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黑臭水体治理中城市地下雨污水管网调查方法浅析

文档作者：张福来文档来源：江苏仪征苏中建设有限公司		更新日期： 2026年05月24日	点击数：
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第5期 2018年10月
非开挖技术
China Trenchless Technology
Oct., 2018
黑臭水体治理中城市地下雨污水管网调查方法浅析
张福来
(江苏仪征苏中建设有限公司）
摘要城市地下雨污水管网的混接是造成造成了黑臭水体的主要原因，通过城市地下雨污水管网的调査， 运用CCTV机器人、QC潜望镜等技术手段对城市地下排水管道进行检测、雨污水管网混接流量测定、雨污 水管网混接点水质测定解决了雨污水管网功能性、结构性损坏位置，通过排水口调查取得了整个城市地下雨 污水管网整体情况，通过钢尺和管道探测仪快速经GPS定位，确定了管道在城市中地理位置信息，有利于 城市地下雨污水管道养护、修复，为城市黑臭水体治理提供了基础数据。
关键词：黑臭水、地下雨污水、治理方法
1引言
国务院《关于水污染防治行动计划》提出了 ：“到 2020年地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10% 以内，到2030年城市建成区黑臭水体得到消除的 控制性目标”。住房和城乡建设部、环境保护部 根据上述目标制定了《城市黑臭水体整治工作指南》 提出了“控源截污、内源治理、生态修复”的技术 路线，《城市黑臭水体整治一-排水口、管道及检 查井治理技术指南（试行）》指出“黑臭在水里， 根源在岸上，关键在排口，核心在管网”。黑臭水 体的形成主要是未能控源截污、管网混接造成的， 雨污水管道调查是治理黑臭水体的依据。城市地下 排水管网中的水的流出、流入、混接都是：造成造 城市污处理厂的化学需氧量或高或低，处理费用增 加，形成城市黑臭水体、道路蹋陷的罪魁祸首。对 雨污水管网调査是“控源截污”“核心在管网”的 基本要求。为了确保2020年黑臭水体的治理目标 实现，开展城市排水管网调查刻不容缓。
2城市地下雨污水管网调查
这是是运用各种技术手段对城市地下雨污水管 网功能损坏、结构性破坏位置定位、排水口情况的
普查，通过GPS确定的地理信息。
2.1雨污水管网混接原因
(1) 认识不足原因：重地上轻地下，先建筑后配 套排水系统，监管不到位；
(2) 设计标准原因：80年代以前雨污水是采用合 流制设计；
(3) 排水量增加原因：排水管网周边建筑物增加 造成排水流量增加；
(4) 地形改变原因：建筑物沿街拆除后重建，深 基础造对管网影响；
(5) 道路拓宽原因：原设计在人行道上的排水管 网在新道路的中心，原管网承受荷载增加；
(6) 大型地下工程原因：城市地下过街人行道、 地铁、地下人防设施建设的影响；
(7) 工程建设时期材料原因：排水管道使用的材 质因生产技术的限制；
(8) 排水管网损坏的原因：排水管网树根的侵入、 雨水和污水管网同时遭遇结构性损坏；
(9) 工程建设管理的原因：排水管道施工无设计、 监理、验收等；
(10) 施工单位的原因：施工单位不能严格按照 设计要求进行施工，管道基础未按要求施工、化学 管道周边无保护砂层、管道回填土方不密实，导致 管道发生脱节、沉降、产生管道淤积、倒坡、坍塌、
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甚至道路蹋陷。
从上述所见，运营中的排水系统进行雨污管道 调查是治理黑臭水体、降低污水处理费用的前提。 雨污水混接调查的对象主要是：检査井、雨污水管 道、排出口。
2.2检查井调查
主要采用人工打开井盖检查有无雨水污水同时 接入检査井现象。对检査井开盖检查，检査的范围： 雨水检査井检查、污水检查井检查、支连接管检查。
通过人工检查，记录有关判定检查井的缺陷类 型、位置、数量和状况。结构性缺陷包括：井壁破裂、 管口连接脱开、井底不完整等；功能性缺陷：井底 淤泥、沉积等。
2.3雨污水管道检查
通过CCTV机器人、QC潜望镜对排水管道内 部检测进行检测.
