雨污混流是市政排水系统的顽疾，生活污水、工业废水混入雨水管网直排河道会造成水体污染，雨水混入污水管网则会加重污水处理厂负荷。传统雨污混流源头排查依赖人工采样、经验判断，不仅效率低、成本高，还难以精准定位隐蔽性混流点（如地下管网错接、暗管偷排）。而城市水务数字化通过整合水质溯源技术与流量数据分析，构建 “数据采集 - 特征识别 - 源头追溯 - 改造支撑” 的全流程体系，可实现对雨污混流源头的精准定位，为雨污分流改造提供科学、可靠的依据。

一、技术基石：水质溯源与流量分析的数字化原理

城市水务数字化追溯雨污混流源头，核心是依托两类关键技术：水质溯源技术捕捉 “污染物特征指纹”，流量数据分析锁定 “水流异常路径”，两者协同实现 “从污染特征到排放源头” 的精准关联。

（一）水质溯源技术：识别污染物 “特征指纹”

雨污混流的本质是 “不同水质的水体异常混合”，生活污水、工业废水、雨水具有截然不同的水质特征，城市水务数字化通过水质溯源技术提取这些 “特征指纹”，为混流类型与源头判断提供依据：

生活污水特征：生活污水因含居民生活废弃物，水质呈现 “高 COD（化学需氧量）、高氨氮、高 SS（悬浮物）” 特征，且含有表面活性剂（如洗洁精残留）、磷元素（如洗衣粉成分），部分区域还会因饮食习惯带有特定有机物（如南方地区污水中蛋白质含量较高）。例如，某城市生活污水 COD 均值约 350mg/L、氨氮约 45mg/L，远高于雨水的 COD＜50mg/L、氨氮＜5mg/L；

工业废水特征：不同行业工业废水特征差异显著，可作为 “精准溯源标签”—— 化工行业废水常含特定重金属（如铬、镍）或有机污染物（如苯类化合物）；印染行业废水具有高色度、高苯胺类物质特征；食品加工行业废水则表现为高 BOD（生化需氧量）、高油脂含量。例如，某印染园区废水色度可达 500 倍，苯胺类物质浓度超 20mg/L，是区分于其他污水的核心特征；

雨水特征：天然雨水水质较洁净，COD、SS 等指标低，但受城市地表污染影响，初期雨水（降雨前 15 分钟）会携带路面泥沙、灰尘，呈现 “低 COD、中 SS、低氨氮” 特征，后期雨水指标则逐渐稳定。

城市水务数字化系统通过在管网关键节点布设水质在线监测仪，实时采集 COD、氨氮、SS、重金属、特定有机物等指标，构建 “水质特征数据库”。当监测到混流现象时，系统自动将混流水体的水质特征与数据库中的 “生活污水、工业废水、雨水” 特征比对，初步判断混入水体类型 —— 例如，雨水管网中监测到 COD＞200mg/L、氨氮＞30mg/L，且无重金属超标，可初步判定为生活污水混入；若同时检测到铬含量超 5mg/L，则指向工业废水混入。

（二）流量数据分析：锁定水流 “异常路径”

流量是反映管网水流状态的核心指标，正常情况下雨水管网与污水管网的流量变化规律差异显著，城市水务数字化通过分析流量数据的 “异常波动”，可锁定混流发生的大致区域与路径：

雨水管网正常流量规律：晴天无降雨时，雨水管网流量接近 0（仅少量绿化浇水或路面冲洗水），雨天流量随降雨量骤升，降雨结束后流量快速下降至 baseline；

污水管网正常流量规律：污水管网流量受居民生活习惯影响，呈现 “日间高、夜间低” 的周期性波动（如早 7-9 点、晚 18-20 点为流量高峰），且不受降雨影响，晴天与雨天流量差异通常＜20%。

当出现雨污混流时，流量数据会偏离正常规律：雨水管网晴天出现持续流量（如某雨水管网晴天日均流量达 0.8m³/h），或雨天流量远超同期降雨量对应的理论流量（如降雨量 10mm 时，流量较历史同期均值高 60%），均提示有污水混入；污水管网雨天流量骤增（如雨天流量较晴天高 50% 以上），且流量变化与降雨量同步，则表明有雨水混入。

