在城市排水管网监测中，降雨径流与内涝风险常被混淆 —— 前者是管网正常承接的雨水排泄过程，后者是管网超载导致的积水灾害前兆。若将降雨径流误判为内涝风险，会触发不必要的防汛调度，造成人力、物力资源浪费；反之，若对内涝风险视而不见，则可能错过预警时机，引发城市内涝、道路瘫痪甚至人员伤亡。

尤其在极端天气频发的当下，短时强降雨（如 1 小时降雨量超 50mm）会让管网流量、水位短时间内骤升，如何通过排水管网监测系统精准区分 “正常排泄” 与 “超载风险”，成为智慧防汛的核心课题。本文将从监测指标定义、技术识别方法、场景化策略三个层面，拆解区分逻辑，提供实战方案，助力城市排水管网实现 “科学预警、精准调度”。

一、先明差异：降雨径流与内涝风险的核心特征区别

要通过监测区分两者，首先需明确其在流量、水位、持续时间、影响范围等维度的本质差异，这是后续技术识别的基础。

1. 降雨径流：管网 “可承载” 的正常水流

降雨径流是雨水降落到地面后，经地表汇流进入排水管网，再由管网输送至污水处理厂或自然水体的过程，具备三大 “可承载” 特征：

流量与水位匹配降雨强度：流量峰值、水位涨幅与降雨量呈正相关，且不超过管网设计承载能力（如设计流速 0.6-1.5m/s，设计充满度 0.7-0.8）。例如，中雨（12 小时降雨量 10-25mm）场景下，DN600 管网的流量通常稳定在 100-200m³/h，水位不超过管道直径的 70%；

持续时间与降雨同步：流量、水位随降雨开始而上升，降雨结束后 1-3 小时内逐渐回落至日常水平（如晴天时管网流量 50-80m³/h），无长时间高位滞留；

无下游积水反馈：管网下游检查井、低洼路段无积水，雨水篦子排水顺畅，无雨水漫溢现象。

2. 内涝风险：管网 “超承载” 的危机前兆

内涝风险是降雨强度超过管网承载能力，或管网堵塞、老化导致排水能力下降，引发水位持续攀升、流量异常的状态，具备三大 “超承载” 特征：

流量骤升且水位突破阈值：流量峰值超过管网设计流量的 120%，水位超过管道直径的 90%（即接近满管），甚至出现管道承压（如压力管道水位高于地面）；

水位回落延迟且伴随波动：降雨结束后，水位仍保持高位（超过设计水位 80%），回落时间超过 6 小时，或因局部堵塞出现 “水位骤降骤升” 的异常波动；

下游出现积水预警：下游检查井水位溢出、低洼路段积水深度超过 250px（步行道）或 375px（车行道），雨水篦子被杂物堵塞导致汇水速度大于排水速度。

某城市排水管网监测数据显示：2024 年 7 月一次中雨过程中，DN800 管网流量峰值 180m³/h（设计流量 200m³/h），水位 1625px（管道直径 2000px），降雨结束后 2 小时水位回落至 1000px，属于正常降雨径流；而同年 8 月一次短时强降雨中，该管网流量骤升至 250m³/h（超设计 25%），水位 1950px（超设计水位 97.5%），降雨结束后 5 小时水位仍达 1750px，下游低洼路段出现 300px 积水，判定为内涝风险。

二、技术破局：排水管网监测区分两者的四大核心方法

基于上述差异，排水管网监测系统可通过 “指标阈值设定、多参数联动、历史数据对比、场景化模型” 四大技术方法，实现降雨径流与内涝风险的精准区分。

1. 核心指标阈值法：设定 “风险红线”

通过在监测系统中预设流量、水位、流速的 “安全阈值” 与 “风险阈值”，当监测数据超过风险阈值时，自动判定为内涝风险，这是最直接的区分方法。

流量阈值：根据管网设计流量设定，通常将 “设计流量的 120%” 作为风险阈值。例如，DN600 管网设计流量 150m³/h，当监测流量超过 180m³/h 时，触发内涝风险预警；

水位阈值：以 “管道直径的 90%” 为风险阈值，如 DN800 管道的水位风险阈值为 1800px，超过则判定为高风险；对于压力管道，需额外设定 “地面标高 + 0.5m” 的水位阈值，避免雨水漫溢；

流速阈值：流速低于 0.3m/s（管网淤积导致排水缓慢）或高于 2.0m/s（水流冲击过大，可能引发管道破损）时，均判定为异常，需结合水位进一步判断是否存在内涝风险。

需注意：阈值需根据管网实际情况动态调整 —— 老旧管网（使用超 20 年）因内壁腐蚀、淤积导致排水能力下降，需将风险阈值下调至设计值的 90%（如设计流量 150m³/h，风险阈值 135m³/h）；而新建管网可按设计值的 120% 设定阈值。

