基于污水零直排計(jì)劃的治水測繪方案設(shè)計(jì)

陳 康

（嘉興市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江嘉興 314000）

1 引言

城市生產(chǎn)與生活排放的污水包含砷、鉻、苯等有毒元素，直接排放威脅居民身體健康與周邊環(huán)境。“污水零直排”計(jì)劃在全國各個(gè)地區(qū)逐漸推廣實(shí)踐，“污水零直排”前必須明確各地區(qū)的排水管線信息，以便后期合理開展治理工程實(shí)踐，為此本文針對“污水零直排”計(jì)劃制定了相對完善的治水測繪方案，測繪工作從人員組織安排、污染源摸底調(diào)查、排水管線探測三個(gè)方面展開，對工業(yè)園區(qū)、生活小區(qū)、鎮(zhèn)公共區(qū)域等各類建設(shè)單元展開詳細(xì)的排查實(shí)踐，綜合運(yùn)用了CCTV 檢測儀、全站儀、管道潛望鏡等設(shè)備輔助完成治水測繪工作[1－2]。

2 治水測繪方案設(shè)計(jì)

2.1 測繪人員組織方案

為高效保質(zhì)保量完成本次污水零直排工程測繪任務(wù)，公司精選一支具有豐富測繪經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)新活力的精英骨干隊(duì)伍成立組織項(xiàng)目部，負(fù)責(zé)項(xiàng)目生產(chǎn)組織工作，同時(shí)明確各部門在測繪中的職責(zé)與任務(wù)，人員組織安排情況如圖1 所示。人員組織安排采用了項(xiàng)目崗位責(zé)任制，項(xiàng)目部包含項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、生產(chǎn)負(fù)責(zé)人、質(zhì)檢負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人四個(gè)機(jī)構(gòu)，具體職責(zé)劃分如下：

（1）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人統(tǒng)籌本次治水測繪工作，全面負(fù)責(zé)工程的施工與組織、監(jiān)督各項(xiàng)工作落實(shí)情況，在合理安排測繪工作的前提下同步實(shí)施各環(huán)節(jié)工作，嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與工作進(jìn)度展開測繪活動(dòng)。

（2）工作進(jìn)度和質(zhì)量監(jiān)督工作由生產(chǎn)負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人聯(lián)合負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)了高效、精準(zhǔn)測繪的雙重保障；此外，生產(chǎn)負(fù)責(zé)人還要擔(dān)負(fù)起物料設(shè)備管理、生產(chǎn)安全監(jiān)督的責(zé)任。

（3）質(zhì)檢負(fù)責(zé)人工作是驗(yàn)收工程質(zhì)量，配合項(xiàng)目負(fù)責(zé)人執(zhí)行質(zhì)量檢查工作，如若出現(xiàn)測繪工程事故需進(jìn)行全面分析，深入查清事故發(fā)生緣由，以備后患。

圖1 治水測繪工程人員組織安排

2.2 污染源摸底調(diào)查方案

零直排治水測繪的污染源摸底調(diào)查對象為工業(yè)園區(qū)類建設(shè)單元、生活小區(qū)類建設(shè)單元、其他類建設(shè)單元、鎮(zhèn)公共區(qū)域建設(shè)單元。污染源摸底調(diào)查一般采用兩種方法，即資料查閱法和現(xiàn)場排查法。

資料查閱法：

（1）測繪區(qū)域內(nèi)各類建設(shè)單元、區(qū)塊平面布置圖、占地面積、產(chǎn)業(yè)類型、取水水源、日均用水量及污水排放量、排污許可證及排水許可證管理情況等資料；

（2）各類建設(shè)單元、區(qū)塊內(nèi)部排水管網(wǎng)竣工圖及相關(guān)技術(shù)說明、運(yùn)行維護(hù)情況等資料；

（3）關(guān)于污水處理設(shè)施的調(diào)查，主要收集查閱各類建設(shè)單元區(qū)塊污水處理設(shè)施建設(shè)工圖及相關(guān)技術(shù)說明、尾水排放、運(yùn)行維護(hù)情況等資料。

