(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 202111538581.0 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区雅观路13 5号 (72)发明人 赵鹏　傅廷祥　 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01) G01N 15/08(2006.01) (54)发明名称 一种确定监测区域内污水管网中地下水入 渗量的方法 (57)摘要 本发明公开了一种确定监测区域内污水管 网中地下水入渗量的方法， 包括以下步骤： 取监 测区域内饮用水中2H&18O同位素值D1‰&D2‰及 其不确定度d1％&d2％； 取监测区域内地下水2H &18O同位素值G1‰&G2‰及其不确定度g1％&g2％； 选取管网末端节点编号为x， 在x处安装流量计进 行流量监测， 并采集污水样品， 测得管网末端日 流量为Q， 污水中两元素同位素值为W1‰&W2‰及 其仪器不确定度w1％&w2％； 计算该监测区域内 污水管网中地下水入渗量Qg。 本发明能快速准确 确定监测区域内污水 管网中的地下 水入渗量。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114202441 A 2022.03.18 CN 114202441 A 1.一种确定监测区域内污水 管网中地下 水入渗量的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一， 取得若干监测区域内的饮用水， 并对其中的监测元素进行同位素千分值检测， 得到该监测区域范围内的饮用水中两个元素的平均同位素千分值分别为D1 ‰和D2‰， 及其 因测量仪器引起的不确定度分别为d1％和d2％； 步骤二， 取得若干监测区域内污水管网服务面积内的地下水， 并对其中的监测元素进 行同位素千分值检测， 得到该监测区域范围内的地下水中两个元素的平均同位素千分值分 别为G1‰和G2‰， 及其因地下 水空间变异性引起 不确定度g1％和g2％； 步骤三， 对监测区域管网末端检查井进行 标号， 命名为x； 步骤四， 在x处安装流 量计， 在0： 0 0‑05： 00时段通过自动取样器 每小时取一次水样； 步骤五， 在x处测得管网末端流量为Q， 测得样品中两个元素的同位素千分值分别为W1 (t)‰和W2(t)‰， 其各自的仪器测量 不确定度为 w1％和w2％； 步骤六， 将上述样品中两个元素的同位素值表示在以元素1为横轴， 以元素2为纵轴的 坐标系中， 将地下水、 饮用水、 管网末端水的同位素值表示在坐标系中， 并将地下水的同位 素平均值点与饮用水 的同位素平均值点连线， 做成同位素混合线图， 以混合线图的方式进 行分析； 步骤七， 按照公式(1)～(6)计算该监测区域管网中的地下水日入渗量Qg、 入渗率b及入 渗率不确定度Δb： 步骤八， 根据步骤七的结果， 用入渗率的不确定度Δb判断入渗率b的计算结果的准确 性。 当满足b/Δb＞2时， 可认为结果可信， 且Δb越小， 入渗结果可信度越高； 若不满足b/Δb ＞2时， 则应用同位素法评估该监测区域的管网中地下 水入渗情况 可能存在较大误差； i＝1， 2；‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑(3) Qg＝b×Q‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑(6) 2.根据权利要求1所述的监测区域内污水管网地下水入渗量的分析方法， 其特征在于， 所述监测元素分别为水中的氢和氧(H2O， H&O)， 其同位素分别为2H和18O。 3.根据权利要求1所述的监测区域内污水管网地下水入渗量的分析方法， 其特征在于， 所述监测流量为日流量， 得到评估结果按照日入渗 量描述。 4.根据权利要求1所述的监测区域内污水管网地下水入渗量的分析方法， 其特征在于， 所述待监测区域内只包含单一地质构 造， 地下水浅层 含水层分布均匀， 饮用水供水源单一； 同时监测区域内不含有具有生产活动性质的企业(工业)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114202441 A 2一种确定监测区域内污水管 网中地下水入渗量的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及污水处理领域， 具体来讲， 为一种区域管网中地下水入渗总体情况的 评估方法。 背景技术 [0002]随着我国城镇化进程的加快， 城市规模迅速扩大， 产生的污水量也迅速增加。 城市 污水系统作为城市基础设施的重要组成部分， 其承担污水 的收集和输送职能。 其运行状态 的好坏直接影响城市生产和生活的环 境。 近年来， 我国污水 处理厂进 水水质偏低， 进 水量远 超设计水量的情况屡屡出现。 通过调查发现， 管网中的地下水入渗是造成进水污水浓度偏 低， 进水量增加的主要原因。 管网中的地下水入渗不仅会增加污水 处理厂运行费用， 降低处 理效率； 也会占据管网内空间， 影响污水输送效能。 破损的管网也会加剧地下水的流失， 严 重时会导致路面塌陷事故发生。 因此， 需要建立一套可靠的方法体系来对污水管网中的地 下水进行准确的评估分析。 [0003]目前， 针对污水管网中的地下水入渗分析方法按原理主要可分为流量平衡法及物 质通量平衡法。 流量平衡法为最早应用的入渗评估方法， 其基于流量平衡原理。 其中以夜间 流量法最具代表性， 在国内外已有众多研究实例。 但当污水系统服务范围较大时， 会延 长管 道中的水力时间， 夜间最小流量的峰谷不明显， 存在较大 的误差。 由此， 近年发展出基于物 质通量平衡的分析方法， 如采用稳定同位素法， 污染物时间序列法及水质特征因子法来量 化分析污水管网中的地下水。 稳定同位素法基于饮用水与地下水的水源不同来区分管网中 的地下水与生活污水； 污染物时间序列法通过连续测 量管网中的污染物浓度和流量， 建立 水质水量平衡等式， 对污水中的地下水量和生活污水浓度拟合最终得到入渗量。 水质因子 法为选取能代表生活污水与地下水 的水质特征因子， 通过建立水质水量平衡关系， 求解管 网中的地下水入渗量。 其中稳定同位素法在国外已有几次成功的应用， 国内还没有建立起 该方法的应用体系。 发明内容 [0004]本发明的目的是在国内应用环境下建立一套稳定同位素法的方法体系， 提供一种 准确量化管网中地下水入渗量的分析方法， 以及发现管网中地下水 的入渗规律。 采用水中 的某两个元素的同位素作为监测对 象， 通过监测 饮用水、 地下水、 生活污水、 管网末端检查 井的同位素千分值， 以及 对管网末端的流量检测， 来解析污水管网中地下水入渗量。 应当注 意的是， 该方法的应用条件为， ①监测区域为单一水源供水， 且供水水源与地下水存在同位 素差异(远距离供水或承压层供水)； ②监测区域内无工业产业， 污水管网中只包含生活污 水与地下 水。 [0005]本发明的目的是通过以下技 术方案实现的。 [0006]本发明的污水 管网中地下 水入渗量分析方法， 包括以下步骤： [0007]步骤一， 取得若干监测区域内的饮用水， 并对其中的监测元素进行同位素千分值说　明　书 1/5 页 3 CN 114202441 A 3