2. 多参数联动分析法：避免 “单一指标误判”

单一指标（如流量）易受偶然因素影响（如瞬时汇流），需结合降雨量、水位、下游积水、管网状态等多参数联动分析，提升区分准确性。

降雨量 - 水位联动：通过安装在监测点附近的雨量计，建立 “降雨量 - 水位涨幅” 对应关系。例如，1 小时降雨量 10-20mm 时，水位涨幅应控制在 10-500px；若 1 小时降雨量仅 15mm，水位却上涨 750px，说明管网可能堵塞，判定为内涝风险；

流量 - 水位 - 流速联动：正常降雨径流中，流量与水位呈正相关（流量增大，水位同步上升），流速稳定在 0.6-1.5m/s；若出现 “流量下降但水位上升”（管网堵塞导致水流不畅），或 “流速骤降且水位高位”（管道满管后流速受限），则判定为内涝风险；

上下游数据联动：对比同一管网上下游监测点数据，正常情况下下游流量应略大于上游流量（含沿途汇水），水位略低于上游水位；若下游水位高于上游水位，或下游流量远小于上游流量（差值超过 20%），说明下游管网堵塞，存在内涝风险。

某城市经开区的排水管网监测系统采用多参数联动后，误判率从单一指标的 18% 降至 5% 以下。例如，一次降雨中，某监测点流量达设计值的 115%（未超流量阈值），但水位达管道直径的 92%（超水位阈值），且下游监测点水位比上游高 125px，系统综合判定为内涝风险，后续排查发现下游管道被施工渣土堵塞，及时清理避免了内涝。

3. 历史数据对比法：建立 “场景基准线”

通过分析监测点近 3-5 年的降雨径流历史数据，建立不同降雨强度下的 “正常流量 - 水位曲线”，将实时数据与历史曲线对比，偏离度超过 20% 则判定为内涝风险。

分降雨等级建立基准：将降雨分为小雨（＜10mm/24h）、中雨（10-25mm/24h）、大雨（25-50mm/24h）、暴雨（＞50mm/24h）四个等级，分别建立各等级下的流量、水位变化基准曲线。例如，暴雨等级下，某监测点的历史流量峰值均值为 220m³/h，水位峰值均值为 1750px；若实时暴雨过程中，流量峰值达 260m³/h（偏离 18%），水位达 1950px（偏离 11%），综合偏离度超 20%，判定为内涝风险；

分季节修正基准：考虑到雨季（6-9 月）管网可能存在淤积，旱季（12-2 月）管道干燥导致摩擦系数变化，需对历史基准曲线进行季节修正。例如，雨季将水位基准线上调 5%（因淤积导致水位略高），旱季下调 3%；

特殊时期标注：在历史数据中标注管网改造、维修、附近施工等特殊时期，避免将这些时期的异常数据纳入基准曲线，确保基准线的准确性。

4. 场景化模型预测法：提前 “预判风险趋势”

对于短时强降雨、台风等极端天气，需通过水文水力模型预测管网流量、水位变化趋势，提前 6-12 小时区分降雨径流与内涝风险，为防汛调度争取时间。

构建管网水力模型：基于 GIS 管网数据，构建包含管道直径、长度、坡度、粗糙系数，以及检查井、泵站位置的水力模型，输入实时降雨量、上游来水量等数据，预测未来 6 小时的水位、流量变化；

设定 “风险预警线”：若模型预测未来 3 小时内水位将超过风险阈值（如管道直径的 90%），或流量将超过设计值的 120%，则提前判定为内涝风险，启动预警；

动态调整模型参数：根据每次降雨后的实际监测数据，修正模型中的管道粗糙系数、汇流时间等参数，提升预测准确性。

广州某区在 2024 年台风 “泰利” 期间，通过场景化模型预测：未来 4 小时降雨量将达 80mm，辖区内 3 条主干道的 DN1000 管网水位将超过 2125px（风险阈值 2025px），流量超设计值的 130%，系统提前 4 小时判定为内涝风险，调度泵站满负荷运行、打开应急分流闸门，最终避免了道路积水。

三、场景落地：不同排水管网场景的区分策略

不同类型的排水管网（如市政主干管、老旧小区支管、工业区管网），其结构、承载能力、周边环境差异显著，需针对性制定区分策略，确保方法落地有效。

1. 市政主干管：聚焦 “流量 - 水位 - 泵站联动”

市政主干管（DN800-DN3000）承担区域排水重任，流量大、影响范围广，区分策略需结合泵站运行状态：

设定分级阈值：按 “设计流量的 100%（安全）、110%（预警）、120%（风险）” 设定三级流量阈值，水位按 “70%（安全）、85%（预警）、90%（风险）” 设定三级阈值；

