城市面源污染因具有分散性、随机性和复杂性，一直是水环境治理的难点。而排水管网溢流（尤其是合流制溢流与雨水管网溢流）作为面源污染物进入自然水体的关键通道，其携带的大量污染物对水环境构成严重威胁。智慧水务解决方案通过对溢流数据的深度挖掘与系统分析，为制定精准有效的面源污染防控策略提供了科学依据，实现了从 “被动应对” 到 “主动防控” 的治理升级。

排水管网溢流数据的多维感知与采集

智慧水务体系通过构建 “空 - 地 - 网” 一体化监测网络，全面捕捉溢流过程中的污染物特征与时空分布规律，为后续分析奠定数据基础。

多维度监测网络的搭建

在硬件层面，智慧水务在排水管网关键节点（如溢流口、检查井、泵站）部署了复合型监测设备：

流量与液位传感器（如多普勒流量计、超声波液位计）实时记录溢流发生的起止时间、持续时长及瞬时流量，计算单次溢流的总水量，为污染物总量估算提供基础参数。

水质传感器（如浊度计、COD 在线监测仪、总磷 / 总氮传感器）同步采集溢流水中的污染物浓度，捕捉污染峰值变化。例如，在暴雨初期，溢流水中的悬浮物浓度可能达到旱季污水的 5-10 倍，传感器可在 1 分钟内完成一次数据采集，精准记录这一 “第一 flush” 效应。

视频监控与溯源设备（如 AI 摄像头、水质指纹识别装置）用于识别溢流中的特征污染物（如工业废水特有的颜色、餐饮油污漂浮物），辅助判断污染来源。

在数据传输层面，依托 NB-IoT、5G 等物联网技术，监测数据实时上传至智慧水务云平台，形成 “时间 - 流量 - 污染物浓度” 三维数据库。例如，某沿海城市的合流制管网监测系统，已实现对 200 余个溢流口的每秒级数据采集，单日数据处理量达 10GB 以上，为微观分析提供了高密度数据支撑。

溢流数据的核心要素提取

智慧水务平台通过数据清洗与结构化处理，从海量监测信息中提取关键要素：

溢流时空特征：包括溢流发生的地理位置、频次（如某区域雨季每月溢流 8-12 次）、持续时间（如单次溢流平均 45 分钟）及与降雨的关联性（如降雨量超过 30mm 时必然触发溢流）。

污染物组成与负荷：通过分析 COD、氨氮、总磷、悬浮物等指标，确定溢流污染的主要成分。例如，居民区周边溢流以生活污水污染物为主，而商业区溢流可能含有较高浓度的油脂和洗涤剂成分。

溢流强度分级：根据流量与污染物浓度乘积，将溢流污染强度划分为 “轻微”“中等”“严重” 三级，为防控优先级排序提供依据。

溢流数据分析支撑面源污染的精准溯源

智慧水务通过大数据分析技术，破解溢流污染的 “来源黑箱”，明确污染贡献主体与关键影响因素，为策略制定指明方向。

基于空间分析的污染热点识别

智慧水务平台结合 GIS 地理信息系统，将溢流数据与城市空间特征叠加分析，定位面源污染高发区域：

溢流频次与土地利用类型关联：通过分析发现，城市建成区中 “居住 + 商业混合用地” 的溢流频次是纯工业区的 1.8 倍，且污染物中氮磷含量更高，说明生活污染源是该区域的主要贡献者；而城市边缘的 “城中村 + 农田过渡带” 溢流中，悬浮物与农药残留浓度突出，反映了农业面源与生活污染的叠加影响。

溢流污染强度与管网属性耦合：老旧管网（使用年限超过 20 年）的溢流污染强度比新建管网高 30%-50%，因管道破损、淤积导致的污染物沉积与冲刷，加剧了溢流污染。例如，某城市老城区的合流制管网因维护滞后，单次溢流的 COD 负荷可达 120kg，是新城区的 2.3 倍。

通过此类分析，可精准划定 “高风险污染单元”，如某城市将 32 个溢流口所在区域列为面源污染重点防控区，占全市溢流口总数的 15%，却贡献了 40% 的污染物总量。

基于时间序列的污染驱动因素解析

智慧水务通过对历史数据的趋势分析，揭示溢流污染与外部环境的动态关联：

降雨特征的影响：通过分析 5 年降雨 - 溢流数据，发现当降雨强度超过 50mm/h 时，溢流污染负荷呈指数增长，且前 30 分钟的污染物冲刷量占总负荷的 60%，印证了 “初期雨水污染最严重” 的规律。

