城市排水管网的 “雨污混流”（如生活污水接入雨水管）与 “管网错接”（如雨水管与污水管误连）问题，已成为内涝治理与水环境保护的双重挑战。降雨期间，混流的污水与雨水裹挟着有机物、重金属、病原体等污染物，在低洼路段形成 “污染型积水”—— 这类积水不仅阻碍交通、威胁出行安全，更会通过下渗污染土壤与地下水，或随退水流入河道引发水体黑臭。传统城市内涝监测系统仅聚焦 “水位 + 积水范围”，无法识别积水污染风险，导致 “只治内涝、不治污染” 的治理盲区。因此，在雨污混流高发区域，内涝监测系统需额外集成水质监测模块，通过 “水位 + 水质” 双参数联动，实现内涝风险与污染风险的同步预警，构建 “涝污共治” 的监测体系。

一、集成水质监测模块的必要性：破解雨污混流场景下的监测盲区

雨污混流与管网错接导致降雨期积水成分复杂，传统内涝监测系统的单一水位监测已无法满足治理需求，集成水质监测模块的必要性体现在三个核心维度：

（一）识别 “污染型积水”，避免健康与环境风险

雨污混流形成的积水中，污染物浓度远超天然雨水：生活污水混入的积水 COD 可达 200-500mg/L、氨氮 20-50mg/L，工业废水混入时甚至含有重金属（如铬、镍）与有毒有机物。这类积水若未被识别，市民蹚水出行可能引发皮肤感染、肠道疾病，积水下渗会导致浅层地下水污染（如氨氮超标），退水排入河道则破坏水体生态（如导致鱼类死亡）。例如，某老城区因管网错接，2024 年暴雨期间，主干道积水 COD 达 380mg/L，导致周边河道水质从 Ⅲ 类骤降至劣 Ⅴ 类，引发大面积水华。集成水质监测模块后，可实时识别污染型积水，为风险管控提供依据。

（二）辅助追溯混流源头，支撑管网改造

水质监测数据可作为 “污染指纹”，辅助追溯雨污混流源头。不同类型污染源的水质特征存在差异：生活污水的阴离子表面活性剂（LAS）浓度通常＞5mg/L，餐饮废水的油脂含量＞100mg/L，工业废水可能含特定重金属（如电镀废水含铬＞0.1mg/L）。通过监测积水的 COD、氨氮、LAS、重金属等指标，可判断混流污水类型，结合管网拓扑图定位混流源头（如 LAS 超标的积水，多来自周边小区阳台污水混接）。某城市通过水质监测数据，仅用 15 天就定位出 12 处长期未发现的管网错接点，为后续改造节省了 30% 的排查时间。

（三）弥补环保监测空白，满足监管要求

当前环保部门对水体污染的监管已延伸至 “最后一公里”，要求降雨期间对地表径流、积水退水进行水质监控。传统内涝监测系统无水质数据，环保部门需额外布设临时监测点，存在数据滞后、覆盖不足的问题。内涝监测系统集成水质模块后，可实时上传积水水质数据，与环保监管平台联动，满足 “降雨期水质动态监控” 的要求。例如，某环保部门通过对接内涝监测系统的水质数据，实现了对 20 条重点路段积水退水的实时监控，污染超标预警响应时间从 4 小时缩短至 30 分钟。

二、“水位 + 水质” 双参数监测的技术实现：从模块集成到数据联动

内涝监测系统集成水质模块需解决 “设备适配、参数选择、数据协同” 三大技术问题，确保双参数监测稳定、精准、高效：

（一）水质监测模块的选型与集成：适配内涝场景特性

内涝场景的积水具有 “高浊度、高波动、易冲击” 的特点（如暴雨时积水浊度可达 500NTU，含泥沙、垃圾等杂质），水质模块需具备抗干扰、耐冲击、易维护的特性，具体选型与集成策略如下：

