一、雨污混流:排水管网监测无法回避的 “干扰源”
雨污混流是城市排水系统中普遍存在的难题,指雨水通过破损管网、非法接入等方式混入污水管网,或污水因管网溢流、错接漏接进入雨水管网。这种现象不仅导致污水处理厂进水水质波动、运行负荷骤增,更让排水管网监测面临 “数据失真、隐患难寻” 的困境 —— 传统监测方案多针对单一水质或流量设计,难以应对雨污混流带来的 “水量骤变、水质复杂” 双重挑战,直接影响管网运维决策的科学性。
数据显示,我国近 60% 的城镇排水管网存在不同程度雨污混流,雨季时混流现象更为严重:某南方城市雨季污水管网瞬时流量较旱季增加 3-5 倍,COD(化学需氧量)浓度却从 300mg/L 骤降至 80mg/L,水质数据剧烈波动让监测设备频繁触发误报警;同时,混流导致的管网淤积、腐蚀问题,因监测点位覆盖不足,常出现 “故障已发生,监测未预警” 的被动局面。例如,某东部城市曾因雨水混入污水管网,导致管网流速过快引发管道冲刷破损,而传统监测仅关注末端水质,未及时发现管网内部损伤,最终造成路面塌陷,经济损失超千万元。
雨污混流场景下,排水管网监测的核心难点集中在三方面:一是水量水质同步波动,雨水与污水的混合比例随降雨强度动态变化,传统定点定时监测难以捕捉瞬时变化;二是隐患溯源困难,混流可能源于管网破损、非法接入、分流井故障等多种原因,单一监测数据无法精准定位问题源头;三是设备适应性不足,雨季高水位、高浊度的混流水体,易导致监测设备堵塞、传感器失灵,影响数据连续性。因此,优化排水管网监测方案,成为破解雨污混流治理难题的关键前提。
二、现存痛点:雨污混流场景下传统监测方案的局限
1. 监测点位布局:“重末端、轻过程” 导致隐患漏判
传统排水管网监测多将点位集中在污水处理厂进水口、管网末端等关键节点,忽视了管网中途的混流关键区域,形成 “末端监测有余,过程追溯不足” 的局面。例如,某城市仅在污水处理厂入口设置水质监测站,雨季时发现进水水质异常,却因管网中途未设监测点,无法判断混流是来自上游管网破损,还是支流非法接入,排查耗时长达 15 天,期间污水处理厂被迫降负荷运行,造成大量污水直排。
同时,部分城市监测点位未结合雨污混流风险分布设置:在老旧管网密集区、低洼易积水区等混流高发区域,监测点位覆盖率不足 30%;而在新建管网等低风险区域,点位过度集中,导致监测资源浪费。这种 “错位布局”,让雨污混流引发的管网隐患难以及时发现。
2. 监测技术选型:“单一化、不适配” 导致数据失真
雨污混流场景下,水体具有 “高浊度、高杂质、流量波动大” 的特点,而传统监测技术往往难以适配:一是水质监测方面,多数城市采用常规 COD、氨氮传感器,这类传感器在高浊度水体中易出现探头污染,数据误差率高达 20%-30%;例如,某城市雨季监测数据显示氨氮浓度为 5mg/L,实际采样检测却达 12mg/L,误差源于传感器探头被泥沙覆盖,无法准确反应水质真实情况。
二是流量监测方面,传统电磁流量计、超声波流量计在混流水体中易受杂质堵塞或气泡干扰,导致流量数据断联。某北方城市曾因雨水混入污水管网,携带大量落叶、泥沙,堵塞电磁流量计探头,连续 3 天未获取有效流量数据,无法判断管网负荷,最终引发管网溢流。
三是状态监测方面,多数城市未针对混流导致的管网结构隐患配置监测设备,如管道腐蚀传感器、淤积厚度监测仪等,仅依赖人工巡检,不仅效率低,且难以发现管网内部的腐蚀、淤积问题,导致隐患长期积累。
3. 数据应用:“碎片化、无联动” 导致决策滞后
