[摘要] 现在，不少城市排水设施排水量不够，容易有城市交通要道积水的现象。为了解决城市内涝问题，本文研究装配式自控排水系统。它的输水管道内部安装推进器，用于增加压强，可高效排水。
摘要：目前的排水系统多为传统的排水系统，使其不借助外力进行排水。有些城市排水设施不健全，雨季排水量不足，导致城市出现内涝。为了解决城市内涝问题，我们采用装配式自控排水系统。它由进水支管和输水管组成，输水管道内部安装推进器，用于增加压强，已达到高效排水的目的。我们先在竖向管道内壁放置水压测量装置，再在管道外侧放置信号转换机，水压变化数据通过水压测量设备转化，同时经PID控制器处理后，转换为电信号，用来提升自控排水系统无轴推进器的工作速率，达到排水稳定且平衡。
关键词：装配式自控排水系统;无轴推进器;信号转换机;PID控制器
1前言
随着经济的快速发展，城市化建设速度也加快，城市的GDP也有了显著提升。2018年，寿光水灾为我们敲响警钟，让我们认识到排水设施的重要性。其实，有很多城市正在面临着排水问题，而城市的排水问题也越来越被人们重视。由于人们注重楼房等有关经济的建筑设施施工，忽视对地下设施等非经济建筑设施的施工，所以，现在，城市也存在着不少排水问题，导致不少城市排水设施排水量不够，尤其是在多雨的天气，容易有城市交通要道积水的现象。
2研究现状
根据1983年我国在258个城市的统计，每天在城市排水管道排出的污水的平均量是5746万立方米，其中暴雨季节的废水为1345万立方米，占总水量的23.4%。设计重现期决定排水管道设计所采用的暴雨强度。因而，工程的技术经济效果受到重现期的取值的影响。如果高的取值，需要设计大的雨水管径，从而让建设预算增加。但在因短期积水而造成严重损失的地区，或者重要地区，设计重现期则宜取较高值。如果采取重现期较低值，如天津、上海、武汉等城市的一些地势低的地区，雨水不能自流排出，出现内涝。
3关键技术
3.1城市快速施工排水装置增压排水设计
我们采用装配式排水管道设计，由进水支管和输水管组成，输水管道内部安装推进器，用推进器的推动力来抵消被排污水在管道内流动引起的水力坡降，也可以抵消由于地形而引起的水力坡降，增加顺水速度加快水流速度。无轴推进器的优点是效率高、体积小、安全性好。该型船一般首选采用其提供动力，我们这里创新使用无轴推进器推进水的流动。第一推进器具有较高的推进效率，来抵抗坡降。在理想的状态下，推进器具有比较高的转速，常见的混流泵以及轴流泵的效率可达65%～70%。一旦使其推进速率提高，进水口和管道系统的合理优化会效果更加明显，效率一般会在85%～90%之间。抗空泡能力强是其第二个优点。在输水管道中，其他推进器比无轴推进器的抗空泡能力更弱。对其无轴推进器的扇叶进行改进，防止被污水中的细小颗粒堵塞。在输水管道中，水流在顺着输水管道流动的时候，流体稳定，因而流体不易发生空泡现象。然而，随着排水量的提高，推进器可以利用的冲压越大，推进效率越高，因而无轴推进器排水系统中的应用使排水系统效率更高、排水量更大。
3.2装配式排水管道排水过程的智能控制
在竖向管道内壁放置水压测量装置，竖向管道外侧放置信号装换机，通过智能控制芯片转换为电信号，完成对装配式排水管道的控制。通过智能控制输电设备来达到控制排水。在竖向管道内壁放置水压测量装置，再在其外侧放置信号转换机，水压测量设备将水压变化数据，通过智能控制芯片转换为电信号，用来智能调节排水体系中推进器的工作速率，达到排水稳定且平衡。智能控制芯片的参数由实验确定，并在一定时间内，检测排水流速和芯片工作参数，适当调节智能控制芯片的灵敏度。智能芯片可以向地面计算机发送信号，使地面工作人员能实时监控排水情况。智能控制的两个方面为：(1)涡轮加压器使水的流速加快。(2)超声波测距模块检测井筒内水位通过水位的变化来推算出水位上涨速度。
4模拟测试
我们对传统的排水管道和装配式排水管道进行水压分析，传统的排水管道的竖向水压较大，而装配式智能排水系统能快速排水，进而解决水压大的问题。但是我们发现，其在水流速增加的时候，会产生负压效应，使排水管在侧向发生微小侧移。使用ANSYS软件管道模拟图示效果良好。
5现实意义和可行性研究
该系统安装简单，占地面积小，可以在多种情况下安装和使用。通过对城市建设中长期被人们忽视的非经济建筑设施——城市地下排水设施进行设计，发现其前景广泛、创新性强，能够进一步完善城市排水系统。它可以自动调节整套排水系统的功率，根据雨量和污水量的多少进行自动调节，避免了电能的浪费。同时可以使地面工作人员了解水位和排水的实际情况，便于预测城市的排水量。
参考文献：
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[2]申爱琴，苏毅，洪俊明等.公路路基沉降观测的多功能沉降板[J].科技中国，2004-07-07.
[3]熊陆璐.U-PVC排水管在建筑给排水施工中的应用要点分析[J].四川建材，2008-2.
作者：王有财 单位：山东科技大学
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