核心监测参数选择：聚焦 “易检测、强关联” 的指标，优先监测 4 类参数：

COD（化学需氧量）：反映有机物污染程度，混流积水的 COD 通常＞100mg/L，可作为污染型积水的核心判断指标；

氨氮：生活污水的特征指标，混流积水的氨氮通常＞10mg/L，可辅助判断生活污水混流比例；

浊度：反映积水悬浮物含量，浊度＞100NTU 时，需警惕泥沙淤积导致的管网堵塞，同时浊度数据可用于修正 COD、氨氮的测量误差（高浊度会干扰比色检测）；

电导率：反映积水含盐量与离子浓度，工业废水混入时电导率通常＞1000μS/cm，可快速识别工业污染型积水。

对于重点区域（如饮用水源地周边），可额外监测重金属（如铬、铅）与病原体（如粪大肠菌群），但需注意：重金属监测设备成本较高（单参数约 1.5 万元），适合按需布设，而非全域覆盖。

设备选型要求：

抗干扰能力：选择具备 “自清洁” 功能的水质传感器（如带刮刀的 COD 传感器、超声波清洗的氨氮传感器），避免泥沙、杂质附着影响精度；传感器材质需耐腐蚀（如 316L 不锈钢探头、聚四氟乙烯外壳），抵御高污染积水的腐蚀；

快速响应：选择响应时间＜30 秒的传感器，适应积水水质快速变化（如混流污水突然涌入时，水质指标骤升）；

低功耗适配：内涝监测点多为户外无市电场景，水质模块需低功耗（待机电流＜10mA），与水位监测设备共享太阳能供电系统（如 30W 太阳能板 + 100Ah 锂电池），确保续航＞6 个月；

小型化集成：采用 “水位 - 水质一体化传感器”，将雷达水位计与水质探头集成于同一设备（尺寸＜750px×375px），减少安装空间，适配狭窄的检查井、路边监测箱。

安装与校准：

安装位置：水质传感器需安装在积水流通处（如路边雨水口下游 1250px），避免死水区域导致数据失真；传感器探头需距地面 10-500px，防止泥沙淤积掩埋；

定期校准：每季度进行 1 次现场校准，采用标准溶液（如 COD=200mg/L、氨氮 = 20mg/L）校准传感器；雨季来临前需额外校准 1 次，确保暴雨期间数据精准；

数据过滤：通过算法过滤极端异常值（如杂物短暂遮挡传感器导致的浊度骤升），保留有效数据，避免误判。

（二）双参数数据联动：构建 “监测 - 分析 - 预警” 协同机制

水位与水质数据需通过 “时空对齐、特征关联、阈值联动” 实现协同分析，才能同时预警内涝与污染风险：

时空数据对齐：

时间同步：水位与水质数据采用统一时间戳（误差≤1 秒），确保数据时序一致（如 14:00 水位达 0.3m 时，同步记录 COD=280mg/L）；

空间关联：通过 GIS 地图将水质监测点与周边管网、河道、敏感区域（如学校、饮用水源地）关联，明确积水污染可能影响的范围（如积水点距河道 500m，需预警退水污染风险）。

双参数特征关联分析：

构建 “水位 - 水质” 关联模型：通过历史数据训练，明确不同水位下的正常水质范围（如非混流区域，水位 0.1-0.5m 时，COD 通常＜50mg/L、氨氮＜5mg/L）；当实际水质超出正常范围时，判定为 “污染型积水”，并计算污染程度（如 COD=300mg/L，超出正常范围 5 倍，判定为重度污染）；

动态识别混流事件：当水位骤升（如 10 分钟内上升 0.2m）且水质指标同步骤升（如 COD 从 80mg/L 升至 320mg/L），判定为 “雨污混流事件”，说明混流污水随雨水涌入；若水位稳定但水质指标骤升，则可能为管网破损导致的污水泄漏。

硬件与软件协同：

硬件层面：水位传感器触发高水位预警（如＞0.3m）时，自动唤醒水质模块进入高频采样模式（从常规 5 分钟 / 次提升至 1 分钟 / 次），确保捕捉水质变化；水质模块监测到重度污染时，自动提升水位传感器的采样频率，避免遗漏内涝风险；