联动泵站数据：若主干管流量达预警阈值，且泵站已满负荷运行（水泵开启率 100%），说明管网无额外排水能力，判定为内涝风险；若泵站仍有冗余（开启率＜80%），则通过加大泵站抽排能力缓解，暂不判定为风险；

下游河口监测：在主干管末端（接入河流、湖泊处）安装水位监测仪，若河口水位高于主干管出口水位，导致排水受阻，即使主干管流量未超阈值，也判定为内涝风险。

2. 老旧小区支管：关注 “淤积 - 水位波动”

老旧小区支管（DN300-DN600）普遍存在管道老化、淤积严重、私接管道多的问题，区分策略需重点关注淤积导致的水位异常：

降低风险阈值：因排水能力下降，将流量风险阈值降至设计值的 90%，水位风险阈值降至管道直径的 85%；

监测水位波动频率：正常降雨径流中，水位波动频率≤2 次 / 小时；若因淤积导致局部堵塞，水位会出现 “骤升骤降”（波动频率＞5 次 / 小时），即使平均水位未超阈值，也判定为内涝风险；

结合小区积水反馈：在小区低洼处（如地下车库入口、步行街）安装积水传感器，若积水深度超 250px，即使管网监测数据未超阈值，也判定为内涝风险（因支管堵塞导致局部积水）。

3. 工业区管网：兼顾 “工业废水 - 降雨叠加”

工业区管网（DN500-DN1200）需同时承接工业废水与降雨径流，两者叠加易导致流量、水位异常，区分策略需排除工业废水干扰：

建立 “晴天基准线”：监测晴天时工业废水的流量、水位（如日均流量 80-100m³/h，水位 40-1250px），降雨时的实时数据需减去晴天基准值，再与降雨径流阈值对比；

识别工业废水异常排放：若降雨时流量骤升幅度远超降雨量对应的增幅（如降雨量仅增加 10mm，流量却比晴天基准值增加 200m³/h），说明存在工业废水偷排，需先排查偷排问题，再判断是否为内涝风险；

耐腐蚀监测设备：选用耐酸碱的流量、水位传感器（如哈氏合金电极电磁流量计），避免工业废水腐蚀设备导致数据失真，影响区分结果。

四、避坑指南：区分过程中常见的三大误区

在实际监测中，常因设备安装不当、参数设置不合理、数据解读偏差导致区分错误，需规避以下三大误区：

1. 误区一：仅看流量不看水位，忽视 “满管限流”

部分监测系统仅关注流量是否超阈值，忽视水位变化 —— 当管网接近满管时，水流从重力流转为压力流，流量会因管道承压而下降（流速受限），此时流量可能未超阈值，但水位已达风险值，若仅看流量会误判为正常降雨径流。

避坑方法：必须同时监测流量与水位，设定 “水位优先” 原则 —— 若水位超风险阈值，即使流量未超，也需进一步排查是否存在内涝风险。

2. 误区二：阈值 “一刀切”，不考虑管网差异

将所有监测点的流量、水位阈值设定为统一值（如均按设计值的 120%），忽视老旧管网、小口径管网的排水能力差异，导致老旧管网 “未超统一阈值却已内涝”，新管网 “超统一阈值却仍安全”。

避坑方法：按管网材质（混凝土管、PE 管）、使用年限（＜10 年、10-20 年、＞20 年）、管径（DN300 以下、DN300-DN800、DN800 以上）分类，为每类管网单独设定阈值。

3. 误区三：忽视下游反馈，“管内正常却管外积水”

部分监测系统仅关注管网内部的流量、水位，忽视下游地面的积水情况 —— 若下游雨水篦子堵塞，即使管网内部数据正常，也会导致地面积水，形成内涝风险。

避坑方法：在管网下游的低洼路段、雨水篦子附近安装积水传感器，将地面积水数据纳入区分体系，实现 “管内数据 + 管外反馈” 的双重验证。

结语：精准区分是智慧防汛的 “第一道防线”

排水管网监测区分降雨径流与内涝风险，不是简单的 “数据对比”，而是结合管网特性、环境因素、历史数据的系统工程。它需要通过 “明确差异 - 技术识别 - 场景适配 - 规避误区” 的全流程设计，让监测系统既能 “不误判正常水流”，也能 “不遗漏风险前兆”。

随着智慧水务技术的发展，未来可通过 AI 算法自动学习不同场景下的降雨径流与内涝风险特征，实现 “动态阈值调整 + 实时趋势预测” 的智能化区分，进一步提升预警精度。但无论技术如何升级，“以管网实际承载能力为基准，以多参数联动为核心” 的区分逻辑不会改变 —— 这是确保城市防汛 “科学、高效、低成本” 的根本前提，也是守护城市水环境安全的关键所在。