城市水务数字化系统通过在管网沿线布设超声波流量计、电磁流量计，实时采集流量数据，并结合 GIS 管网地图构建 “流量动态模型”。当监测到流量异常时，系统通过 “上下游流量对比法” 缩小混流区域 —— 例如，雨水管网 A 断面（上游）晴天流量 0.05m³/h，B 断面（下游 500 米）晴天流量 0.7m³/h，说明 A-B 段存在污水混入；再通过在 A-B 段增设临时流量监测点，逐步将混流区域缩小至 100 米范围内，为后续精准排查提供方向。

二、实施流程：从混流识别到源头定位的数字化闭环

城市水务数字化追溯雨污混流源头并非单一技术应用，而是通过 “混流识别 - 特征分析 - 区域锁定 - 精准定位” 的四步闭环流程，实现从 “发现问题” 到 “找到源头” 的全链条管控。

（一）第一步：实时监测，自动识别混流现象

城市水务数字化系统通过 “水质 + 流量” 双指标联动监测，实现混流现象的自动识别，避免人工巡查的滞后性：

水质触发：当水质监测仪检测到指标异常（如雨水管网 COD 骤升、污水管网 SS 骤降），系统立即标记该节点为 “混流嫌疑点”，并同步调取该节点历史水质数据，判断是 “突发性混流”（如企业偷排导致指标骤升）还是 “持续性混流”（如管网错接导致指标长期异常）；

流量触发：当流量计监测到流量偏离正常规律（如雨水管网晴天流量异常、污水管网雨天流量骤增），系统自动生成 “流量异常告警”，并结合同期降雨量、周边用水数据，排除 “绿化浇水”“管道泄漏” 等非混流因素，确认是否为雨污混流。

例如，某城市水务数字化系统监测到某雨水管网节点 COD 从 40mg/L 骤升至 280mg/L，同期流量从 0.03m³/h 升至 0.6m³/h，且无降雨记录，系统自动判定为 “生活污水混入”，触发混流溯源流程。

（二）第二步：特征比对，判断混入水体类型

确认混流现象后，系统进入 “水质特征深度分析” 阶段，通过多维度指标比对，精准判断混入水体类型，为源头追溯缩小范围：

生活污水混入判断：若混流水体 COD＞200mg/L、氨氮＞30mg/L、SS＞100mg/L，且检测到表面活性剂，无重金属或特定工业污染物，结合周边为居民区的用地性质，可判定为生活污水混入；

工业废水混入判断：若混流水体含有特定 “工业标签” 指标（如化工废水的铬、印染废水的高色度、食品废水的高 BOD），即使 COD、氨氮指标与生活污水接近，也可判定为工业废水混入，并根据特征指标匹配对应行业；

雨水混入污水管网判断：若污水管网雨天流量较晴天高 50% 以上，且水质监测显示 COD、氨氮浓度下降 30% 以上，SS 浓度因雨水携带泥沙略有上升，可判定为雨水混入。

例如，某工业区周边雨水管网监测到混流水体 COD=320mg/L、氨氮 = 25mg/L，同时检测到镍含量 = 8mg/L，系统通过比对 “工业废水特征数据库”，判定为 “电镀行业废水混入”，并将溯源范围锁定在周边电镀企业。

（三）第三步：流量溯源，锁定混流区域

明确混入水体类型后，系统通过 “流量节点追溯法” 与 “管网拓扑分析”，锁定混流发生的具体区域：

流量节点追溯法：以混流嫌疑点为核心，调取上下游多个流量监测节点的实时数据，分析流量异常的 “传播路径”—— 若上游节点流量正常，下游节点流量异常，说明混流点位于两节点之间；若多个下游节点同时出现流量异常，且均指向某一上游节点，则混流点可能位于该上游节点附近；

管网拓扑分析：结合 GIS 管网地图，分析混流嫌疑点所在管网的分支结构、用户接入情况（如居民区污水出户管、企业排水口），排除 “非混流影响区域”（如无用户接入的纯管道段），聚焦 “有排水接入的关键路段”。

