在城市发展进程中，排水管网如同城市的 “地下血脉”，承担着收集、输送污水与雨水的重任。然而，随着城市规模的扩张与建设年代的跨度，排水管网面临诸多问题，如老旧破损、雨污混接、非法排污等，导致污水未经有效处理直排入河，严重影响城市水环境质量。管网溯源技术作为排水治理的 “精准定位器”，通过追踪污染物来源、路径及排放节点，为制定针对性治理措施提供关键依据，成为破解排水难题、改善城市水环境的核心支撑。本文将深入剖析管网溯源技术在排水治理中的原理、应用场景、实践成效及发展趋势，全面揭示其在现代城市排水管理中的重要价值。

管网溯源技术核心原理：多维度精准定位污染源头

管网溯源技术并非单一技术手段，而是融合多种原理与方法的技术体系，从物理、化学、信息等多维度对排水管网中的污染物进行 “追踪溯源”，核心目标是明确污染来源、传输路径与排放节点，为治理决策提供精准数据支撑。

物理排查类技术：直观呈现管网状态

物理排查类技术是管网溯源的基础手段，如同医生对患者进行 “体格检查”，通过直接观察、检测管网的物理结构与水流状态，发现异常点位。常见技术包括：

CCTV 检测技术：借助管道机器人搭载高清摄像头，深入管道内部，实时拍摄并回传管道内壁影像，工作人员可直观查看管道是否存在破裂、变形、堵塞、错接等问题，精准定位异常位置，判断问题严重程度，为后续修复提供直观依据。在老旧小区排水管网改造前，通过 CCTV 检测，能清晰识别因年代久远导致的管道腐蚀、接口松动，以及私搭乱接形成的雨污混流点，指导施工人员精准修复。

声呐检测技术：利用声呐设备发射声波，通过接收反射声波分析管道内部结构与水流状态，尤其适用于检测充满水或淤泥的管道。声呐可探测管道的管径变化、障碍物位置、水流速度等信息，判断管道是否存在泄漏、淤积等问题，与 CCTV 检测相互补充，全面评估管网状况。在河道附近的排水管网排查中，声呐检测能有效识别因河水渗透导致的管道薄弱点，提前预警泄漏风险。

压力与流量监测技术：在管网关键节点安装压力传感器与流量传感器，实时监测管道内压力与流量数据。正常情况下，管网压力与流量遵循一定规律，若出现异常波动（如压力骤降、流量突变），可能预示管道泄漏、堵塞或非法取水等问题，通过数据分析可初步锁定异常区域，缩小排查范围。在城市供水与排水管网互联互通区域，压力与流量监测能及时发现因管网串接导致的水质污染源头。

特征因子类技术：依据水质特性锁定污染源

特征因子类技术是基于不同污染源排放污水的水质特性差异，如同为不同污染源贴上 “化学标签”，通过分析污水中的特征因子，追溯污染来源。主要方法包括：

水质指纹技术：利用三维荧光和人工智能技术，对污水进行光谱分析。不同污染源（如生活污水、工业废水、农业面源污染等）因成分不同，在特定波长激光照射下，会产生独特的荧光反应，形成具有唯一性的 “水质指纹图谱”。将实际水样图谱与数据库中已知污染源图谱比对，可精准识别污染类型与来源，定量分析混合污水中各污染源占比。在某工业园区周边河道水质恶化问题排查中，通过水质指纹技术，快速锁定某化工企业偷排含特殊荧光物质废水，为执法提供关键证据。

稳定同位素技术：不同来源水体中的同位素（如氢、氧、氮同位素）组成存在差异，通过分析污水中同位素比值，可判断污水来源及迁移转化过程。例如，雨水与地下水的氢氧同位素比值不同，工业废水中氮同位素特征与生活污水有别，稳定同位素技术能辅助判断管网中是否存在雨水倒灌、地下水入渗及特定工业污染源，尤其适用于复杂混合污染场景。在沿海城市排水管网中，稳定同位素分析可区分海水入侵与工业高盐废水排放对管网水质的影响。

