(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011251147.X
(22)申请日 2020.11.11
(71)申请人 中国电建集团华东勘测设计研究院
有限公司
地址 310014 浙江省杭州市潮王路22号
(72)发明人 唐颖栋 邵宇航 包晗 楼少华
(74)专利代理机构 浙江杭州金通专利事务所有
限公司 33100
代理人 刘晓春
(51)Int.Cl.
G01D 21/02(2006.01)
G01N 33/18(2006.01)
G01N 27/00(2006.01)
G01S 19/42(2010.01)
G01B 11/24(2006.01)
G06Q 50/26(2012.01)G06Q 10/06(2012.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种暗涵排水口排查流程及
排口溯源方法，包括以下步骤：(1)利用排查机器
人对暗涵主线进行全线排查，并获取排口影响资
料，水质数据，坐标等排口基础数据信息；(2)根
据步骤(1)获取的排口数据信息，对排放口进行
整理归类，判定疑似混流排口等排口类型并提取
相关信息。(3)对疑似排口中污染物进行溯源排
查，并发现全部流入混流排口的源头污染源点位
置。本发明的暗涵排查流程和溯源排查方法，可
为城市基础设施改造和水环境改善提供一种简
易解决路径，并可以根据排查方法验证改造成
效。权利要求书1页 说明书6页 附图5页CN 112525255 A 2021.03.19
C N 112525255
A
1.暗涵排水口排查流程及排口溯源方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、获取排查暗涵的主线信息，包括暗涵三维图、暗涵排口坐标、尺寸、高程、坐标、是否有污染源流出；
(2)、对获取暗涵的主线信息的排口信息进行分析统计，对排口进行筛选；
(3)、在步骤(2)的基础上对判定存在混接情况的排口进行溯源排查，发现污染源点的位置。
2.根据权利要求1所述的暗涵排水口排查流程及排口溯源排查方法，其特征在于，步骤
(1)中采用排查机器人，所述排查机器人包括搭载的动力模块，所述动力模块为排查机器人提供动力；所述排查机器人还包括搭载的三维激光扫描模块，能对暗涵内部进行全景三维激光扫描；所述排查机器人还包括搭载的高清影像收集模块，能对暗涵内及排水口进行影像拍摄；所述排查机器人还包括搭载的水质在线检测模块，能对暗涵内排水口流水进行在线数据检测；所述的排查机器人还包括搭载的采集模块，能对暗涵排水口水样进行采集；所述排查机器人还包括搭载的存储模块，可对所述三维激
光扫描模块，高清影像收集模块，水质检测模块数据进行实时存储；所述排查机器人还包括搭载的解析模块，能对高清影像收集模块，水质检测模块采集信息进行数据提取并判定排口类型；所述排查机器人还包括搭载的无线通讯模块，能实时将数据信息发送至排查人员；所述排查机器人还包括搭载的定位模块，能对排查机器人进行定位。
3.根据权利要求1所述的暗涵排水口排查流程及排口溯源排查方法，其特征在于根据步骤(2)对排口进行信息采集，将排口分为待定排口、疑似混接排口、混接排口和重度混接排口四种类型；步骤(3)所述的溯源排查，通过检查疑似混接排口、混接排口及重度混接排口的上一个检查井流量进行数据对比，并根据对比结果，逐渐上溯检查井位置，直到排查出全部污染源头，其中排查出的疑似排口，混接排口和重度混接排口需要进行溯源排查。
4.根据权利要求3所述的暗涵排水口排查流程及排口溯源排查方法，其特征在于，对疑似混接排口，混接排口和重度混接排口三种类型排口连接的检查井进行流量检测，并分别与其排口的流量比对，如流量一致，则继续上溯检测与检查井连接管道的流量，如流量不一致则检测两检查井之间管道，依次类推，直到排口所对应的连接管路上检测到无水流动的检查井。
5.根据权利要求1所述的暗涵排水口排查流程及排口溯源排查方法，其特征在于，待暗涵排放口整改完毕后，根据步骤(1)，步骤(2)以及步骤(3)对改造后暗涵进行结果验证，如未发现疑似混接排口，混接排口和重度混接排口，则判定暗涵整改完毕。
6.根据权利要求1所述的暗涵排水口排查流程及排口溯源排查方法，其特征在于，在进行步骤(1)之前，对暗涵排查安全进行评估，并基于暗涵评估结果决定是否执行步骤(1)。
7.根据权利要求1所述的暗涵排水口排查流程及排口溯源排查方法，其特征在于，所述对暗涵排查安全进行评估，包括对包括暗涵内淤泥深度，水位深度，汇水范围在内的风险因素进行识别判定。