软件层面：在智慧水务平台中搭建 “双参数协同分析模块”，实时展示水位变化曲线与水质变化曲线，标注 “高水位 + 高污染” 的风险时段，为决策提供直观支撑。

三、双参数预警机制：从风险分级到处置联动

“水位 + 水质” 双参数监测的核心价值在于实现 “内涝风险” 与 “污染风险” 的同步预警，并联动相关部门开展精准处置，形成 “预警 - 响应 - 处置” 闭环：

（一）双参数风险分级：明确预警等级与响应主体

结合水位高度（内涝风险）与水质污染程度（污染风险），将预警划分为 4 个等级，每个等级对应明确的水位条件、水质条件、风险描述及响应主体：

蓝色预警：水位处于 0.1-0.3m 的轻度积水范围，水质为轻度污染（COD 100-200mg/L）。此等级下无直接安全风险，但需重点关注积水退水可能带来的污染扩散，由市政部门负责持续监测数据，记录积水变化与水质波动情况。

黄色预警：水位达到 0.3-0.5m 的中度积水标准，水质为中度污染（COD 200-300mg/L）。此时积水已导致出行受阻，污染风险较低，需由市政部门与环保部门联合开展监测，市政部门重点跟踪积水消退进度，环保部门同步监控水质变化，防止退水污染。

橙色预警：水位升至 0.5-1.0m 的重度积水区间，水质为重度污染（COD 300-500mg/L）。该等级下交通已中断，污染风险高，需启动应急、市政、环保多部门联合处置，应急部门负责人员疏散与交通管控，市政部门加速排涝，环保部门部署截污措施。

红色预警：水位超过 1.0m 的极端积水阈值，水质为严重污染（COD＞500mg/L 或含重金属）。此时人员安全受严重威胁，污染影响范围广，需由政府牵头，协调应急、市政、环保、卫健等多部门联动，优先保障人员安全，同步采取强力截污、水体保护等措施，最大程度降低污染危害。

例如，某路段积水深度 0.6m（重度内涝）、COD 380mg/L（重度污染），触发橙色预警后，应急部门立即封闭道路、疏散周边居民，环保部门在积水退水出口布设活性炭吸附装置与临时沉淀池，市政部门则通过管网监测数据排查混流源头，同步启动移动排涝泵车加速抽排。

（二）内涝风险预警与处置：基于水位数据的快速响应

水位数据主要支撑内涝风险的预警与处置，核心流程包括：

预警触发：当水位达到预警阈值（如蓝色预警 0.1m），系统自动推送预警信息至市政部门、交通部门，信息包含积水位置、深度、预计上涨趋势（基于降雨强度预测）；

交通管控：中度以上积水（＞0.3m）时，交通部门通过道路电子屏、导航 APP 实时推送绕行提示，对积水严重路段实施封闭，禁止车辆行人通行；

排涝处置：重度以上积水（＞0.5m）时，市政部门优先调度靠近积水点的移动排涝泵车，重点抽排低洼路段积水；同时结合管网流量监测数据，若发现水位上涨过快但流量未同步增加，判定可能存在管网堵塞，立即安排人员携带管道疏通设备现场排查清理。

（三）污染风险预警与处置：基于水质数据的精准管控

水质数据支撑污染风险的预警与处置，核心流程包括：

污染识别：当水质指标超出正常范围，系统自动结合特征参数判定污染类型 —— 如阴离子表面活性剂（LAS）超标，判定为生活污水混流；电导率显著升高（＞1000μS/cm），则可能为工业废水混入，并将污染类型与数据推送至环保部门；

源头管控：环保部门结合 GIS 管网拓扑图与周边污染源台账，定位混流源头（如 LAS 超标多指向周边小区，高电导率则关联附近工厂），安排人员现场核查，对混流排口采取临时封堵措施（如关闭小区雨水井阀门、封堵工厂非法排污口），减少污染持续输入；

污染治理：积水退水前，环保部门在退水出口布设针对性截污设施 —— 如针对有机物污染的活性炭吸附装置、针对悬浮物的临时沉淀池，对超标污染物进行预处理；若积水下渗导致周边土壤污染，后期采用淋洗、生物修复等技术开展土壤治理；

