5-赵鹏——基于稳定同位素的排水管网诊断技术20241118.pdf

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1、高水位运行排水管网高水位运行排水管网外水入侵问题诊断技术与应用外水入侵问题诊断技术与应用赵 鹏第一部分第一部分背景简介排水管网诊断的各个方面初期雨水径流污染“三池”问题雨污混接雨水外水入渗入流管道缺陷污水外渗溢流污染污水/废水直排河湖水倒灌工业废水不达标纳管雨污混接外水入渗入流城市内涝管 网测绘测量高素质测绘团队，传统技术结合新兴设备高效解决管网测绘难点问题、摸清“家底”measure 数字平台管理者驾驶舱管网诊断数字平台辅助管理者数据分析、时效决策GISimage 影像检测精确定位管道缺陷问题repair修复整改“诊疗”一体化修复设计方案 成熟、快速响应的修复施工服务monitor水质水量监

2、测优化的监测方案、水质水量平衡测算系统评估管网运行效能专用仪器与设备同位素技术系统解决方案特征因子技术2018 特征水质监测技术研发首次将“特征因子”检测技术应用到海绵城市试点城市玉溪、长江大保护示范城市岳阳市 首次提出将混合平均样采样方式应用在排水管道水质监测中，研发Autowater 3.0自动取样器 提出基于水质水量监测与仪器检测的综合检测技术在拉萨市项目中应用 将综合检测技术应用在九江市高水位运行排水管网的诊断工作中研发基于稳定同位素的诊断技术并在天津项目中成功进行实践应用在深圳市项目提出基于”厂网河源“的系统化诊断方案，从多维度诊断管网病害问题开发智慧诊断平台主编天津市地方标准天津市

3、排水管渠周期性检测、诊断及养护技术导则住建部研究开发项目排水系统诊断及提质增效集成技术研究课题。2019 20202021坚持自主创新，不断实现产学研转化20222023行业标准运行效能评估软件 与华北院共同编制中国给排水协会标准城镇排水系统诊断技术规程解决基于同位素法的多源外水混接溯源精准诊断技术难题。在天津市应用住建部研究开发项目管网运行效能评估研究课题，并将研究成果成功应用于淮安市排水管网运行效能评估开发基于稳定同位素法的管网外水混接精准溯源软件与算法并在六盘水市和天津市高水位运行雨水管网污水混接项目成功应用。引领行业技术方向住建和城乡建设部研究开发项目城市排水管网诊断、效能评估及提质增

4、效技术集成应用研究天津市排水管渠周期性养护、检测与评估技术导则第第二二部分部分高水位运行排水管网外水入侵诊断直观检测法流量法模型法示踪法闭路电视检测声呐检测管道潜望镜检测水量平衡法三角形法夜间最小流量法特征因子法荧光示踪剂法分布式光纤温度传感器法微生物示踪法稳定同位素法DHI MIKE，SWMM，PCSWMM蒙特卡罗、遗传算法等直观方 法优 点缺 点定性，不能定量有操作条件的要求成本高基于水量平衡，仅需水量数据可以获得日或年尺度的入渗入流量仪器存在较大误差，导致结果误差较大示踪指标多，根据实际情况灵活选择可以定位破损管段或存在外水的小片区污水的物理和生化指标本身存在波动，影响结果准确性可以包含

5、多个变量，分析不同条件的影响，可以得到更精确的结果算法复杂，需要大量数据，结果的不确定度大开展排水管道外水外水入侵检测方法比较稳定同位素(环境示踪剂）地球化学、地质生态学污水管外水入渗入流食物链及食物网研究物质和能量的流动与循环研究有些研究使用18O或2H，能够较好的计算出地下水入流的比例氢氧同位素是最为理想的示踪剂优点：水同位素 18O及2H广泛存在于所有水体性质非常稳定，不会在管道中发生反应氢氧稳定同位素水最理想的示踪剂不同水体同位素的影响因素河水：当地降水的同位素湖水：输入的河水，降水和地下水。湖水的蒸发过程对湖水同位素分馏影响较大，蒸发量越大重同位素越容易富集。地下水：补给水适用条件研

6、究区域的自来水、污水、地下水、地表水等源水的差异性要足够大气降水同位素与降水量、温度和海拔有关，体现为同位素的降水量效应、温度效应、高程效应和大陆效应氢氧稳定同位素法定量分析外水的原理不同来源水中的氢氧同位素含量具有差异性l 2010年欧盟启动了基于氢氧稳定同位素的排水管网入渗入流（Infiltration and Inflow）诊断技术研究计划。欧盟研究计划针对的是污水管网的地下水或者雨水入渗入流问题，但是一直没有解决的问题是无法分析多源外水，只能分析一种外水。l 天津大学赵鹏课题组于2022年创新性解决了这个技术瓶颈，开发了排水管道多源外水混接比例溯源技术，在国内多地开展了工程验证，取得了