传统监测方案多为 “数据采集 - 简单展示” 的线性模式,缺乏对雨污混流数据的深度分析与联动应用:一是数据碎片化,水质、流量、管网状态等监测数据分散存储在不同平台,未实现 “多维度数据融合”,例如,水质监测平台显示 COD 浓度异常,却无法关联对应区域的流量数据、降雨数据,难以判断异常是源于混流还是工业废水偷排。
二是预警响应滞后,多数监测平台仅具备 “超标报警” 功能,未建立 “雨污混流 - 管网风险” 的联动预警模型,无法根据降雨强度、流量变化提前预判混流可能引发的管网过载、淤积等问题。例如,某城市在暴雨来临前,监测平台未结合降雨预报与管网流量数据提前预警,导致混流水体快速填满管网,引发多处溢流,事后才通过水质数据发现问题。
三、优化路径:雨污混流场景下排水管网监测方案的升级策略
1. 科学布局:构建 “风险导向” 的监测点位网络
雨污混流场景下,排水管网监测点位布局需以 “精准溯源、全面覆盖” 为目标,结合混流风险等级优化布局:一是划分风险区域,根据管网年限、破损率、周边地形等因素,将管网划分为高、中、低三个风险区 —— 高风险区(老旧管网密集区、低洼积水区)每 1-2 公里设置 1 个综合监测点,涵盖水质、流量、管网状态监测;中风险区(新建管网与老旧管网衔接区)每 3-5 公里设置 1 个监测点,重点监测水质与流量;低风险区(新建管网区)每 5-8 公里设置 1 个点位,以流量监测为主。
二是聚焦关键节点,在雨污分流井、管网交汇处、非法接入高发路段等 “混流关键节点”,增设专项监测点。例如,在分流井处安装 “水质 + 流量 + 阀门状态” 一体化监测设备,实时监测分流井是否出现阀门故障导致混流;在管网交汇处设置水质对比监测点,通过上下游水质差异判断是否存在混流。
三是结合海绵设施布局,在海绵设施(雨水花园、调蓄池)与管网衔接处设置监测点,监测海绵设施出水水质、流量,判断海绵设施是否有效减少雨水混入管网,为海绵设施与管网的协同优化提供数据支撑。例如,深圳光明区在雨污混流治理中,按照 “风险分区 + 关键节点” 原则布局 120 余个监测点,混流隐患溯源时间从 15 天缩短至 2 天,管网溢流发生率下降 65%。
2. 技术适配:选用 “抗干扰、多维度” 的监测设备
针对雨污混流水体特点,需选用适配性强、抗干扰能力突出的监测技术,构建 “水质 - 流量 - 状态” 多维度监测体系:一是水质监测方面,推广 “抗污染型传感器 + 自动清洗装置” 组合,如采用紫外光谱法 COD 传感器,其无需接触水体即可检测,避免探头污染;同时配置自动清洗装置,每 2 小时用高压水冲洗探头,确保数据精度,误差率可控制在 10% 以内。此外,在高风险区域增设 “多参数水质仪”,同步监测 COD、氨氮、浊度、电导率等指标,通过多指标联动判断是否存在雨污混流。
二是流量监测方面,选用 “非接触式 + 抗堵塞” 流量监测技术,如雷达流量计、多普勒超声波流量计,这类设备无需插入水体,可避免杂质堵塞;在管网口径较大的区域,采用 “管道式雷达流量计”,通过发射雷达波穿透管道壁监测流量,不受水体浊度、杂质影响,数据连续性可达 98% 以上。例如,苏州工业园区在雨污混流监测中,采用雷达流量计替代传统电磁流量计,雨季流量数据断联率从 30% 降至 2%。
