СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ
SEWERAGE SYSTEM CONTROL METHOD

Изобретение относится к области водоотведения и может быть использовано для контроля канализационной сети для выявления дефектов на исследуемых участках, а именно, для определения в канализационной сети участков, в которых вследствие нарушения их герметичности происходит инфильтрация грунтовых вод.
Известны способы контроля канализационной сети с целью выявления дефектов на исследуемых участках, а именно, дефектов, которые приводят к работе канализационной сети в режиме полного заполнения живого сечения трубопровода сточной жидкостью [см., например, CN 203148506, GB 2500270].
Рассматриваемые способы основаны на мониторинге показаний датчиков, установленных в канализационных трубах на исследуемых участках, и анализе полученных от датчиков показаний.
В качестве ближайшего аналога заявляемого способа выбран способ контроля канализационной сети, описанный в [GB 2500270].
Рассматриваемый способ включает установку в контролируемой канализационной трубе на ее исследуемых участках датчиков, каждый из которых выполнен с возможностью измерения параметра, характеризующего степень заполнения живого сечения канализационной трубы, по которому можно определить о возникновении в канализационной трубе переполнения. В качестве указанных датчиков используют датчики уровня жидкости, которые осуществляют измерение уровня жидкости в канализационной трубе, а также обеспечивают запоминание измеренных данных.
Полученные данные поступают в центр наблюдения, где для каждого исследуемого участка определяют зависимость уровня сточной жидкости от времени, а также осуществляют анализ указанных зависимостей. Если на каком-либо исследуемом участке наблюдается превышение уровня жидкости выше нормативного, делается вывод о существующем нарушении гидравлического режима в канализационной трубе на данном исследуемом участке.
Задачей заявляемого изобретения является обеспечение возможности выявления инфильтрации грунтовых вод в канализационную сеть на исследуемом участке.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе контроля канализационной сети, включающем установку на каждом исследуемом участке канализационной сети датчика, выполненного с возможностью измерения параметра, характеризующего состояние канализационной сети, определение для каждого исследуемого участка канализационной сети зависимости измеряемого датчиком параметра от времени, а также анализ зависимости, полученной для каждого исследуемого участка, позволяющий определить наличие дефекта на исследуемом участке канализационной сети, согласно изобретению в качестве датчика, выполненного с возможностью измерения параметра, характеризующего состояние канализационной сети, используют первый датчик, выполненный и установленный с возможностью измерения температуры протекающей на исследуемом участке канализационной сети сточной жидкости, определяют для каждого исследуемого участка канализационной сети первую зависимость измеряемой первым датчиком температуры сточной жидкости от времени, при этом используют второй датчик, выполненный неустановленный с возможностью определения уровня грунтовых вод вблизи исследуемого участка канализационный сети, определяют вторую зависимость измеряемого вторым датчиком уровня грунтовых вод от времени, проводят анализ первой и второй зависимостей, в ходе которого выявляют наличие на указанных зависимостях общего временного интервала, на котором наблюдается соответственно понижение температуры сточной жидкости и повышение уровня грунтовых вод.
Уровень грунтовых вод может в значительной степени изменяться в силу различных причин, таких как изменение уровня воды в близлежащих водоемах, ливневые осадки, сезонное изменение уровня грунтовых вод и прочее.
В этой связи в канализационной сети, конструктивные элементы которой при монтаже располагаются выше уровня грунтовых вод, могут частично или полностью оказаться расположенными ниже уровня грунтовых вод, что, в случае возникновения на некотором участке канализационной сети нарушения герметичности конструктивного элемента или узла соединения конструктивных элементов канализационной сети, может привести к инфильтрации в нее грунтовых вод.
Особенностью заявляемого способа является установка для каждого исследуемого участка канализационной сети указанным выше образом первого и второго датчиков, которые позволяют для каждого исследуемого участка в течение выбранного периода наблюдения определить первую и вторую временные зависимости соответственно температуры сточной жидкости и уровня грунтовых вод.
Дальнейший анализ указанных первой и второй зависимостей позволяет выявить временные интервалы, на которых происходят изменения значений контролируемых параметров. При этом во внимание следует принимать их существенные изменения, которыми являются заметное снижение температуры сточной жидкости (на несколько градусов) и повышение уровня грунтовых вод до или выше отметки (геодезической) расположения элементов канализационной сети, в частности, до или выше отметки расположения днища канализационного колодца или узла ввода в канализационный колодец канализационной трубы.
Анализ каждой из полученных зависимостей по отдельности не позволяет достоверно судить об инфильтрации в канализационную сеть грунтовой воды на исследуемом участке. Так, выявленное на некотором временном интервале понижение температуры сточной жидкости не может однозначно свидетельствовать о попадании холодной грунтовой воды в канализационную сеть на исследуемом участке, так как температура сточной жидкости может также существенно понизиться и в силу других причин, таких как авария в системе водоснабжения и водоотведения, отключение горячей воды и прочее. Аналогично выявленное на некотором временном интервале повышение уровня грунтовых вод в зоне, прилежащей к исследуемому участку канализационной сети, свидетельствует о возможности проникновения грунтовых вод в канализационную сеть на исследуемом участке при условии нарушения герметичности входящих в ее состав конструктивных элементов, но не может однозначно свидетельствовать о факте такого проникновения.
