引言

在城市排水系统中，雨污混流管网普遍存在，由此引发的水环境问题日益严峻。降雨初期，地表径流裹挟着污染物与可能存在的污水直排混合进入管网，两种来源的水质特性相互交织，导致污水直排源头定位极为困难。准确识别污水直排源头，是改善城市水环境、保障水资源安全的关键，而破解这一难题的核心在于有效排除地表径流干扰。

雨污混流管网与初期降雨水质特性

雨污混流管网现状

受早期规划与建设标准限制，众多城市仍存在大量雨污混流管网。以合肥为例，虽新建多座污水处理厂，但雨污混流导致地下水、雨水混入污水管网，使污水处理厂进水浓度降低，污染物削减效果大打折扣。隆昌市旧城区采用合流制管网，雨天时雨水涌入加重污水管道负荷，污水溢流至河道，严重污染环境 。这些管网问题使得降雨初期水质成分异常复杂。

初期降雨水质特点

降雨初期，地表径流冲刷道路、屋面，携带灰尘、油污、重金属等污染物，致使初期雨水污染物含量远超正常水平。有研究显示，某城市雨水管网入河口的初期雨水 COD 浓度高达 200mg/L，超出地表水 V 类标准 4 倍。不同区域的初期雨水水质差异显著：交通繁忙区域富含汽车尾气污染物；工业区周边则可能存在工业生产排放的特殊污染物。

地表径流对水质监测数据的干扰机制

水量冲击与稀释效应

降雨初期，地表径流量短时间内剧增，对污水形成强烈稀释作用。暴雨时，雨水流量可达平时污水流量的数十倍甚至上百倍，使得污水污染物浓度大幅降低，监测数据难以反映真实排污情况，易造成污水直排漏判。

污染物成分混淆

地表径流与污水的污染物成分高度重叠，增加了监测数据解析难度。虽然二者有机物来源不同 —— 污水多来自生活与工业排放，地表径流则源于植被、灰尘，但在总有机碳（TOC）、COD 等综合指标监测中难以区分。氮磷等营养物质也存在类似问题，导致污水直排源头难以精准定位。

排除地表径流干扰的方法与技术

水质监测技术优化

多参数实时监测是重要手段。通过部署 pH、溶解氧、电导率等多参数传感器，可同步监测十余项水质指标。电导率对区分污水与地表径流有重要指示作用，污水因含较多溶解性盐类，电导率通常更高。当电导率异常升高，同时 COD、氨氮等指标同步变化时，可初步判断存在污水直排。

同位素示踪技术也发挥关键作用。污水与地表径流的稳定同位素丰度存在差异，如污水中氮同位素（δ¹⁵N）因源于人类排泄物，具有独特特征。通过分析水样中同位素比例，可确定污水在混合水样中的贡献，辅助判断直排源头。

流量监测与数据分析

流量过程线分析可直观反映水流变化特征。地表径流在降雨后流量迅速上升并回落，而污水流量相对稳定。对比不同监测点流量过程线，若某点流量变化异常，结合水质数据可判断是否存在污水直排。

建立流量与水质的数学模型，能够量化二者关系。正常情况下，地表径流增加会稀释污染物浓度；若出现污水直排，这种关系将被打破。通过历史数据建立回归模型，当实际监测数据与模型预测偏差较大时，即可锁定潜在直排区域。

模型模拟辅助

水文水力模型可模拟降雨时管网水流状态。结合地形地貌、管网布局等因素，预测地表径流路径，将实际监测数据与模拟结果对比，可识别异常点位。污染物溯源模型整合多源数据，利用大数据与 AI 算法，可快速锁定污染源类型及贡献率，如某城市通过该模型迅速定位工厂非法排污行为。

精准定位污水直排源头的策略与实践

排查流程优化

分区排查需根据区域功能确定重点。工业区因工业废水排放风险高，需重点监测；居民区则应关注生活污水排放。排查时利用移动监测设备快速检测，发现异常后结合周边环境采样分析。同时，参考历史水质数据与居民投诉信息，对常发问题区域及投诉点位进行重点核查。

联合监测与执法行动

多部门协作是关键。生态环境部门负责水质监测，水务部门提供管网信息，城管部门协助执法。如东莞横沥镇多部门联合排查，迅速确定多个小区生活污水混入雨水管问题。对排查出的违法行为，严格依法处罚，并建立整改跟踪机制，确保问题彻底解决。

结论

排除地表径流干扰、精准定位污水直排源头是复杂系统工程。通过优化水质监测技术、强化流量数据分析、运用模型模拟，结合科学排查流程与多部门联合行动，可显著提升定位准确性与整治效果。但城市排水系统的复杂性决定了这一工作仍面临挑战，未来需持续推进技术创新与部门协同，完善治理策略，改善城市水环境。