例如，某城市混流嫌疑点为雨水管网 C 节点，系统调取上游 A 节点、中游 B 节点、下游 C 节点的流量数据：A 节点晴天流量 0.04m³/h（正常），B 节点晴天流量 0.05m³/h（正常），C 节点晴天流量 0.8m³/h（异常），结合 GIS 地图发现 B-C 段有 3 个居民小区的雨水口接入，因此将混流区域锁定在 B-C 段的小区雨水口。

（四）第四步：现场核验，精准定位源头

通过数字化分析锁定大致区域后，城市水务数字化系统会生成 “溯源报告”，指导运维人员进行现场核验，实现混流源头的精准定位：

生活污水混流现场核验：针对锁定的居民区，重点排查 “污水管与雨水管错接” 情况（如居民私接污水管至雨水井）、“化粪池泄漏”（如化粪池破损导致污水渗入雨水管网），可通过管道检测机器人（CCTV）观察管网内部连接情况，或通过染色剂试验（向疑似错接污水管投放染色剂，观察雨水管网是否出现颜色）确认；

工业废水混流现场核验：针对锁定的工业企业，核查企业排水许可证、预处理设施运行记录，通过便携式水质检测仪对企业排污口、厂区周边管网进行采样检测，比对混流水体特征，确认是否为该企业偷排或泄漏；

雨水混入污水管网现场核验：重点排查 “雨水井与污水井连通”（如施工导致井盖错位）、“污水管网破损”（如路面雨水渗入破损污水管），可通过闭水试验（向污水管网注水，观察水位下降是否异常）或地面渗漏检测（如使用探地雷达检测管网破损位置）确认。

例如，某城市根据数字化系统锁定的 B-C 段小区，运维人员使用 CCTV 机器人检测发现，该小区 3 号楼的生活污水出户管未接入市政污水管网，而是错接至雨水井，雨水管网中的混流源头正是此处，现场核验与数字化分析结果完全一致。

三、数据支撑：为雨污分流改造提供精准依据

城市水务数字化追溯雨污混流源头的核心价值，不仅在于 “找到问题”，更在于通过数据为雨污分流改造提供 “改造优先级排序、改造方案定制、改造效果评估” 的全流程支撑，避免改造工作盲目推进。

（一）改造优先级排序：基于混流影响程度量化

并非所有混流源头都需同步改造，城市水务数字化通过 “混流强度 - 环境风险 - 改造难度” 三维模型，对混流源头进行优先级排序：

混流强度：通过 “日均混流水量 × 污染物浓度” 计算，例如某工业企业偷排废水日均 50m³，COD=800mg/L，混流强度远高于某小区错接的日均 20m³、COD=350mg/L 的生活污水；

环境风险：结合混流点下游水体敏感性（如下游为饮用水源地、景观河道），若混流点直接排入景观河道，环境风险等级高于排入市政污水处理厂；

改造难度：参考改造所需工期、成本、对周边影响（如主干道下管网改造难度高于人行道下管网）。

通过三维模型打分，将混流源头划分为 “紧急改造（得分＞80）、优先改造（60-80 分）、暂缓改造（＜60 分）” 三类。例如，某城市将直接排入饮用水源地的工业废水混流点列为 “紧急改造”，优先投入资源整改；将居民区非主干道下的错接混流点列为 “优先改造”，安排在季度改造计划中。

（二）改造方案定制：基于源头类型精准设计

不同类型混流源头的改造需求差异显著，城市水务数字化通过追溯结果，为每类源头定制适配的改造方案：

生活污水错接改造：针对小区污水管错接至雨水管网，方案以 “管网重构” 为主，重新铺设污水支管，将错接户接入市政污水管网，同时在改造后 1 个月内，通过水质、流量监测验证效果 —— 例如，某小区改造后，雨水管网 COD 从 280mg/L 降至 45mg/L，流量从 0.8m³/h 降至 0.05m³/h，说明改造成功；