人类活动的干扰：节假日期间（如春节、国庆），商业区溢流的 COD 浓度比平日高 25%，因餐饮、购物活动产生的污水量激增；而农业灌溉期，周边雨水管网溢流的总磷浓度上升 15%-20%，与农田排水相关。

这些分析为针对性防控提供了依据 —— 例如，针对 “初期雨水污染”，可制定 “降雨初期快速截流” 策略；针对节假日污染高峰，可提前调整管网运行参数。

溢流数据分析指导面源污染防控策略制定

基于对溢流数据的深度解析，智慧水务从工程改造、管理优化、源头控制三方面，辅助构建多层次的面源污染防控体系。

管网系统优化与改造策略

精准截流设施布局：根据溢流口的流量与污染强度数据，在高负荷溢流口周边建设 “调蓄池 + 截流井” 组合设施。例如，某城市通过分析发现，3 个溢流口承担了全区 60% 的污染负荷，据此新建总容积 5000m³ 的调蓄池，使雨季溢流频次减少 40%，污染物入河量降低 35%。

管网修复优先级排序：结合溢流数据与管网健康度评估（如通过 CCTV 检测的管道破损率），优先修复 “高溢流风险 + 高污染贡献” 的管网段。例如，针对老旧管网的淤积问题，智慧水务平台根据流速监测数据生成 “淤堵热力图”，指导清疏作业，使管道过流能力提升 20%，间接减少溢流污染。

源头污染控制与海绵城市协同

差异化源头减排方案：根据溢流污染的来源解析，对不同区域实施针对性管控：

居民区：推广 “阳台废水收集系统”，减少洗衣废水直排雨水管，数据显示此举可使溢流口总磷浓度下降 15%；

商业区：要求餐饮企业安装隔油设施，并通过智慧平台监测油污排放浓度，超标时自动预警，使溢流油脂含量降低 40%；

城市绿地：结合溢流数据中的悬浮物来源分析，在雨水汇入管网前建设植被缓冲带，拦截泥沙，某试点区域的溢流悬浮物浓度下降 25%。

海绵设施效能评估与优化：智慧水务通过对比海绵设施（如透水铺装、雨水花园）建成前后的溢流数据，评估其减污效果。例如，某片区在建成 10 公顷透水铺装后，监测显示溢流频次减少 25%，COD 负荷降低 18%，据此在同类区域推广该技术，形成规模效应。

应急管控与长效管理机制

降雨应急调度：智慧水务平台将实时降雨预报与溢流模型结合，提前 6 小时启动应急措施：如调整泵站运行参数、临时关闭高污染风险区域的雨水排放闸门，将溢流污染峰值削减 30% 以上。

污染责任追溯体系：通过分析溢流中的特征污染物（如特定工业化学品、抗生素），结合企业排污数据，锁定违规排放源头。例如，某城市通过水质指纹比对，发现某次溢流中的重金属与某机械厂偷排废水匹配，据此查处并整改，使同类污染事件后续减少 80%。

绩效评估与动态调整：建立 “溢流污染削减率”“面源污染负荷降低量” 等量化指标，通过智慧平台定期评估防控策略效果。例如，某策略实施一年后，数据显示总磷入河量下降 22%，但 COD 削减未达预期，据此调整管控重点，增加对生活污染源的治理力度。

案例印证：智慧水务驱动的面源污染治理实践

某省会城市的智慧排水平台通过三年的溢流数据积累与分析，构建了 “监测 - 分析 - 决策 - 执行 - 评估” 的闭环防控体系：

利用 200 余个监测点的溢流数据，识别出 5 个面源污染热点区域，占全市污染负荷的 55%；

针对性实施 “调蓄池建设 + 海绵城市改造 + 餐饮污染管控” 组合策略，一年后监测显示：雨季溢流频次从平均每月 15 次降至 8 次，溢流水中 COD、总磷浓度分别下降 30% 和 28%；

基于数据分析优化应急调度，在 2023 年暴雨期间，通过提前调控，使中心城区溢流污染峰值比历史同期降低 45%，保障了河道水质稳定。

智慧水务通过对排水管网溢流数据的深度挖掘，打破了面源污染 “看不见、摸不着” 的治理困境，实现了防控策略从 “经验主义” 到 “数据驱动” 的转变。未来，随着 AI 预测模型与数字孪生技术的融入，智慧水务将进一步提升溢流污染的预判能力，为城市面源污染治理提供更精准、更高效的解决方案，推动水环境质量持续改善。