城市排水管网是保障城市正常运行的 “地下血管”，其排水能力直接关系到城市防洪排涝成效与水环境质量。随着极端降雨事件频发及城市发展需求升级，精准评估排水管网排水能力成为管网改造、运维决策的核心前提。科学的评估需依托系统化的指标体系与专业化的检测方法，实现从 “定性判断” 到 “定量分析” 的转变，为管网优化提供可靠依据。本文将从核心评估指标与关键检测方法两大层面，构建完整的排水能力评估框架。

一、城市排水管网排水能力评估的核心科学指标

排水能力评估需围绕 “管网输送效率、承载极限、运行状态、环境影响” 四大维度，选取具有代表性、可量化的科学指标，全面反映管网实际排水性能。

（一）管网输送效率类指标

此类指标聚焦管网在正常及降雨工况下的水流传输能力，是评估排水能力的基础。设计重现期流量达标率是核心指标之一，指管网实际输送流量达到设计重现期（如 1 年一遇、3 年一遇）对应流量的比例，计算公式为 “实际过流能力 / 设计过流能力 ×100%”，达标率需不低于 90% 方可满足基本排水需求。该指标需结合不同区域的降雨强度公式（如芝加哥雨型、 Horton 雨型），通过水力计算得出设计流量，再与实际监测流量对比，判断管网是否存在输送能力不足问题。

管道流速达标率同样关键，根据《室外排水设计标准》（GB 50014-2021），污水管道最小设计流速为 0.6m/s，雨水管道最小设计流速为 0.75m/s，流速过低易导致管道淤积，过高则会加剧管道磨损。实际评估中，需通过监测管道内不同断面的流速，计算达标断面占总监测断面的比例，若达标率低于 85%，需针对性采取清淤或管径优化措施。此外，充满度指标（管道内水深与管径的比值）可反映管网实时承载状态，雨水管网在降雨峰值时充满度宜控制在 0.7-0.9 之间，污水管网旱季充满度宜为 0.5-0.7，超过上限则表明管网面临溢流风险，需评估扩容必要性。

（二）管网承载极限类指标

这类指标用于界定管网在极端工况下的最大排水能力，为防洪排涝应急预案制定提供参考。最大过流能力是核心指标，指管道在满流状态下单位时间内可输送的最大水量，单位为 m³/s，需通过水力模型模拟（如 SWMM 模型、InfoWorks ICM 模型）结合现场实测数据确定。例如，采用管道水力计算公式（曼宁公式：Q=A×R^(2/3)×S^(1/2)/n，其中 A 为过流面积、R 为水力半径、S 为水力坡度、n 为粗糙系数），输入管道实际参数（管径、坡度、粗糙系数），计算得出理论最大过流能力，再与实测最大流量对比，判断管网是否存在潜能未发挥或已超负荷运行的情况。

溢流频率与溢流量是评估管网承载极限的重要补充指标。溢流频率指管网在一定时期内（如 1 年）发生污水或雨水溢流的次数，溢流量则是单次溢流事件中超出管网承载能力的水量。根据《城镇排水与污水处理条例》，城镇污水管网不应出现旱天溢流，雨水管网溢流频率需控制在设计重现期对应的频率以内（如 3 年一遇设计重现期，年溢流频率应低于 1/3）。通过在管网关键节点（如检查井、溢流口）安装流量计与水位计，可实时监测溢流事件，统计溢流频率与溢流量，若指标超标，需分析是否因管径不足、管道堵塞或坡度不合理导致。

（三）管网运行状态类指标

管网运行状态直接影响排水能力的发挥，此类指标用于评估管网是否处于健康运行状态。管道淤积厚度与淤积率是关键指标，淤积厚度指管道底部沉积物的平均厚度，淤积率为淤积体积与管道容积的比值。根据行业标准，污水管道淤积率不宜超过 15%，雨水管道淤积率不宜超过 10%，淤积过厚会缩小过流断面，降低排水能力。此外，管道结构性缺陷率（如裂缝、变形、渗漏等缺陷的管道长度占总管道长度的比例）与功能性缺陷率（如堵塞、树根侵入等缺陷的管道长度占总管道长度的比例）也需纳入评估，缺陷率超过 20% 时，会显著影响管网排水效率，需优先安排修复。

