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申请/专利权人：宁波大学

摘要：本发明公开了一种排水管网输运瓶颈及检查井冒溢智慧诊断方法，涉及城市排水系统设计技术领域；该方法包括如下步骤：确定排水管道的水流流态的工况类型的判定标准，工况类型包括明渠恒定渐变流类型工况和有压流类型工况；采集排水管网数据，所述排水管网数据包括建筑设计参数及水流流态参数；基于排水管网数据确定各排水管道的排水性能图，结合排水管道的水流流态的工况类型对排水管网管段瓶颈和排水管网检查井冒溢进行诊断。本发明通过对排水管道瓶颈和检查井冒溢的诊断，确定排水管网的不利节点，降低后期的运营管理成本。

主权项：1.一种排水管网输运瓶颈及检查井冒溢智慧诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定排水管道的水流流态的工况类型的判定标准，工况类型包括明渠恒定渐变流类型工况和有压流类型工况；排水管道的水流流态的工况类型的判定标准，具体如下：排水管网由检查井和排水管道相互连接而成，水流自上游依次进入检查井和排水管道直至排入污水处理终端；基于排水管网中检查井液位h、排水管道入口处的液位yu和排水管道出口处的液位yd判断，排水管道的水流流态有以下几种工况类型：当yuD，ydD，表示排水管道的水流流态为明渠恒定渐变流，该明渠恒定渐变流类型工况用于瓶颈管段的诊断；当yu=D，yd=D，或h－zu≥D，h－zd≥D，表示排水管道的水流流态为有压流，该有压流类型工况用于检查井冒溢的诊断；S2、采集排水管网数据，所述排水管网数据包括建筑设计参数及水流流态参数；建筑设计参数包括排水管道直径D、排水管道长度L、排水管道粗糙度n、检查井的深度H、检查井底部与连接下游排水管道入口的高差zu及检查井底部与连接上游排水管道出口的高差zd；S3、基于排水管网数据确定各排水管道的排水性能图，结合排水管道的水流流态的工况类型对排水管网管段瓶颈和排水管网检查井冒溢进行诊断；排水性能图是明渠流扩展至有压流的上下游水位关系曲线图，分别采用明渠流公式（1）和有压流公式（2）来描述，如下所示： （1） （2）其中：y是水流深度；x是纵坐标；S0是排水管道坡度；Sf是摩擦坡度；Fr是佛罗德数；Q为有压流管道中的流量值；A为管道横截面积；Δh为排水管道上下游检查井液面之差；D为排水管道直径；L为排水管道长度；n为排水管道粗糙度；当判定为明渠恒定渐变流类型工况时，排水管网管段瓶颈诊断的步骤如下：A1、若已知各排水管道出口处的液位监测数据yd，根据排水性能图中的明渠流公式（1），计算同一流量下各排水管道入口处的液位yu；当yuD，ydD，则判断该排水管道未发生瓶颈，否则为瓶颈管段，比较各排水管道，确定最大过流能力最小管段，即瓶颈管段；A2、若只有排水管网终端的排水管道出口液位ydD已知，以排水管网终端的排水管道出口液位作为计算起点，根据已知数据组，利用排水性能图中的明渠流公式（1），依次求出各排水管道入口处的液位yu，若yuD则判断该排水管道未发生瓶颈，继续往上游计算，否则为瓶颈管段；同时，计算检查井的液位h，公式如下所示； 其中，zu为检查井底部与连接下游排水管道入口的高差；g为重力加速度；Ke为排水管道进口损失系数，取0.5；Au为排水管道入口处的液位yu所对应的断面面积，Au=D2cos-11-2yu-21-2yuyu1-yu0.54；A3、若h－zd≤yc，表示上游管道出口自由出流，取yd=yc；若ych－zdD，表示上游管道出口部分淹没，连续出流，取yd=h－zd；接着重复A2继续往上游计算上一节排水管道入口处的液位和检查井的液位；A4、确定首次流量运行结果；若未发生管道瓶颈，提升流量，重复步骤A2-A3，直到确定瓶颈管道；若多个管道发生瓶颈，减小流量，重复步骤A2-A3，直到只剩一个瓶颈管段；A5、调整终端控制水深，重复步骤A2-A4，确定排水管网在不同流量和终端水深控制下的瓶颈管段；当多个排水管道发生瓶颈，以最下游为最不利管段；当判定为有压流类型工况时，排水管网检查井冒溢诊断的步骤如下：B1、若已知各检查井液位监测数据h，比较h和H；若hH，则判断该检查井未冒溢；否则检查井冒溢，比较全部检查井，确定最先出现冒溢的检查井；B2、若只有排水管网终端的排水管道出口液位已知，即yd1=D，以排水管网终端的排水管道出口液位作为计算起点，根据已知数据组，利用所述排水性能图中的有压流公式（2），依次求出检查井的液位h；B3、若h≥H，表示检查井冒溢；否则检查井未冒溢；接着重复B2继续往上游计算上一节点检查井的液位；B4、确定首次流量运行结果；若未发生检查井冒溢，提升流量，重复步骤B2-B3，直到确定检查井冒溢；若多个检查井发生冒溢，减小流量，重复步骤B2-B3，直到确定最先发生冒溢的检查井。

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