基于典型城市供排水量監測數據誤差評定

李奕韜

(遼寧省葫蘆島市興城市水利事務服務中心，遼寧 興城 125100)

1 概 述

按照典型城市水平衡測試方案，該水平衡測試于4月21日10時至4月28日10時進行。因4月21日下午至夜間有一次12.1mm的降雨過程，故將測試結束時間延至4月29日10時，共進行了為期8d的測試。測試結果為2021年4月22日3時至4月29日3的數據。本次測試分區、監測斷面及采取的測試方式方法與水平衡測試方案一致。4月21日的降雨，對部分排水斷面4月22日的測試水量造成輕微的影響，因此需對個別斷面的排水數據進行分析修正。

2 供水量監測分析

2.1 市政水源供水量

對各水廠、單井供水7d進行監測，并與試驗期同步，各水源、單井供水情況詳見表1，市政供水詳見表2。

根據城市用水量指標，計算每天的人均供水定額，測試區居民用水量按該區人口乘以人均日供水定額來計算。結果見表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 重點測試區居民生活供水量計算

用水戶調查分為3個測試區域，從各地區的所有工業和第三工業用戶處獲取供水詳細信息[2]，分別對其供水水量進行統計，詳見表4。

表4 市政水源分區供水量 水量:萬t，人口:萬人

2.2 自備水源供水量

根據測試期間7d的井水供水量，自供井和重點測試區按行業和第三產業劃分，供水總量為242970t，見表5。

表5 自備水源分區供水量 水量:萬t

2.3 供水總量

根據各試驗區的市政供水和自備供水情況，計算每個試驗區的總供水量，見表6。

計算每個試驗區域的生活供水詳見表7。

3 排水量監測

3.1 總排水量

與供水監測時間同步，對各測試區的排水量進行監測[3-4]。為了與水質監測同步，各斷面的排水量計算相應把一天分為三個時間段，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。水量監測成果見表8。

表6 測試分區供水總量表 水量:萬t

從表8可以看出，南排4月22日0時流量比其他日期大出近一倍，分析是4月21日降水產生徑流影響，遼陽城區雨污不分流，降水產生的徑流直接排入污水管道，故不對排水數據進行分析修正[5]。

三排4月22日3-17時排水量受降水徑流影響明顯比23日、24日大，因此需進行修正。24日10時后，排水突然增大，經調查是斷面以上有幾家企業排水造成的，符合實際情況。

污水處理廠入口4月22日3-10時流量偏大，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時流量偏大，需修正。

表8 各斷面排水量監測成果 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 工業排水量

按行業對工業企業進行分類，確定每個行業的供水量。遼寧忠旺集團有限公司供排水量均有實測值，因此將其單列。工業企業行業分類匯總及供水量情況見表10。

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

共有9家工業企業，涉及9個工業行業。各典型工業企業的行業分類及排水系數見表12。

此次水平衡測試，各工業企業用水戶的排水系數參照2020年水平衡測試成果，其平均排水系數為0.643，遼寧忠旺集團有限公司位于遼陽市經濟開發區(宏偉區曙光鎮徐家屯)，其工業污水經處理后排入三排，最后進入污水處理廠。對公司工業污水進行實時在線監測，水平衡測試期間，該企業共排污水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業排水之和，根根據各區域總排水量和工業排水量計算，兩者之差為生活排水量，各試驗區的生活排水見表 13。

表10 工業企業行業分類匯總及供水量

續表10 工業企業行業分類匯總及供水量

表11 市政水源工業企業用水量計算

表12 典型用水戶排水系數

表13 測試區生活排水量 水量：萬m3

3.4 排水數據誤差評定

3.4.1 隨機不確定度

(1)

3.4.2 系統不確定度

(2)

3.4.3 總不確定度

(3)

根據以上公式對污水處理廠入口、污水處理廠出口、南排及三排四個斷面的流量不確定度進行計算，見表14。

表14 流量測驗不確定度計算

一泵站采用水泵出力推算流量，該站水泵為B級泵，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，水泵每天運行4-5次，每次運行時間300s左右，測試數據的不確定度主要來自水位觀讀誤差和蓄水池橫截面積測量誤差。水位觀測采用電測水位計，不確定度為1%；蓄水池橫截面形狀較為復雜，量算誤差按2%計算。因此二泵站排水量的不確定度為±2.24%。

4 結 語

對各測區總供水量、生活供水量、總排水量、生活排水量及水量數據進行了隨機不確定度計算，經計算可知，該地區平均供水量為19.518萬m3/d，人均476 L/人·d；生活(居民生活和第三產業之和)供水量15.915萬m3/d，人均生活供水量388L/人·d。測試全區平均排水量為13.323萬m3/d，人均325 L/人.d，綜合排放系數0.683；生活(居民生活和第三產業之和)排水量11.322萬m3/d，人均生活排水量276L/人·d，生活排放系數為0.711。