水体保护：若积水退水可能流入周边河道、湖泊，提前在河道入口布设拦污网拦截漂浮杂物，同时在入河口附近投放水质净化药剂（如微生物菌剂），监测河道水质变化，必要时协调水利部门启动生态补水，稀释河道内可能存在的污染物。

（四）双参数联动处置：实现 “涝污共治”

在实际处置中，水位与水质数据需紧密联动，根据两类风险的优先级动态调整处置策略，避免 “治涝不顾污” 或 “治污不顾涝”：

排涝优先原则：当内涝风险等级高于污染风险（如红色预警内涝 + 橙色污染），优先开展排涝作业保障人员生命安全，同时同步布设截污设施（如在排涝泵出口加装过滤装置），防止排涝过程中污染扩散；

污染防控优先原则：当污染风险极高（如红色污染 + 黄色内涝），如积水含重金属、有毒有机物等高危污染物，需先采取防污染措施（如投加螯合剂固化重金属、投放氧化剂降解有毒物质），待污染物浓度降至安全范围后，再启动排涝作业；

源头根治原则：排涝与污染处置结束后，市政部门结合水质数据追溯的混流源头，制定管网改造计划 —— 如针对小区阳台污水混流，开展雨污分流改造，增设专用污水收集管；针对管网错接，重新梳理管网拓扑，修正错接节点，从根本上减少雨污混流问题。

四、案例佐证：双参数监测的实际应用效果

案例：某老城区雨污混流区域内涝监测系统升级

该老城区管网建成超 30 年，雨污混流率达 45%，2023 年暴雨期间多次发生 “污染型积水” 事件，导致 3 起市民蹚水感染皮肤疾病的投诉，周边河道因退水污染发生 2 次水华。2024 年，该区域内涝监测系统集成水质模块，布设 28 个 “水位 - 水质” 一体化监测点，监测参数包括水位、COD、氨氮、浊度、电导率，同时与市政、环保、应急部门的平台实现数据互通。

系统运行后效果显著：

风险识别效率提升：污染型积水识别率从 20% 提升至 95%，2024 年暴雨期间，成功预警 15 起中度以上污染型积水事件，通过提前发布预警、引导绕行，无一起市民健康投诉；

混流源头排查加速：通过水质数据的 “污染指纹” 比对，定位出 8 处长期未发现的管网错接点，排查时间从平均 3 天缩短至 4 小时，改造后该区域雨污混流率从 45% 降至 18%；

水体保护成效显著：针对预警的污染型积水，环保部门提前在退水出口布设截污设施，积水退水 COD 去除率达 60%，周边河道水质在暴雨期间始终保持 Ⅲ 类标准，未发生水华事件；

处置效率提升：多部门通过共享双参数监测数据，联动响应时间从 2 小时缩短至 30 分钟，积水消退时间平均缩短 40%，同时因精准定位混流源头、减少盲目作业，污染治理成本降低 25%。

五、结语：从 “单一监测” 到 “双参数协同” 的内涝治理升级

雨污混流与管网错接场景下，城市内涝监测系统集成水质模块已不是 “可选项”，而是 “必选项”。“水位 + 水质” 双参数监测打破了内涝治理与水污染防控的壁垒，实现了 “风险同步预警、源头同步追溯、问题同步解决” 的治理升级。未来，随着 AI 算法的融入（如基于双参数数据预测混流风险、优化排涝与治污的优先级）、多源数据的联动（如结合气象数据预测污染型积水发生概率），双参数监测将进一步提升精准度与效率，为老城区管网改造、水环境治理提供更有力的技术支撑。

对城市管理者而言，推动内涝监测系统的水质模块集成，不仅是应对当前雨污混流问题的应急之举，更是构建 “韧性城市”“海绵城市” 的长远之策 —— 通过双参数监测，让内涝治理既 “解燃眉之急”（排涝保安全），又 “谋长久之利”（控污护生态），最终实现城市水安全与水环境的协同发展。