(jù)與模擬計(jì)算值之間偏離程度應(yīng)滿足以下條件：峰值流量和微小值流量時(shí)光偏差均小于1小時(shí)；峰值流量和總流量數(shù)值偏差在±10%以內(nèi)，則說明模擬值與實(shí)測值擬合狀況較好。

本次模型校核石化南路監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測總流量和峰值流量偏差分離為0.19%和0.64%，峰值流量與微小值流量偏差均小于1小時(shí)。選取2023年11月3日的實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)模型舉行驗(yàn)證，驗(yàn)證模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)的變化邏輯較為全都。上述結(jié)果表明，模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)擬合良好，符合模型校核指標(biāo)要求，DS東部片區(qū)模型的建立工作已基本完成，可以作為實(shí)際管網(wǎng)運(yùn)行、優(yōu)化和改造的依據(jù)。

設(shè)計(jì)計(jì)劃評(píng)估

基于校核完的水力模型，為了解決黃埔東路主干管高水位運(yùn)行的問題，利用調(diào)節(jié)部分泵站運(yùn)行水位計(jì)劃以及新建港前路污水主干管，模擬評(píng)估港前路規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃實(shí)施后能達(dá)到的工程效果。按照2#泵站的設(shè)計(jì)規(guī)劃調(diào)節(jié)泵站運(yùn)行水位計(jì)劃，水位計(jì)劃的詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。協(xié)作港前路規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃以及泵站運(yùn)行優(yōu)化，模擬計(jì)劃實(shí)施后，可削減2#泵站上游超負(fù)荷主干管長度約4.11千米，從計(jì)劃運(yùn)行前的23%削減為5%，能有效緩解黃埔東路主干管的超負(fù)荷現(xiàn)狀問題。對(duì)計(jì)劃實(shí)施前后建模區(qū)域內(nèi)超載管段長度以及過載歷時(shí)舉行對(duì)照統(tǒng)計(jì)。

三、結(jié)語

以某市港前路排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)為討論對(duì)象，通過InfoWorksCS軟件建立排水系統(tǒng)水力模型，對(duì)排水管網(wǎng)的非恒定流舉行仿真模擬，并通過水力模型對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃實(shí)施后的管道負(fù)荷和溢流情況舉行評(píng)估分析，驗(yàn)證計(jì)劃的合理性和可行性。結(jié)果表