特征污染物追踪技术：针对特定行业排放的具有标志性的污染物（如制药行业的抗生素、印染行业的重金属离子、电子行业的氟化物等），在管网中检测这些特征污染物的浓度与分布，逆向追踪至排放源头。某城市饮用水源地受污染，通过检测水中特征污染物成分，锁定上游一家违规排放的制药企业，及时切断污染源，保障饮水安全。

信息分析类技术：数据驱动的智能溯源

信息分析类技术依托物联网、大数据、人工智能等现代信息技术，如同为管网装上 “智慧大脑”，对海量监测数据进行整合分析，实现智能化、高效化溯源。关键技术包括：

物联网监测与数据采集：在排水管网广泛部署传感器（水质、水量、液位、温度等），借助 NB-IoT、LoRa 等通信技术，将实时监测数据上传至云端平台，构建全面、动态的管网数据 “感知网”，为溯源分析提供丰富数据源。在城市核心区域排水管网中，数千个传感器实时采集数据，形成 “管网运行实时画像”，为及时发现异常、精准溯源奠定基础。

大数据分析与模型构建：利用大数据技术对海量监测数据进行清洗、存储、挖掘，结合水力学模型、水质模型等，模拟管网中水流与污染物迁移过程。通过对比实际监测数据与模型预测结果，分析异常数据产生原因，识别潜在污染源及传播路径，实现从 “数据感知” 到 “原因洞察” 的跨越。在某城市暴雨后内涝及污水溢流问题研究中，大数据分析结合水动力模型，精准定位因管网设计不合理、排水能力不足导致的积水点与污水倒灌源头。

人工智能与机器学习算法：引入深度学习、神经网络等人工智能算法，对历史监测数据与溯源案例进行学习训练，使系统具备自动识别异常模式、预测污染趋势、精准溯源的能力。例如，基于机器学习的异常检测算法，可快速从复杂数据中识别出管网泄漏、雨污混接等异常信号，自动推送预警及溯源结果，大幅提升溯源效率与准确性。某智慧排水系统应用人工智能算法后，管网异常溯源时间从数小时缩短至分钟级。

管网溯源技术应用场景：覆盖排水治理全流程

管网溯源技术在排水治理中的应用场景广泛，贯穿从污染源排查、管网运维管理到水环境质量提升的全流程，针对不同场景需求，适配不同技术组合，发挥精准定位、科学决策的关键作用。

污染源排查：精准识别非法排污与混接源头

在城市排水系统中，非法排污与雨污混接是导致水环境恶化的主要原因，管网溯源技术在此场景下通过多种手段，实现污染源的 “精准打击”。

工业污染源排查：针对工业园区，综合运用特征污染物追踪技术与水质指纹技术，在园区总排口及各企业排口设置监测点，检测工业废水中特征污染物浓度与水质指纹图谱，对比园区环保标准与企业生产工艺，快速识别违规排放企业，锁定偷排管道，为环境执法提供有力证据。某化工园区通过溯源排查，发现多家企业存在超标排放含重金属废水问题，经整治后，园区周边河流重金属污染指标显著下降。

生活小区雨污混接排查：在生活小区，利用 CCTV 检测结合压力与流量监测技术，从小区污水出户管开始，逐段排查管道走向、连接情况，通过压力与流量变化判断是否存在雨污混接。对疑似混接点，打开井盖实地查看，精准定位混接位置，制定整改方案。某老旧小区经溯源排查，发现 20 余处雨污混接点，经改造后，小区雨水管网水质明显改善，杜绝污水直排入河现象。

餐饮、商业等三产污染源排查：针对餐饮、洗车、洗浴等三产行业，因其排污成分复杂、位置分散，采用水质指纹结合实地排查技术。先通过水质指纹分析识别污水中餐饮油脂、洗车清洁剂等特征成分，锁定可疑区域，再组织人员实地排查商户排水管道，检查是否存在违规排放、隔油池失效等问题，规范三产行业排水行为。某商业街经溯源整治，周边河道因餐饮污水导致的黑臭现象得到有效缓解。