工业废水偷排 / 泄漏改造：针对企业偷排，方案包括 “强制安装预处理设施”“加装在线监测仪与视频监控”，确保废水达标排放；针对管道泄漏，采用 “非开挖修复技术”（如紫外光固化修复），避免路面开挖影响生产 —— 例如，某电镀企业改造后，废水镍含量从 8mg/L 降至 0.5mg/L 以下，雨水管网中不再检测到重金属；

雨水混入污水管网改造：针对雨水井与污水井连通，方案为 “重新铺设井壁隔离层”“更换带密封装置的井盖”；针对污水管网破损，采用 “管道内衬修复” 技术，阻断雨水渗入路径 —— 例如，某路段改造后，污水管网雨天流量较晴天波动从 60% 降至 15%，水质指标稳定。

（三）改造效果评估：基于数据验证改造成效

雨污分流改造后，城市水务数字化系统通过 “短期 + 长期” 数据监测，量化评估改造效果，避免 “改造后问题复发”：

短期效果（改造后 1-3 个月）：监测混流节点的水质、流量数据是否恢复正常 —— 例如，雨水管网 COD、氨氮降至雨水背景值，污水管网雨天流量波动回归正常范围；

长期效果（改造后 6-12 个月）：跟踪水质、流量数据的稳定性，尤其是经历极端天气（如暴雨、连续晴天）后的表现 —— 例如，暴雨后污水管网流量未出现异常骤增，说明雨水混入问题彻底解决；

综合效果：结合下游水体水质变化（如河道 COD、氨氮下降）、污水处理厂负荷变化（如进水负荷波动减小），全面评估改造的生态与经济价值 —— 例如，某城市完成 20 处混流改造后，周边河道 COD 从 65mg/L 降至 30mg/L，污水处理厂进水负荷波动从 ±35% 降至 ±10%，处理成本降低 15%。

四、实际案例：数字化溯源赋能雨污分流改造

某南方沿海城市通过城市水务数字化系统，成功解决了老城区雨污混流难题，其实践效果验证了水质溯源与流量分析的精准性：

背景：该城市老城区建成于 20 世纪 90 年代，管网老化、雨污错接问题突出，雨季雨水管网大量污水直排，导致周边河道黑臭，污水处理厂雨季进水负荷超设计能力 30%；

数字化措施：在老城区 12 条雨水管网、8 条污水管网布设 42 套水质在线监测仪、58 套流量计，构建 “水质 - 流量” 联动监测网络，同时建立 “生活污水、工业废水、雨水” 水质特征数据库；

溯源成果：系统运行 3 个月内，共识别出 18 处混流点，其中 12 处为生活污水错接（如小区污水管接入雨水井）、4 处为小型加工企业偷排工业废水、2 处为雨水混入污水管网（污水井与雨水井连通）；

改造效果：针对 18 处混流点定制改造方案，6 个月内完成全部改造。改造后，雨水管网晴天 COD 均值从 220mg/L 降至 45mg/L，污水管网雨天流量波动从 55% 降至 18%；周边河道黑臭现象消失，COD 从 70mg/L 降至 28mg/L；污水处理厂雨季进水负荷恢复至设计能力范围内，处理达标率从 82% 提升至 98%。

五、总结与展望

城市水务数字化通过水质溯源技术捕捉 “污染物特征指纹”，结合流量数据分析锁定 “水流异常路径”，构建了雨污混流源头追溯的科学体系，解决了传统排查 “效率低、精度差、成本高” 的问题，为雨污分流改造提供了精准依据。

未来，随着技术的进一步发展，城市水务数字化溯源能力还将升级：一是引入 AI 算法，通过学习海量水质、流量数据，自主优化混流识别与溯源模型，提升复杂场景（如多类型污水混合混入）的溯源精度；二是结合数字孪生技术，构建管网数字模型，模拟不同混流场景下的水质、流量变化，提前预判混流风险；三是与环保、城管等部门数据打通，实现 “溯源 - 执法 - 改造” 的跨部门协同，形成雨污混流治理的闭环管理。最终，城市水务数字化将推动雨污分流改造从 “经验驱动” 向 “数据驱动” 转型，为建设 “水清、岸绿、河畅” 的城市水环境提供坚实支撑。