現(xiàn)場排查法：

（1）基于疏通車、盤車、竹片等設(shè)施對淤塞管道進(jìn)行巰通，查明排水流向；

（2）通過翻開污水井、雨水井、化糞池井蓋，查看污水井、雨水井是否存在合流、滲漏、破損等問題，明確測繪區(qū)域內(nèi)的檢查井情況；

（3）采用CCTV 內(nèi)窺鏡技術(shù)查明排水管網(wǎng)破損、溢漏或雨污串管等問題，清晰掌握排水管網(wǎng)情況，具體檢測方法按照《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》（CJJ121）執(zhí)行。

2.3 排水管道測繪方案

2.3.1 排水管線探測內(nèi)容

（1）雨水、污水、雨污合流管道及其缺陷、附屬物探查，精確到管道及其附屬物的等級、類別；附屬物包括排水泵站；

（2）查明排水管道的類型、數(shù)量、功能屬性、材質(zhì)、埋設(shè)方式、埋深、走向、連接方式、權(quán)屬單位、建設(shè)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、沿線地形等一系列參數(shù)信息與特征描述信息；

（3）排水管道內(nèi)的水位高程測量、排水管網(wǎng)及其附屬物的平面坐標(biāo)和高程測量；

（4）基于管線測繪結(jié)果對管線質(zhì)量、運(yùn)行量、廢棄物堆積情況進(jìn)行總體評估，并針對現(xiàn)實(shí)情況制定專屬管線整改方案。

2.3.2 基于CCTV 檢測技術(shù)的管道缺陷探測

排水管道測繪領(lǐng)域CCTV 檢測技術(shù)使用頻率較高、應(yīng)用范圍較廣，在工作性能、測量精度方面都是排水管道探測的良好選擇[3]，能夠精準(zhǔn)探測出管道內(nèi)部缺陷。視覺檢測模塊、爬行器、電源設(shè)備是CCTV檢測系統(tǒng)的主要構(gòu)成，CCTV 檢測技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的優(yōu)勢，在“機(jī)器人”身上安裝高清管道攝像機(jī)，在爬行器引導(dǎo)下拍攝高精度的實(shí)時(shí)圖像，基于網(wǎng)絡(luò)傳輸至計(jì)算機(jī)控制端，作為管道探測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)[4]。CCTV 檢測系統(tǒng)中的爬行器結(jié)構(gòu)與名稱如圖2 所示[5]。

圖2 爬行器結(jié)構(gòu)示意圖

爬行器的驅(qū)動(dòng)輪、底盤、輔助輪、車體蓋屬于車身的硬件結(jié)構(gòu)，其余部分劃分為云臺(tái)構(gòu)造，作用是控制攝像機(jī)采集清晰、精確的管道內(nèi)部圖像。云臺(tái)具備不同方向自由選擇功能，滿足了管道內(nèi)部360 度無死角探測的需求，圖2 所示的爬行器云臺(tái)可以針對不同拍攝需求自由切換上升、下降、俯視等動(dòng)作[6]。

2.3.3 基于全站儀的排水管線坐標(biāo)測量

一般的全站儀測量技術(shù)測量管線信息時(shí)，需要人工預(yù)設(shè)好站點(diǎn)坐標(biāo)，明確全站儀的自身位置信息，人工設(shè)置站點(diǎn)方法的弊端是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對人員的測繪經(jīng)驗(yàn)水平要求較高，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員也常常導(dǎo)致站點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置精度不如人意。本次治水測繪方案中，全站儀使用了自由設(shè)站測量技術(shù)，測量耗時(shí)短、測繪結(jié)果誤差低，求取提高測繪效率與數(shù)據(jù)精度。

3 測繪實(shí)踐案例研究

3.1 工程概況

嘉善縣全面開展了“污水零直排區(qū)”建設(shè)活動(dòng)，力爭做到“決不把臟亂差、污泥濁水、違章建筑帶入全面小康”。工程測量采用1985 國家高程基準(zhǔn)和嘉興市2000 坐標(biāo)系、嘉善縣城市平面坐標(biāo)系基準(zhǔn)。工程測量范圍位于嘉善經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，北至320國道、南至滬昆線鐵路、西至談公北路、東至虹橋港，總面積7.7 km2，圖3 為治水工程測繪區(qū)域示意圖。