(1) CCTV机器人检查
CCTV机器人 0C潜望镜
图1 CCTV机器人检查设备
CCTV机器人由控制器、电缆盘、爬行器、旋 转镜头部分组成，如图1所示，通过人机界面在管 道内行走将采集到的管道内部图像通过电缆实时传 输到控制器并对管道内进行实时监控，并对管道内 的损坏进行分析，并经过内置软件进行分析评估， 视频数据可编辑、存档，自动生成检测报告。对雨 污水管道通过检测画面快速直观：脱节、破裂、胶 圈脱落、错位、异物侵入、企业偷排等，结构性损 坏是导致地下水入渗管道和污水外渗的主要原因； 管道内淤泥和建筑泥浆沉积等，不及时清除会影响 水体水质和管道排放功能称为雨污水管道功能性损 坏，通过检测为管道养护修复提供依据。
(2) QC潜望镜检查
用于市政雨污水管网、窨井.检修井及孔洞的 CCTV检测养护工作。可通过检测画面快速直观判 定管道内部堵塞、塌陷、非法插入、错位、裂痕等 各种缺陷状态，没有分析评估功能及记录功能，不 能提供准确的调査数据，所以对雨、污水混接没有 太大的意义。
3城市地下雨污水管网混接流量测定
污水混接进入雨水管道，是雨水排水口旱天和 雨天溢流的主要原因，也是产生城市黑臭水的主要 原因。雨水混接进入污水管道，不但占据了污水管 道的容量，也会造成污水处理厂雨天因超负荷而溢 流。雨污水管道混接流量分为渗入和渗出二个部 份。
3.1雨污水渗入出量检测
分为雨污水管道向外渗出、向内渗入，当雨污 水管道因管道接口沉降、出现结构损坏造成地下水、 自来水、其它液体介质沿管道接口、裂缝渗入管道 内导致雨水管道晴天有水，遇雨管道截面减少，造 成溢流，污水管道渗入地下水，给雨污水管网、泵 站运行带困难，而且直接导致污水处理厂进水污染 物浓度降低，运行水量负荷增加，运行效能降低， 费用增加。地下水渗入会造成在长江中下游地下发 生沉管、道路蹋陷现象主要。
3.2雨污水管道渗入量检测方法
方法包括夜间最小流量法、用水量折算法、节 点流量平衡法。
(1) 夜间最小流量法：适合评价居民小区、政 府机关、公共区域的雨污水排出管道干管，凌晨时 间基本无用水时的用水量最小时段的污水流量来估 算地下水入渗水量；对夜间用水量较大的区域，应 从实测的夜间最小流量中扣除夜间用水所产生的污 水量。
(2) 用水量折算法：适合评价排水系统服务面 积比较大、以居住和商业用地为主的区域。根据区 域内自来水实测用总量与污水产生量的差额，估算 进入排水管道的入渗水量。
(3) 节点流量平衡法：适用于接入用户管少、 不能封堵的排水干管人渗量评价。在管道的主要节
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点上安装流量计，连续测定污水流量，通过水量平 衡推算上、下游监测点之间进入管道的入渗水量。 3.3渗入量检查方法
方法包括容积测量法、抽水计量法。
(1) 容积法测量法：对检测雨污水管道段上 下游检査井用堵水气囊进行封堵，用水泵抽完管 道内的水量后开始计时（一般以24h)，分阶段 用水泵向计量容器内注水，测得渗入水量以单位
(m3/24h . km)。
(2) 抽水测量法：对检测雨污水管道段上下游 检査井用堵水气囊进行封堵，用水泵抽完管道内 的水量后开始计时（一般以24h)，水泵后接入水 表，以24h通过水泵流量为测得渗入水量以单位
(m3/24h • km)。
3.4渗出量检查方法
方法包括闭水试验、闭气试验：
(1) 闭水试验：将试验管段二端上游、下游分 别封堵，在下游管道顶上检査井加高保证2m水头， 对雨污水管道进行注水，直至检査井水位不在下降 为止，统计管道注水量即排水管道渗水量；
(2) 排水管道闭气试验：将试验管段二端上游、 下游从检查井内分别封堵，对管道进行充气3000Pa 保证2000pa压力5min来判定管道渗水量。方法是 可行，但渗水量数据难以判定具体数据。
4雨污水管网混接点水质测定
是指雨污水管道内的渗入、渗出流量发生变化， 雨污水管道水质均会发生变化，如：水质检测指标 以CODCr为主、PH值、氨氮（NH3-N)、表面 活性剂（LAS)等指标，检测的方法分二类：实验 室测定、现场测定水质检测宜与水量测量同步进行。 4.1实验室测定
主要用从检査井取样，送实验室检验分析认定。 采用塑料瓶用自来水冲洗后，到达检测地点后，从 检査井中取水，反复冲洗三次方可取样，每次取样 不少于三个水样，记录检査井地点位置，水样后不 得在运输过程受到污染、不得有编号错误，编号、 取样实行二人核对制度，防止发生错误，造成渗入、 渗出点错误判定根据二个检查井内检测水样变化就
可得知管道有渗入、渗出水量。
(1) CODo■测定
在强酸性溶液中，准确加人过量的重铬酸钾标 准溶液，力卩热回流，将水样中还原性物质（主要是 有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示 剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重 铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。