三是管网状态监测方面,新增 “管网结构健康监测” 设备,如在混流高发区域的管网内安装腐蚀传感器、淤积厚度监测仪,实时监测管道内壁腐蚀程度、淤积厚度;同时采用 “管道机器人 + CCTV 检测” 定期巡检,结合监测数据精准定位管网破损、错接等混流源头。例如,上海静安区通过 “传感器实时监测 + CCT V 定期检测”,半年内发现 12 处因管网破损导致的雨污混流,及时修复后,区域污水浓度稳定提升 15%。
3. 数据赋能:建立 “融合分析 + 联动预警” 的应用体系
优化监测方案的核心在于让数据 “活起来”,需构建 “数据融合 - 模型预警 - 联动处置” 的闭环应用体系:一是搭建 “一体化数据平台”,整合水质、流量、管网状态、降雨、气象等多维度数据,实现 “一张图” 可视化展示。例如,杭州构建的 “智慧排水监测平台”,将全市 1500 余个监测点的实时数据与 GIS 管网地图叠加,工作人员可通过平台直观查看某区域的混流情况、管网负荷、水质变化,实现 “数据不脱节、信息不孤岛”。
二是建立 “雨污混流联动预警模型”,通过大数据分析降雨强度、管网流量、水质变化的关联关系,设置 “三级预警”:蓝色预警(降雨来临前),结合降雨预报与管网当前流量,预判混流可能导致的管网负荷增加,提前调度泵站;黄色预警(降雨中),当监测到水质、流量异常时,自动推送混流区域定位、可能污染源等信息;红色预警(管网溢流风险),触发应急响应,通知运维人员现场处置。例如,北京通州区通过该模型,在 2024 年汛期成功提前 4 小时预警 3 次混流导致的管网过载,及时启动调蓄池,避免了管网溢流。
三是推动 “监测数据 - 治理行动” 联动,将监测数据与雨污混流治理工程结合:通过水质、流量数据定位混流源头,为管网修复、非法接入整治提供精准依据;通过海绵设施出水监测数据,优化海绵设施的布局与运维,提升雨水消纳能力,减少混流。例如,广州通过监测数据发现某区域混流源于 3 处管网破损,针对性开展修复工程后,该区域污水浓度提升 28%,污水处理厂运行负荷趋于稳定。
四、实践案例:深圳光明区雨污混流监测方案的优化成效
深圳光明区曾因雨污混流问题,导致污水处理厂进水水质波动大、管网溢流频发。2023 年,该区以 “监测优化” 为突破口,升级排水管网监测方案:在点位布局上,划分 12 个高风险区、8 个中风险区,布设 180 个监测点,重点覆盖分流井、管网交汇处等关键节点;在技术选型上,采用抗污染型水质传感器、雷达流量计,并在 30 公里老旧管网内安装腐蚀监测仪;在数据应用上,搭建 “智慧排水云平台”,整合监测数据与降雨、GIS 地图,建立联动预警模型。
方案实施后,光明区雨污混流监测成效显著:一是数据精度提升,水质数据误差率从 25% 降至 8%,流量数据连续性达 99%;二是隐患溯源提速,混流源头定位时间从 15 天缩短至 1.5 天,2023 年累计发现并整治非法接入点 42 处、管网破损 18 处;三是管网运行优化,雨季管网溢流次数从 2022 年的 32 次降至 2023 年的 5 次,污水处理厂进水水质达标率从 70% 提升至 95%。这一案例证明,优化后的监测方案能有效应对雨污混流挑战,为排水管网运维提供科学支撑。
结语
雨污混流场景下,排水管网监测方案的优化,不是简单的 “设备升级”,而是 “点位布局 - 技术选型 - 数据应用” 的系统性变革。唯有以 “风险导向” 优化点位,以 “抗干扰适配” 选择技术,以 “数据联动” 赋能决策,才能让监测方案真正适配雨污混流的复杂场景,及时捕捉管网隐患,为雨污分流改造、管网运维提供精准数据支撑,最终推动城市排水系统从 “被动应对” 向 “主动治理” 转型,破解雨污混流难题,守护城市水生态。