Сравнительный анализ первой и второй зависимостей позволяет выявить такой временной интервал, на котором одновременно с повышением уровня грунтовых вод вблизи исследуемого участка канализационной сети на нем наблюдается снижение температуры сточной жидкости. Совпадение двух указанных событий во времени свидетельствует о проникновении в канализационную сеть на исследуемом участке грунтовых вод, что, в свою очередь, указывает на наличие дефектов (дефекта) - нарушение герметичности канализационной сети на исследуемом участке.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого способа, является обеспечение возможности выявления инфильтрации грунтовых вод в канализационную сеть на исследуемом участке.
Способ осуществляют следующим образом:
Под канализационной сетью здесь и далее понимается как вся канализационная сеть населенного пункта (города), так и ее часть, территориально расположенная в границах области контроля. Канализационная сеть содержит совокупность конструктивных элементов, обеспечивающих сбор сточной жидкости от бытовых и производственных объектов, ее транспортировку по трубопроводам канализационной сети и ее дальнейшее поступление на очистные сооружения, и, в частности, включает, по меньшей мере, один сборный коллектор, к которому подсоединена, по меньшей мере, одна ветвь канализационных трубопроводов, содержащая, по меньшей мере, один канализационный колодец и один участок канализационного трубопровода.
На каждом исследуемом участке канализационной сети устанавливают первый датчик, в качестве которого используют датчик температуры жидкости.
В качестве исследуемого участка выбирают конструктивный элемент канализационной сети или узел соединения ее конструктивных элементов, где можно установить первый датчик с возможностью измерения температуры сточной жидкости. В частности, устанавливают каждый из первых датчиков в одном из канализационных колодцев.
Количество исследуемых участков зависит от размера канализационной сети и количества конструктивных элементов в ней.
Для снижения трудоемкости выполняемых работ по контролю и определению состояния герметичности исследуемых участков канализационной сети рекомендуется выбирать канализационные колодцы, расположенные в точках присоединения ближе лежащих участков канализационной сети к сборному коллектору. Далее, при необходимости, следует выбирать другие исследуемые участки (прочие канализационные колодцы), количество и место расположения которых зависят от количества ветвей канализационной сети и от их протяженности.
В качестве датчика температуры сточной жидкости в заявляемом способе может быть, в частности, использован температурный даталоггер, который обеспечивает измерение температуры сточной жидкости - с заданным изменяемым интервалом времени - и запоминание полученных в течение заданного периода наблюдения данных. При этом данные, собранные даталоггером, могут быть переданы на микроконтроллер или персональный компьютер, в том числе, по проводным или беспроводным каналам связи.
Дополнительно используют, по меньшей мере, один второй датчик, выполненный и установленный с возможностью определения уровня грунтовых вод вблизи исследуемого участка, в качестве которого используют датчик уровня.
В заявляемом способе может быть использован общий для нескольких исследуемых участков канализационной сети второй датчик, по показанию которого можно судить об уровне грунтовых вод на данных участках. Так, в случае расположения канализационной сети вблизи водоема или реки, можно использовать в качестве второго датчика уровнемер, измеряющий уровень воды в указанном водоеме или реке.
Может также быть использована совокупность вторых датчиков, каждый из которых установлен вблизи одного из исследуемых участков.
В частности, каждый из вторых датчиков прикрепляют к корпусу одного из канализационных колодцев вблизи его днища или вблизи узла ввода в него канализационной трубы.
Целесообразным является использование в качестве второго датчика уровнемера, выполненного с возможностью измерения уровня грунтовых вод с заданным изменяемым интервалом времени и запоминания полученных в течение заданного периода наблюдения данных, а также передачу полученных данных в микроконтроллер или персональный компьютер, в том числе по проводным или беспроводным каналам связи.
На основании измерений, осуществляемых первым и вторым датчиками в течение заданного периода наблюдения, определяют первую и вторую зависимости их показаний от времени, которые в частности, могут быть выражены в графической форме.
Указанную обработку, в частности, осуществляют в центре наблюдения, куда поступают измеренные первым и вторым датчиками данные и где осуществляется их мониторинг.
Проводят анализ полученных первой и второй зависимостей, в ходе которого выявляют наличие на указанных зависимостях общего временного интервала, на котором наблюдается соответственно понижение температуры сточной жидкости и повышение уровня грунтовых вод.
Если анализ показывает совпадение во времени повышения уровня грунтовых вод и одновременное понижение температуры сточной жидкости, то делается вывод о попадании в канализационную сеть на исследуемом участке грунтовых вод, что, в свою очередь, указывает на наличие дефектов, снижающих герметичность трубопровода канализационной сети на исследуемом участке или элементов канализационной сети на исследуемом участке. Указанными дефектами, в частности, могут быть нарушение герметичности стенок или днища канализационного колодца, а также узла входа (выхода) в канализационный колодец подводящих (отводящих) труб.
Проведенный анализ служит для выработки практических решений для дальнейших устранений выявленных дефектов в канализационной сети.