权 利 要 求 书1/1页CN 112525255 A
暗涵排水口排查流程及排口溯源方法
技术领域
[0001]本发明涉及排水系统，具体涉及排水暗涵内排水口的排查流程及排口溯源方法、暗涵排查装备。
背景技术
[0002]排水暗涵作为城市地下雨水排放系统的重要组成部分，在城市防洪排涝方面发挥着重要作用。但由于城市发展过程中大量人口的涌入，排水设施没有满足供给要求，致使污水雨水存在大量混接现象，导致下游河道水质恶化。
[0003]通常在上游没有雨污分流完全的情况下，对于暗涵中的污水，主要采用下游截流的方式将污水收集到市政污水管道中，但是这种方法在雨季时会存在雨水溢流问题，下游污水管不能承接的雨水，携带大量污水流入河道，对河道造成污染。除此之外当河道水位高时，河水会通过截留设施倒灌回市政污水管，对市政污水收集系统造成很大影响。因此暗涵彻底的雨污分流对于下游河道以及暗涵本身水质有重要影响。
[0004]目前对于居住排水小区的雨污分流改造方法有很多，由于小区中管线通常都有检修孔，因此对于雨污水混接的点位可以很快发现，但是由于暗涵大都全部封闭，内部条件复杂，从岸上很难发现暗涵内部的排水情况，因此通过机器人等装置对于暗涵内部排水情况的调查就尤为重要。
[0005]对暗涵排水情况调查清楚后，如何判定雨污水混接点也尤为重要，排水口类型的判定直接影响后续整体整治方案，通常对于雨污水混接点位需要上溯追踪污染源位置，因此一种合理可行的溯源方法对于暗涵排水口改造也十分重要。
发明内容
[0006]本发明的目的是提供一种暗涵排水口排查流程及排口溯源方法，用在暗涵排水口改造前的系统排查，对暗涵内部排水设施情况进行系统分析，并根据调查结果，利用该流程体系，判定排水口类型，对存在雨水污水混接情况的排水口，对污源头位置进行追踪判定，为后续相关工程措施提供足量
准确的信息，以确保后续设计和施工质量能够达到预期效果。
[0007]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
[0008]暗涵排水口排查流程及排口溯源方法，其特征在于包括以下步骤：
[0009](1)、获取排查暗涵的主线信息，包括暗涵三维图、暗涵排口坐标、尺寸、高程、坐标、是否有污染源流出；
[0010](2)、对获取暗涵的主线信息的排口信息进行分析统计，对排口进行筛选；[0011](3)、在步骤(2)的基础上对判定存在混接情况的排口进行溯源排查，发现污染源点的位置。
[0012]在进行步骤(1)之前，对暗涵排查安全进行评估，并基于暗涵评估结果决定是否执行步骤(1)。
[0013]在一些具体的实施方案中，步骤(1)所述的排查前安全风险判定包括暗涵主线长度初探，暗涵有限空间作业风险程度，暗涵内部淤积复杂情况以及暗涵内有毒气体分布情况进行风险因素识别，包括对包括暗涵内淤泥深度，水位深度，汇水范围在内的风险因素进行识别判定。对满足安全评估要求的暗涵进行下一步骤的排查，对于不满足排查要求的暗涵采取辅助措施，待辅助措施完成后进行二次评估。
[0014]在一些具体实施方案中，步骤(1)所述的暗涵主线信息包括对暗涵三维结构信息的获取，所获取信息包含暗涵每一个点位的三维坐标，并对暗涵内所有排水口信息进行详细采集，包括但不限于排水口尺寸，排水口上游的管道材质，排水口纵向高度，排水口高清影像资料。并对有流态流动的排水口可进行水样信息采集，对流态进行流量测定。[0015]可用于步骤(1)排查信息采集的无人排查装置可采用排查机器人，所述排查机器人包括搭载的动力模块，所述动力模块为排查机器人提供动力；所述排查机器人还包括搭载的三维激光扫描模块，能对暗涵内部进行全景三维激光扫描；所述排查机器人还包括搭载的高清影像收集模块，能对暗涵内及排水口进行影像拍摄；所述排查机器人还包括搭载的水质在线检测模块，能对暗涵内排水口流水进行在线数据检测，水质检测模块包括但不限于氧化还原电位探头，溶解氧检测探头以及部分离子探头，可对水样进行快速检测；所述的排查机器人还包括搭载的采集模块，能对暗涵排水口水样进行采集，储存的水样可在排查完毕后取出进行详细检样。；所述排查机器人还包括搭载的存储模块，可对所述三维激光扫描模块，高清影像收集模块，水质检测模块数据进行实时存储；所述排查机器人还包括搭载的解析模块，能对高清影像收集模块，水质检测模块采集信息进行数据提取，将所有排水洞口采集的水质、水量和影像资料进行数据分析及处理，并判定排口类型，并将处理结果储存在储存模块中；所述排查机器人还包括搭载的无线通讯模块，能实时将数据信息发送至排查人员，实现人工操作排查机器人进行排查作业；所述排查机器人还包括搭载的定位模块，比如北斗定位模块、GPS定位模块等，可对排查机器人、所有排水洞口进行位置定位。[0016]在具体实施过程中，还包括在步骤(2)中对无人排查装置采集的数据的分析，无人排查装置采集的数据信息，包含暗涵内部所有排水口的水量，水质，影像资料，尺寸以及坐标点等数据信息。