管网运维管理：及时发现隐患，提升运行效率

排水管网日常运维管理中，管网溯源技术可实时监测管网运行状态，提前发现隐患，优化运维决策，保障管网高效稳定运行。

管道泄漏与破损检测：利用声呐检测、压力监测与物联网技术，实时监测管道内部结构与压力变化，一旦检测到管道泄漏（压力骤降、声呐反射异常）或破损（CCTV 影像显示管道裂缝、变形），系统立即报警，精准定位故障点，通知运维人员及时抢修，减少污水外溢与水资源浪费。某城市供水管道通过实时监测，在泄漏初期即被发现，避免大规模爆管事故，降低供水损失。

管网淤积与堵塞预警：通过流量监测与液位传感器，结合大数据分析，建立管网流量与液位变化模型。当实际监测数据偏离正常模型，预示管网可能出现淤积、堵塞（流量减小、液位升高），系统提前预警，运维人员可根据溯源结果，对易堵塞管段优先安排清淤作业，保障管网排水畅通。在雨季来临前，某城市通过管网溯源分析，对 50 余处易堵塞管段进行预清淤，有效提升城市排水防涝能力。

管网运行优化调度：借助物联网监测数据与水力学模型，分析管网各管段流量、压力分布，结合城市用水需求与排水规律，运用人工智能算法优化管网运行调度方案，合理分配水流，避免部分管段压力过高、流量过大，提升管网整体运行效率，降低能耗与运维成本。某城市智慧排水系统通过优化调度，在保障排水安全前提下，减少污水提升泵运行时长 20%，节约电费支出。

水环境质量提升：为流域治理提供决策依据

在流域层面，管网溯源技术通过明确入河污染源，为水环境质量提升提供科学决策依据，助力实现 “清水入河、碧水长流” 目标。

入河排污口溯源：在河流沿线入河排污口设置水质、水量监测设备，运用水质指纹、稳定同位素等技术，分析排污口污水来源，区分生活污水、工业废水、雨水径流等污染类型，溯源至上游管网及排放源头，建立入河排污口清单与污染源档案，为排污口整治与监管提供支撑。某流域经入河排污口溯源，关停非法排污口 15 个，整治雨污混接入河排口 30 个，河流氨氮、COD 等污染指标显著下降。

流域水质改善效果评估：在流域治理过程中，持续运用管网溯源技术监测污染源变化，结合水质监测数据，评估治理措施实施效果。通过对比治理前后污染源分布、污染负荷变化，判断治理方案是否有效，及时调整优化，确保流域水质稳步提升。某城市通过管网溯源技术评估，对部分治理效果不佳区域调整治理策略，增加截污纳管、生态修复工程，使流域水质从劣 V 类提升至 IV 类。

应急污染事件溯源与处置：当流域发生突发水污染事件（如化学品泄漏、企业偷排）时，管网溯源技术迅速响应，利用水质指纹、特征污染物追踪等手段，在短时间内锁定污染源位置、污染物种类与排放规模，为应急处置提供关键信息，指导制定污染控制与修复方案，最大程度降低污染影响。某流域发生突发农药泄漏事件，通过管网溯源快速定位泄漏企业，及时切断污染源，采取河道清污措施，避免污染扩散至下游饮用水源地。

管网溯源技术实践成效：多地应用彰显治理效能

管网溯源技术已在全国多地排水治理项目中落地应用，通过精准溯源、科学治理，显著提升城市排水系统运行效率与水环境质量，取得经济、环境与社会效益的多重丰收。

合肥：水质指纹助力精准治污

在合肥，清华大学合肥公共安全研究院研发的水质指纹污染溯源技术发挥关键作用。该技术通过采集不同污染源废水样本，建立水质多特征数据库，一旦发生水污染事件，将异常水样与数据库比对，快速锁定污染源头。在合肥经开区一起涉水生态环境案件中，借助水质指纹技术，迅速锁定污染企业，成功破获经开区首例涉水生态环境损害案件。同时，该技术可识别十余种污染类型污水，广泛应用于入河入海排污口溯源，助力合肥精准治污，提升水环境管理水平。

成都：智慧排水系统实现高效溯源

成都构建的智慧排水系统依托物联网、大数据技术，在雨水管网安装 1100 多个智能感知设备，与锦江干流入河排口智能管理系统、市政智能物联感知平台协同运行。当排口出现污水下河事件，系统根据水流经感知设备记录的数据，经分析运算，可在一分钟内完成溯源，精准定位排污位置，并推送信息给调度及巡检人员，实现快速处置。此外，系统通过监测污水管网液位、下穿隧道积水情况，提前预警冒污与内涝风险，有效提升城市排水管理效率，保障城市水安全。