圖3 污水零直排區(qū)示意圖（圖示箭頭所指鐵路以北地塊）

3.2 測繪儀器的使用

基于治水測繪工作需要，測繪相關(guān)的儀器設(shè)備見表1。限于篇幅，僅列舉部分設(shè)備儀器，主要用于管道內(nèi)部檢測、管線測量等工作。

表1 相關(guān)測繪儀器設(shè)備

3.3 測繪成果分析

3.3.1 污染源摸底調(diào)查記錄

污染源摸底調(diào)查情況需要按照不同格式進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，企業(yè)類污染源摸底需要記錄的信息如表2所示。

表2 XX 企業(yè)“污水零直排區(qū)”建設(shè)調(diào)查記錄表

表中的“主要問題”一項(xiàng)主要包括如下內(nèi)容：

①企業(yè)工業(yè)廢水、生活污水應(yīng)納未納情況；

②內(nèi)部雨、清污部分情況；

③排水管網(wǎng)(檢查井)破損、滲漏、混接、錯(cuò)接、淤積、堵塞情況；

④特殊行業(yè)生活和工藝廢水輸送管道為實(shí)現(xiàn)明管化或地面化、初期雨水未進(jìn)行有效處理、污水應(yīng)急池運(yùn)行處理等問題和情況；

⑤產(chǎn)生一類污染物的車間污水未單獨(dú)處理情況；

⑥污水處理設(shè)施(廠)超負(fù)荷、超排放標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行情況；

⑦外圍排水管網(wǎng)不連通；

⑧入河排污(水)口整治不到位情況等。3.3.2 管線缺陷探測結(jié)果分析

本工程配備2 臺(tái)CCTV 檢測機(jī)器人、2 臺(tái)CCTV檢測儀同時(shí)工作，爬行器最大輸出功率為90W。采用CCTV 檢測方法探測到排水管線內(nèi)部的缺陷情況如表3 所示，管道裂縫、缺陷如圖4 所示。

表3 排水管線內(nèi)部的缺陷探測結(jié)果

根據(jù)表3 可知，此管道總計(jì)檢測到缺陷91 項(xiàng)，其中具有一級缺陷（影響作為輕微）78 項(xiàng)，二級缺陷11 項(xiàng)，三級缺陷2 項(xiàng)，尚未發(fā)現(xiàn)四級缺陷，總體而言，此排水管道內(nèi)部狀態(tài)較好，尚未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，對管道整體的結(jié)構(gòu)性能威脅不大，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生重大破壞現(xiàn)象。

圖4 管道缺陷圖像效果

圖4 顯示，本文方法能夠清晰拍攝且準(zhǔn)確識別出管道的裂縫缺陷、變形缺陷，為測繪人員提供了管道缺陷分析的智能決策依據(jù)。

3.3.3 管線測量結(jié)果分析

采用全站儀測量6 條排水管線信息，排水管點(diǎn)測繪成果如表4 所示。

表4 排水管點(diǎn)測繪成果

分析表4 可知，本文方法基于全站儀能夠精準(zhǔn)測得排水管線點(diǎn)的坐標(biāo)信息，并且測量過程中觀測點(diǎn)的坐標(biāo)中誤差在0.21mm～0.26mm 之間，均小于0.3mm，展現(xiàn)了良好的測量精度。

4 結(jié)束語

本文從測繪人員組織安排、污染源摸底調(diào)查、排水管線探測三個(gè)方面制定了相對完善的排水管線測繪方案。以嘉善縣污水零直排工程為對象，展開了具體的排水管線測繪實(shí)踐。工程測繪實(shí)踐結(jié)果顯示，本文方案能夠準(zhǔn)確檢測管道存在91 項(xiàng)缺陷，測得管線觀測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差在0.21mm～0.26mm 之間，測量誤差較低。本次測繪采集的排水管線測繪數(shù)據(jù)為嘉善縣后續(xù)的排水整改工作提供了科學(xué)依據(jù)，有助于“污水零直排區(qū)”建設(shè)工作的全面推進(jìn)。