基于典型城市供排水量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差評(píng)定

李奕韜

(遼寧省葫蘆島市興城市水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 興城 125100)

1 概 述

按照典型城市水平衡測(cè)試方案，該水平衡測(cè)試于4月21日10時(shí)至4月28日10時(shí)進(jìn)行。因4月21日下午至夜間有一次12.1mm的降雨過程，故將測(cè)試結(jié)束時(shí)間延至4月29日10時(shí)，共進(jìn)行了為期8d的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果為2021年4月22日3時(shí)至4月29日3的數(shù)據(jù)。本次測(cè)試分區(qū)、監(jiān)測(cè)斷面及采取的測(cè)試方式方法與水平衡測(cè)試方案一致。4月21日的降雨，對(duì)部分排水?dāng)嗝?月22日的測(cè)試水量造成輕微的影響，因此需對(duì)個(gè)別斷面的排水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析修正。

2 供水量監(jiān)測(cè)分析

2.1 市政水源供水量

對(duì)各水廠、單井供水7d進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與試驗(yàn)期同步，各水源、單井供水情況詳見表1，市政供水詳見表2。

根據(jù)城市用水量指標(biāo)，計(jì)算每天的人均供水定額，測(cè)試區(qū)居民用水量按該區(qū)人口乘以人均日供水定額來計(jì)算。結(jié)果見表3[1]。

表1 各水廠水源地及單井供水情況 水量：萬t

表2 市政水源分類供水量 水量:萬t

表3 重點(diǎn)測(cè)試區(qū)居民生活供水量計(jì)算

用水戶調(diào)查分為3個(gè)測(cè)試區(qū)域，從各地區(qū)的所有工業(yè)和第三工業(yè)用戶處獲取供水詳細(xì)信息[2]，分別對(duì)其供水水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見表4。

表4 市政水源分區(qū)供水量 水量:萬t，人口:萬人

2.2 自備水源供水量

根據(jù)測(cè)試期間7d的井水供水量，自供井和重點(diǎn)測(cè)試區(qū)按行業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)劃分，供水總量為242970t，見表5。

表5 自備水源分區(qū)供水量 水量:萬t

2.3 供水總量

根據(jù)各試驗(yàn)區(qū)的市政供水和自備供水情況，計(jì)算每個(gè)試驗(yàn)區(qū)的總供水量，見表6。

計(jì)算每個(gè)試驗(yàn)區(qū)域的生活供水詳見表7。

3 排水量監(jiān)測(cè)

3.1 總排水量

與供水監(jiān)測(cè)時(shí)間同步，對(duì)各測(cè)試區(qū)的排水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3-4]。為了與水質(zhì)監(jiān)測(cè)同步，各斷面的排水量計(jì)算相應(yīng)把一天分為三個(gè)時(shí)間段，即早上(3:00-10:00)、中午(10:00-16:00)、晚上(16:00-次日3:00)。

各斷面施測(cè)排水量為一泵站2.345萬m3，二泵站0.301萬m3，南排42.233萬m3，三排2.717萬m3，污水處理廠入口91.538萬m3，污水處理廠出口87.757萬m3。水量監(jiān)測(cè)成果見表8。

表6 測(cè)試分區(qū)供水總量表 水量:萬t

從表8可以看出，南排4月22日0時(shí)流量比其他日期大出近一倍，分析是4月21日降水產(chǎn)生徑流影響，遼陽城區(qū)雨污不分流，降水產(chǎn)生的徑流直接排入污水管道，故不對(duì)排水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析修正[5]。

三排4月22日3-17時(shí)排水量受降水徑流影響明顯比23日、24日大，因此需進(jìn)行修正。24日10時(shí)后，排水突然增大，經(jīng)調(diào)查是斷面以上有幾家企業(yè)排水造成的，符合實(shí)際情況。