(2) PH值测定
在待测溶液中加入pH指示剂，不同的指示剂 根据不同的pH值会变化颜色，根据指示剂的研究 就可以确定pH值的范围。滴定时，可以作精确的 pH标准。使用pH试纸，pH试纸有广泛试纸和精 密试纸，用玻棒蘸一点待测溶液到试纸上，然后根 据试纸的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的 pH值。上方的表格就相当于一张比色卡。
使用pH计，pH计是一种测量溶液pH值的 仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测量 出溶液的pH值。pH计可以精确到小数点后两位。
(3) 氨氮测定
仪器：1) 500mL全玻璃蒸馏器；2) 50mL具 塞比色管；3)分光光度计；4) pH计。试剂：无 氨水，可用一般纯水通过强酸性阳离子交换树脂或 加硫酸和高锰酸钾后，重蒸馏得到；lmol/L氢氧 化钠溶液；吸收液，硼酸溶液，称取20g硼酸溶于 水中，稀释至1L, 0.01mol/L硫酸溶液；纳氏试剂, 称取16g氢氧化钠，溶于50mL水中，充分冷却至 至温。
另称取7g碘化钾和碘化汞（HgI2)溶于水， 然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液 中。用水稀释至l〇〇mL,贮于聚乙烯瓶中，密 塞保存；酒石酸钾钠溶液，称取50g酒石酸钾钠 (KNaC4H406 4H20)溶于100mL水中，加热煮 沸以除去氨，放冷，定容至lOOmL;铵标准贮备溶 液，称取3.819g经10CTC干燥过的氯化铵（NH4C1) 溶于水中，移人lOOOmL容量瓶中，稀释至标线。 此溶液每毫升含l.OOmg氨氮；铵标准使用溶液， 移取5. OOmL铵标准贮备液于500mL容量瓶中， 用水稀释至标线。此溶液每毫升含〇.〇l〇mg氨氮。
(4) 测定步骤
1)水样预处理：无色澄清的水样可直接测定；
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色度、浑浊度较高和含干扰物质较多的水样，需经 过蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤；
2) 标准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、 5.00、7.00和lO.OmL铵标准使用液于50mL比色 管中，加水至标线，加1. OmL酒石酸钾钠溶液，混匀。 加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置lOmin后，在波 长420nm处，用光程10mm比色皿，以水为参比， 测定吸光度；
由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度 后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg)对 校正吸光度的标准曲线；
3) 水样的测定：分取适量的水样（使氨氮含 量不超过O.lmg)，加入50mL比色管中，稀释至 标线，加1.OmL酒石酸钾钠溶液（经蒸馏预处理 过的水样，水样及标准管中均不加此试剂），混匀， 加1.5mL的纳氏试剂，混匀，放置lOmin;
4) 空白试验：以无氨水代替水样，作全程序 空白测定。
(5)计算
由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度 后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg)。
氨氮(N，mg/L)=mx 1000/V
式中：m—由校准曲线査得样品管的氨氮含 量（mg);
V——水样体积（mL)。
4.2表面活性剂LAS
表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界 面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油 基团，在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲 水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基 团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、 酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团。而疏水基 团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离 子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表 面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其 他表面活性剂等。
