扬州城控排水管网运维有限公司黄棚兰获国家专利权
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龙图腾网获悉扬州城控排水管网运维有限公司申请的专利一种基于模型预测的污水管网外水入流量和入流点精确估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115048759B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210262456.X,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种基于模型预测的污水管网外水入流量和入流点精确估计方法是由黄棚兰;庞晶津;陈茗;陈仪设计研发完成,并于2022-03-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于模型预测的污水管网外水入流量和入流点精确估计方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于模型预测的污水管网外水入流量和入流点精确估计方法,通过建立一种污水管网模型,可以对进入污水管网的河水入流量和入流点进行精确估计,并且获得外水进入量的动态变化,避免解读管网流量计读数时泵站运行工况的影响,为污水管网的外水排查、运行和维护提供一种量化管理工具。减少外水进入是保证污水管网正常运行的重要保障,降低污水管网的外水后,可以降低污水管网的液位,防止雨季时污水外溢,减少污水外溢导致的水环境污染物事件的发生。另外减少外水进入污水管网,也可以增加污水管网的实际污水收集能力,提高污水污染物浓度,提升城市污水处理厂的污水处理效率。外水封堵后,污水泵站流量显著下降,污水浓度显著提高。
本发明授权一种基于模型预测的污水管网外水入流量和入流点精确估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于模型预测的污水管网外水入流量和入流点精确估计方法,其特征是,包括以下步骤: 1、调查某一区域范围内污水管网外水入流量; 1-1、获得该区域内的人口统计数据,根据该区域人均生活用水量,可以获得该区域内的生活用水量; 1-2、获得区域生活用水量在24小时内的分布,选取区域内典型居住小区,记录该小区内的总水表读数在一天24小时内的变化,获得该小区的用水量时间变化; 1-3、调取该区域范围内企事业单位的用水量数据,并获取用水量较大的单位的24小时内用水量的分布,作为整个区域内企事业单位的用水量分布; 1-4、考虑用水量部分并不能全部成为污水,损耗系数按照用水量的20%进行估计,地下水入渗量也按照20%考虑,两者抵消后,用水量即在真实污水量的合理范围内; 针对外水入流量较大的情况,污水损失量和地下水入渗量、外水入流量相比较小,因此其取值对整体污水流量的影响较小; 1-5、在区域污水泵站前主污水管道安装污水流量和液位计,同时在污水管网上游主干管道液位较深的检查井内安装液位计;根据地面和检查井管低高程,将测定的液位转化为液面高程数据; 1-6、建立污水管网流量模型,流量模型等式如下: 其中,等式1用于计算即时外水流量Q外水,h上游为上游检查井的液位高程,h泵前为泵站进水管前检查井的液位高程,外水流量Q外水的计算;上游液位h上游主要受到入流河道液位的影响,其动态变化可以不包括在污水管网模型中,其值可以通过液位计测量获得; 泵前液位h泵前的动态变化可以用等式2计算,其中,Q外水由等式1计算,Q家庭和Q工业由步骤1-2和1-3获得,Q泵站为安装在泵站前的流量计在线获取;1-7、模型参数的估计,模型等式1和2中有两个参数Kinf和A需要估计,通过比较模型预测的泵前液位和实测的泵前液位,获得两个参数Kinf和A的值,将测量数据分为两部分,一部分用于两个模型参数的估计,剩余部分的数据用于验证获得模型参数能否准确地预测出测量值,测量值和预测值偏差在5%以内时,可认为模型参数估计符合精度要求; 1-8、利用估计的模型参数值,和测定上游和泵前液位,根据等式1估计外水进入量; 2、外水入流点的定位; 2-1、分析总结现有污水管网资料,包括其拓扑结构、检查井的管点的位置,管线的长度、管径、管低高程和管井深度等; 2-2、根据污水管网资料,判断是否需要对管网管线进行简化后建立管网数学模型,在管网资料较为完善,与实际情况较为吻合,并且管网调查区域范围较小时,即,区域范围小于10平方公里,可以直接采用管网测绘数据进行建模; 2-3、对管网资料不完善,管网测绘数据存在部分管点和管段缺失,或者调查区域范围较大时,需要通过实地调查,对现有管网数据,进行合理化补充和简化,以满足模型运算的需要; 2-4、根据不同污水管网支管污水收集范围,对调查范围区域进行子分区划分,确保子分区范围内的污水就近流入附近污水管网节点; 2-5、将管网测绘资料或简化污水管网资料中的管点、管线,管点的深度、管低高程、管径长度、坡度、管径和管材信息,子分区内的用水户排水信息,导入在GIS操作软件; 2-6、将GIS信息操作完成后,导入至污水管网模拟软件EPASWMM5.0,建立污水管网数学模型; 2-7、将上述外水入流量计算值分配至不同污水管网节点,运算污水管网数学模型; 2-8、计算在不同管网节点外水入流条件下,污水管网的水力状态,并和实际污水管网水力状态比对,确定 和实际污水管网水力状态相符合的计算水力状态; 2-9、由步骤2-8获得计算水力状态对应的管网入流节点,作为计算外水入流点; 2-10、在计算外水入流点进行现场外水入流勘察,确认外水入流点后,计算外水入流点可以认为是实际外水入流点,外水入流点查找结束。
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