[0017]根据排查无人机器人中数据采集信息，当采集的数据影像信息中没有水从排口中流出则判定该排口属于待定排口；当采集的数据影像信息中有水流出，通时初步测取流量和水质。根据解析模块判定，当水质检测信息高于设定数值时，判定该排口为混接排口；当水质检测信息低于设定数值，水量信息高于设定值时，则判定该排口为疑似混接排口。当水质信息和水量信息均高于设定值时，则判定该排口为重度混接排口。其中排查出的疑似排口，混接排口和重度混接排口需要进行下一个流程来进行溯源排查。
[0018]在具体实施过程中，一种优选的溯源排查流程如下。根据步骤(2)判定的疑似混接排口、混接排口和重度混接排口以及其对应的高清影响资料，水样检测结果以及洞口数据信息和坐标数据信息，首先确定需溯源排口定位数据信息，根据定位数据信息在地面定位，如定位地面不存在管道检查井，则根据高程和坐标和长度信息进行探挖。如定位数据管道检查井中没有水流动，则对检查井与排口坐标之间的管道进行检测；如井内有流水流动，则需要对检测井中的流量与需溯源排口处检测流量进行对比，如井内流量小于需溯源排口的流量，则对检查井与排口坐标之间的管道进行检测；如流量检测数据流量与需溯源排口流
量一致或接近，则对该检查井上游1个或多个检查井内水量进行检测。当上游1个或多个检查井内水量总和小于该检查井的流量时，则对本次检测检查井与上游1个或多个检查井之间的管道进行检测；当上游1个或多个检查井内水量总和与本次检测检查井流量一致或者接近，或者当上游1个或多个检查井内
水量与管道中进入的外水流量之和一致或者接近时，则以上游1个或多个检查井为起点，继续上溯判定，直到所有检测检查井内均为起点且无水流动的检查井，则溯源流程结束。
[0019]在具体实施过程中，待暗涵排放口整改完毕后，根据步骤(1)，步骤(2)以及步骤(3)对改造后暗涵进行结果验证，通过复查来二次筛选，如未发现疑似混接排口，混接排口和重度混接排口以后，则判定暗涵整改完毕。
[0020]与现有技术相比，本发明的优点如下：
[0021](1)本发明提供了一种地下暗涵排放口的排查流程和方法，为目前我国水环境整治领域暗涵治理提供了一种可选的流程方法，填补了目前暗涵治理在我国水环境整治领域的空白。通过本发明排查流程和方法可以为相关设计，施工单位提供较为完整的暗涵数据信息和排口信息，为后续设计和实施提供依据，本发明的流程和排查方法也可作为暗涵整治后验收的方法。
[0022](2)本发明还进一步提供了一种暗涵排水口数据采集和类型判定的方法，通过暗涵排查装置及其内部搭载的相关模块组，可以快速的判定排数水口类型，为后续问题排口的溯源排查提供准确可靠的基础资料。
[0023](3)本发明还进一步提供了一种快速溯源排查污染物的方法，为工程应用提供了一种可行办法，为暗涵中混接排口改造设计，施工和维护提供可靠数据信息。
[0024](4)本发明中所阐述的暗涵排查流程和溯源排查办法不局限于应用在暗涵排查中，也即可应用在雨污水管网混接改造中。
附图说明
[0025]图1是本发明暗涵溯源排查方法主流程图；
[0026]图2是本发明无人排查装置结构示意图；
[0027]图3是本发明暗涵主线排查获取信息示意图；
[0028]图4是本发明排口溯源排查流程图；
[0029]图5是本发明排口溯源排查示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图及具体实施对本发明作进一步的详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0031]如图1，本发明提供的一种暗涵排水口排查及溯源排查方法，主要包括以下步骤：[0032]步骤S1
0：暗涵排查前的安全评估
[0033]暗涵排查前的暗涵评估包含在暗涵排水口排查流程内，为暗涵排查前的第一步工作，在暗涵排查前要对拟排查暗涵内的风险因素进行识别，包括但不限于暗涵上部结构稳定性，暗涵内淤积情况，暗涵内有毒气体情况，暗涵内水深水量，雨季暗涵汇水时间，洪峰流量，逃生通道情况等，并根据评估结果采取相应的安全或工程辅助措施，可采用综合评分等
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