LAS也称阴离子表面活性剂。为表面活 性剂的一类。在水中解离后，生成亲水性阴离 子。如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下，即解
离为R0S02-0—和Na+两部分，带负电荷的 R0S02-0-,具有表面活性。阴离子表面活性剂 分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类， 具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。 广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。 产量占表面活性剂的首位。不可与阳离子表面活性 剂一同使用，在水溶液中生成沉淀而失去效力。
4.3现场电阻率测定
通过电阻率测试仪可以现场测定管道中雨污水 的电阻率，如果管道上下游检查井内水样发生电阻 率变化，说明管道内污水浓度发生变化，标志着管 道段内水量有所变化。
只要雨污水管道在上下游二个检查井内进行上 述检测项目发生了数量变化，说明管道的流量发生 改变，反应了雨污水管道有雨污水渗入、渗出，虽 然是实验室、现场实验测的数据严格按照要求去做， 因测试人员经验、方法、设备精度也有一定误差。 要结合其它技术手段进行综合判定雨污水的渗入渗
山旦 里〇
5排水口调查
排水口是指向自然水体，排放或溢流污水、雨 水、合流污水的排水设施。雨污水管道系统缺陷、 维护管理不当，就会在排水口产生污水直排或溢流， 未经处理的污水进入水体是引起水体黑臭的主要原 因。同时，排水口标高、位置不合理，也会造成水 体水倒灌进入截流管或污水管道中，不仅降低了污 水处理厂进厂污水浓度，也增加了污水处理厂进水 水量负荷。是摸清排水口的类型、污水来源和存在 各种具体问题，掌握排水口排放和溢流的水量与水 质特征，为制定治理黑臭水体措施提供资料。
5.1排水口调查
排水口调査的目的是摸清排水口的类型、污水 来源和存在的具体问题，掌握排水口排放和溢流的 水量与水质特征，为制定治理措施提供第一手资料。
(1)前期调查：收集以下资料：设计资料、现 状设施资料、维护管理档案等。
在调査区域的排水系统平面图上，对全部排水 口进行数字排序；对资料分析进行汇总，结合现场
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初步调查，形成排水口前期调查记录表，作为下一 阶段现场调查的基础资料；
(2) 现场调查：通过现场实地勘察，竣工图现 场是否一致；
(3) 调查任务：复核前期调査所收集的排水口 资料；
(4) 调查内容：排水口基本参数调查、排水口 附属设施调查、排水U出水流量测量、排水口出水 水质检测、污水来源调查、溢流频次调查。
5.2废弃排水口的调查
是防止发生原有废弃排水口因部分管道断流未 完全造成的黑臭水体的污染。因各种原因导致的原 排口废弃，因大流量暴雨、洪水重新打开，在抗洪 排泄时期人员大都是临时抽调，下达指令应急使用 后又未能封堵，形成暗排。
6雨污水管道位置地理信息的快速确定
用一个钢尺和一个地下管线检测仪就可以快速 的确定排水管道走向，通过二个检查井的钢尺之间 的连通就可以GPS记录排水管道的坐标、走向成图， 减少了现场测绘的工作量和劳动强度，利用小软件 和髙德地图相结合可以测绘城市排水管道的排水坡
向及检査起点、终点标高，测量设备如图2所示。
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图2测量设备
7结论
通过上述检测技术，可以测定城市地下雨污水 管道水质变化、管道功能性损坏、结构性损坏位置 信息、管道混接及排水管道的排口的排査，进行分 析、评估、治理，各种原因造成排水管道损坏、混 接产生的黑臭水体一定能够逐步减少直至消灭。
北京燃气高压管网分公司召开了非开挖穿越作业与在运
燃气管道施工配合交流会
2018年8月28日上午，于北京燃气高压管网分公司礼堂召开了非开挖穿越作业与在运燃气管道施工 配合交流会，髙压管网分公司副总经理刘瑶、中国地质学会非开挖技术专业委员会秘书长朱文鉴、北京 北燃环能工程科技有限公司常务副经理曹国权等主要参会领导与在北京市行政区域内进行非开挖穿跨越 施工单位共30余人参加本次会议。北京燃气非开挖穿跨越施工交流群已经建立起来，交流群目的是： 建立管理单位与施工单位迅速沟通渠道、提升沟通效率、消除破坏管线的安全隐患；服务施工单位，降 低误破坏燃气管道概率，减少不必要的经济损失；方便各方了解工程动态，掌握第一手信息。中国地质 学会、北燃环能工程公司将全力配合北京燃气高压管网分公司建立健全交流管理平台。

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