马鞍山：多技术联用改善河流水质

马鞍山围绕慈湖河水系水质改善需求，开展系列管网溯源技术研究与应用。基于河流网格化水量水质监测的排污口溯源方法，结合反问题方法，准确确定慈湖河干流污染负荷排入的主要区域；运用基于水质特征因子构建的蒙特卡洛 - 化学质量平衡模型，识别雨水管道混接污水量和地下水入渗量，并利用生物遗传算法定位混接和破损点位。通过多技术联用，精准溯源污染源，针对性实施整治措施，慈湖河水质得到稳定改善，为长江中下游城市水环境治理提供宝贵经验。

管网溯源技术发展趋势：融合创新，迈向智慧化新阶段

随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的迅猛发展，管网溯源技术正朝着 “更精准、更智能、更高效” 方向迈进，不断突破技术瓶颈，拓展应用边界，为城市排水治理带来全新变革。

多技术融合深化：打造一体化精准溯源体系

未来管网溯源技术将进一步融合物理排查、特征因子分析与信息分析类技术，形成一体化精准溯源体系。例如，将 CCTV 检测的直观影像数据、声呐检测的结构与水流数据，与水质指纹、稳定同位素分析的水质数据深度融合，结合物联网实时监测与大数据分析，实现从管道物理结构、水流状态到水质成分的全方位、多层次溯源分析，提升溯源准确性与可靠性。同时，不同技术间相互验证、补充，降低单一技术误判风险，为复杂排水管网环境下的污染源识别提供更强大技术支撑。

智能化水平提升：实现自动预警与智能决策

借助人工智能、机器学习算法的不断优化，管网溯源系统将具备更强的智能化能力。系统可自动学习管网运行规律、污染源特征模式，实时监测数据一旦出现异常，能快速自动识别异常类型、溯源污染源，并根据预设策略自动生成预警信息与处置建议，实现从 “人工分析溯源” 到 “智能自动溯源” 的跨越。此外，通过与城市智慧水务平台深度融合，管网溯源系统可与供水、污水处理、防洪排涝等系统协同联动，基于溯源结果为城市水务管理提供智能决策支持，优化资源配置，提升城市水务整体运行效率。

应用场景拓展：从城市排水到流域综合管理

管网溯源技术应用场景将从城市排水管网逐步拓展至流域综合管理范畴。在流域层面，融合卫星遥感、无人机监测、地面物联网监测等多源数据，结合水文模型、生态模型，实现对流域内污染源、水资源、水生态的全方位溯源与动态监测。不仅关注入河排污口、城市排水管网等点源污染，还将深入研究农业面源污染、农村生活污水等非点源污染的溯源与治理，为流域生态保护、水资源合理调配、水环境质量持续提升提供系统性解决方案，助力构建流域层面的智慧化、精细化管理体系。

标准规范完善：保障技术应用的科学性与可靠性

随着管网溯源技术应用日益广泛，相关标准规范将逐步完善。从技术设备的选型、安装、校准，到数据采集、传输、分析处理流程，再到溯源结果的评估、报告编制等环节，都将建立统一、科学的标准规范体系。这将有助于保障不同地区、不同项目中管网溯源技术应用的一致性、可比性与可靠性，促进技术的规范化发展，提升行业整体技术水平，推动管网溯源技术在排水治理领域的深度应用与推广。

结语

管网溯源技术作为城市排水治理的 “智慧尖兵”，通过精准定位污染源、科学评估管网运行状态，为城市水环境改善提供了关键技术支撑。从技术原理的多维度创新，到应用场景的全方位覆盖，再到实践成效的显著彰显，管网溯源技术已成为现代城市排水管理不可或缺的重要手段。展望未来，随着技术融合深化、智能化水平提升、应用场景拓展及标准规范完善，管网溯源技术将在城市排水治理中发挥更大效能，助力城市实现 “清水畅流、生态宜居” 的美好愿景，为推动城市绿色可持续发展注入强大动力。