在全球气候变化加剧、极端降雨事件频发的背景下，传统城市排水模式面临严峻挑战，内涝灾害、水资源浪费与生态失衡问题日益凸显。海绵城市建设作为城市水系统治理的创新理念，强调通过 “渗、滞、蓄、用、排” 等措施，实现城市对雨水的自然积存、渗透与净化，提升城市水生态韧性。而智慧水务则依托物联网、大数据、人工智能等技术，为海绵城市建设提供精细化管理与动态调控能力。两者深度融合，通过对海绵设施的智能化监控，构建起具备弹性应对能力的城市水系统，成为破解城市水问题的重要路径。

一、海绵设施智能化监控的技术底座

智慧水务解决方案以物联网（IoT）为感知层基础，通过部署大量传感器实现海绵设施的实时监测。在 “渗” 环节，土壤湿度传感器被安装于透水铺装、下沉式绿地等设施中，实时监测土壤含水量与渗透速率，当土壤接近饱和时，系统自动预警并调整周边区域的排水策略，避免雨水径流集中引发内涝。针对 “滞”“蓄” 设施，如雨水花园、调蓄池，液位传感器、流量计与水质传感器协同工作，实时采集水位高度、水量变化及水质指标，为设施的蓄滞能力评估与调度提供数据支撑。例如，当暴雨来临时，系统可根据调蓄池实时水位，智能控制雨水闸门开合，优先保障高风险区域的雨水滞蓄，防止内涝蔓延。

通信网络与云计算平台则为数据传输与处理提供保障。窄带物联网（NB-IoT）、低功耗广域网（LoRa）等通信技术，解决了海绵设施分散、布线困难的问题，实现传感器数据的稳定传输。云计算平台对海量数据进行存储、分析与挖掘，结合地理信息系统（GIS）与数字孪生技术，构建起城市海绵设施的虚拟映射模型，使管理者能够直观掌握设施运行状态与城市水系统动态。

二、“渗、滞、蓄、用、排” 全流程智能化监控实践

（一）“渗”：精准调控土壤渗透能力

透水铺装、生态停车场等渗透设施是海绵城市 “渗” 功能的核心载体。智慧水务解决方案通过网格化部署土壤湿度传感器与温湿度传感器，构建起区域土壤墒情监测网络。当某一区域土壤渗透能力下降时，系统自动分析可能原因，如土壤板结、杂物堵塞，并生成维护工单推送至养护人员，提醒其及时清理或修复。此外，结合气象预报数据，系统还可提前调整渗透设施周边的绿化灌溉计划，预留土壤渗透空间，提高雨水吸纳效率。

（二）“滞”“蓄”：动态优化设施调度策略

雨水花园、生物滞留池等 “滞” 设施与调蓄池、蓄水池等 “蓄” 设施，在智慧水务系统的监控下实现协同运行。以调蓄池为例，系统根据实时水位、降雨量预测及下游排水管网负荷，运用智能算法动态调整调蓄池的蓄水阈值与排水时机。当调蓄池水位达到警戒值时，系统自动联动周边泵站，优先排放低风险区域的雨水，腾出库容；若降雨量持续增大，系统则通过 GIS 平台模拟雨水漫流路径，提前规划应急疏散路线，保障居民生命财产安全。同时，水质传感器对 “滞”“蓄” 设施内的雨水进行实时监测，一旦发现水质超标，立即启动净化处理流程，防止污染扩散。

（三）“用”：促进雨水资源化利用

智慧水务系统通过对雨水收集池、中水回用设施的智能化监控，实现雨水资源的高效利用。安装在雨水收集池的液位传感器与流量计，实时监测池内水量变化，结合用户用水需求（如绿化灌溉、道路冲洗），智能控制水泵启停与管网分配，避免水资源浪费。此外，水质监测设备对雨水水质进行实时评估，当水质不满足回用标准时，系统自动启动过滤、消毒等处理工艺，确保回用安全。通过大数据分析，系统还可预测不同区域的雨水资源供需情况，为城市水资源调配提供决策依据。

（四）“排”：保障排水系统安全畅通

在 “排” 环节，智慧水务解决方案将海绵设施与市政排水管网有机结合。通过部署于管网关键节点的流量传感器、压力传感器，实时监测管网运行状态，结合海绵设施的滞蓄数据，动态调整排水泵站的运行参数。例如，当某一区域的海绵设施已达到滞蓄上限，而排水管网压力过大时，系统自动启动应急排水预案，启用备用排水通道或增开泵站机组，缓解排水压力。同时，视频监控设备与智能巡检机器人对排水口、检查井等易堵塞部位进行实时巡查，及时发现并清理垃圾杂物，保障排水系统畅通。

三、数据协同驱动弹性决策

智慧水务解决方案通过构建统一的数据中台，实现海绵设施监测数据与气象、水文、排水管网等多源数据的深度融合。机器学习与深度学习算法对融合数据进行挖掘分析，建立城市水系统运行模型，预测不同降雨强度下海绵设施的响应效果与内涝风险。例如，基于历史降雨数据与海绵设施运行数据训练的 AI 模型，可提前数小时精准预测内涝高发区域，并生成针对性的调度方案，如优先启动高风险区域的泵站、开放调蓄池排水口等。

此外，数字孪生技术为城市水系统管理提供了可视化决策工具。管理者可通过虚拟模型实时查看海绵设施的运行状态、雨水径流路径及内涝演进过程，进行 “虚拟推演 - 实际验证” 的闭环管理。在极端天气应急场景中，数字孪生系统可快速模拟不同调度策略的效果，辅助决策者选择最优方案，实现城市水系统的精准调控与快速响应。

四、融合实践中的挑战与展望

尽管海绵城市与智慧水务融合前景广阔，但在实际应用中仍面临诸多挑战。一方面，海绵设施智能化改造成本较高，部分老旧城区资金与技术资源有限，推广难度较大；另一方面，多部门数据共享机制尚未完善，气象、水利、市政等部门的数据壁垒影响了系统的协同效率。此外，智能化设备的后期运维、数据安全与隐私保护等问题也亟待解决。

未来，随着 5G、边缘计算、人工智能等技术的发展，智慧水务将向更精细化、自主化方向演进。例如，基于 5G 的低时延特性，实现海绵设施的实时远程控制；通过边缘计算减少数据传输压力，提升系统响应速度；利用 AI 大模型实现城市水系统的自主学习与智能决策。同时，需加强政策引导与跨部门协作，建立统一的技术标准与数据共享平台，推动海绵城市与智慧水务融合的规模化应用，真正实现城市水系统的弹性应对与可持续发展。