污水處理廠入口4月22日3-10時(shí)流量偏大，同樣是受到降水徑流的影響，從表8可以看出一泵站4月22日3-10時(shí)流量偏大，需修正。

表8 各斷面排水量監(jiān)測(cè)成果 流量:m3/s，水量:萬m3

修正后的排水量成果見表9。

表9 修正后各斷面排水量 流量:m3/s，水量:萬m3

3.2 工業(yè)排水量

按行業(yè)對(duì)工業(yè)企業(yè)進(jìn)行分類，確定每個(gè)行業(yè)的供水量。遼寧忠旺集團(tuán)有限公司供排水量均有實(shí)測(cè)值，因此將其單列。工業(yè)企業(yè)行業(yè)分類匯總及供水量情況見表10。

在計(jì)算工業(yè)企業(yè)排水量時(shí)，要考慮市政水源輸水損失，即管網(wǎng)漏失水量，再利用管網(wǎng)供水和漏水之差，即工業(yè)企業(yè)的用水量計(jì)算排水量[6-8]。供水管網(wǎng)漏失率采用15%，計(jì)算過程見表11。

共有9家工業(yè)企業(yè)，涉及9個(gè)工業(yè)行業(yè)。各典型工業(yè)企業(yè)的行業(yè)分類及排水系數(shù)見表12。

此次水平衡測(cè)試，各工業(yè)企業(yè)用水戶的排水系數(shù)參照2020年水平衡測(cè)試成果，其平均排水系數(shù)為0.643，遼寧忠旺集團(tuán)有限公司位于遼陽市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)(宏偉區(qū)曙光鎮(zhèn)徐家屯)，其工業(yè)污水經(jīng)處理后排入三排，最后進(jìn)入污水處理廠。對(duì)公司工業(yè)污水進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，水平衡測(cè)試期間，該企業(yè)共排污水48289 m3。

3.3 生活排水量分析

生活排水是居民生活排水和第三產(chǎn)業(yè)排水之和，根根據(jù)各區(qū)域總排水量和工業(yè)排水量計(jì)算，兩者之差為生活排水量，各試驗(yàn)區(qū)的生活排水見表 13。

表10 工業(yè)企業(yè)行業(yè)分類匯總及供水量

續(xù)表10 工業(yè)企業(yè)行業(yè)分類匯總及供水量

表11 市政水源工業(yè)企業(yè)用水量計(jì)算

表12 典型用水戶排水系數(shù)

表13 測(cè)試區(qū)生活排水量 水量：萬m3

3.4 排水?dāng)?shù)據(jù)誤差評(píng)定

3.4.1 隨機(jī)不確定度

(1)

3.4.2 系統(tǒng)不確定度

(2)

3.4.3 總不確定度

(3)

根據(jù)以上公式對(duì)污水處理廠入口、污水處理廠出口、南排及三排四個(gè)斷面的流量不確定度進(jìn)行計(jì)算，見表14。

表14 流量測(cè)驗(yàn)不確定度計(jì)算

一泵站采用水泵出力推算流量，該站水泵為B級(jí)泵，水泵的額定誤差為±4.5%，因此一泵站的排水量不確定度為±4.5%。

二泵站采用容積法推求排水量，水泵每天運(yùn)行4-5次，每次運(yùn)行時(shí)間300s左右，測(cè)試數(shù)據(jù)的不確定度主要來自水位觀讀誤差和蓄水池橫截面積測(cè)量誤差。水位觀測(cè)采用電測(cè)水位計(jì)，不確定度為1%；蓄水池橫截面形狀較為復(fù)雜，量算誤差按2%計(jì)算。因此二泵站排水量的不確定度為±2.24%。

4 結(jié) 語

對(duì)各測(cè)區(qū)總供水量、生活供水量、總排水量、生活排水量及水量數(shù)據(jù)進(jìn)行了隨機(jī)不確定度計(jì)算，經(jīng)計(jì)算可知，該地區(qū)平均供水量為19.518萬m3/d，人均476 L/人·d；生活(居民生活和第三產(chǎn)業(yè)之和)供水量15.915萬m3/d，人均生活供水量388L/人·d。測(cè)試全區(qū)平均排水量為13.323萬m3/d，人均325 L/人.d，綜合排放系數(shù)0.683；生活(居民生活和第三產(chǎn)業(yè)之和)排水量11.322萬m3/d，人均生活排水量276L/人·d，生活排放系數(shù)為0.711。