（四）环境影响关联指标

排水管网排水能力不足可能引发内涝、水污染等环境问题，此类指标用于评估管网运行对周边环境的影响。内涝风险发生率指管网服务范围内因排水不畅导致内涝的次数与降雨次数的比值，发生率需控制在 5% 以内；初期雨水截流率则针对合流制管网，指截流的初期雨水量与总初期雨水量的比例，根据水环境治理要求，截流率应不低于 60%，以减少初期雨水对受纳水体的污染。

二、城市排水管网排水能力评估的关键检测方法

科学指标的量化需依托专业检测技术，结合 “管道内部检测、水力参数监测、模型模拟分析” 三大技术手段，实现对管网排水能力的全方位评估。

（一）管道内部状况检测方法

此类方法用于获取管道结构性与功能性缺陷信息，为淤积率、缺陷率等指标计算提供数据支撑。管道闭路电视检测（CCTV 检测） 是目前应用最广泛的技术，通过在管道内放置带摄像头的检测机器人，实时拍摄管道内部影像，可清晰识别裂缝、变形、堵塞、淤积等缺陷，精度可达毫米级。检测时需按照《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ 181-2012），将管道划分为若干检测段（每段长度不超过 100m），对每段管道的缺陷类型、位置、程度进行记录，再通过专业软件计算淤积率与缺陷率。例如，通过影像测量淤积物的高度与长度，结合管道管径，可快速得出淤积体积与淤积率，为清淤方案制定提供依据。

管道声呐检测适用于充满水或高水位的管道，通过向管道内发射超声波，根据反射波信号生成管道横断面图像，可检测管道内的淤积、异物堵塞等情况，尤其适合无法排水的大型雨水管道（管径≥1000mm）。此外，管道潜望镜检测（QV 检测） 操作便捷、成本较低，通过在检查井内放置带摄像头的潜望镜，可快速查看管道入口处的缺陷与淤积情况，适合作为初步筛查手段，对疑似问题管道再进一步采用 CCTV 检测确认。

（二）水力参数现场监测方法

这类方法用于实时采集管道内的流量、流速、水位等参数，为输送效率类与承载极限类指标评估提供实测数据。超声波流量计监测是主流技术，分为外夹式与插入式两种类型：外夹式流量计无需破坏管道，直接将传感器安装在管道外壁，通过超声波传播时间差计算流速与流量，适用于金属、塑料等材质的管道，精度可达 ±2%；插入式流量计则需在管道上开孔，将传感器插入管内，测量精度更高（±1%），适合对关键节点（如管网交汇处、泵站进出口）的流量进行长期监测。监测时需连续采集数据（采样频率 1 次 / 分钟），涵盖旱季、雨天不同工况，确保数据的代表性。

水位监测可采用压力式水位计与雷达水位计组合方案：压力式水位计安装在检查井内，通过测量水体压力计算水位，精度 ±1mm，适合封闭、潮湿的环境；雷达水位计则通过发射雷达波测量水位，非接触式设计避免了水体污染影响，适用于水位变化剧烈的雨水管道。结合水位数据与管道断面尺寸，可计算充满度，同时通过水位变化速率分析管网的排水响应能力，例如降雨后水位下降缓慢，可能表明管网存在堵塞或输送能力不足。

（三）水力模型模拟分析方法

模型模拟是整合实测数据、实现排水能力综合评估的核心手段，可弥补现场监测覆盖范围有限的不足。SWMM（暴雨管理模型） 是常用的分布式水文水力模型，可模拟降雨 - 径流过程、管网水力传输过程，通过输入管网拓扑结构（管径、坡度、长度）、土地利用类型、降雨数据等参数，模拟不同降雨重现期下管网的流量、水位变化，计算设计重现期流量达标率、最大过流能力等指标。例如，模拟 3 年一遇降雨工况，若模型显示某段管道流量超过设计值、水位超出管道顶部，表明该段管网排水能力不足，需提出扩容建议。

InfoWorks ICM 模型则适用于大型复杂管网系统（如跨区域管网、合流制管网），支持耦合污水处理厂、泵站等设施的运行模拟，可评估管网与周边排水设施的协同排水能力。模型模拟前需通过现场监测数据（如流量、水位）进行参数率定与验证，确保模拟结果误差控制在 10% 以内，提高评估的可靠性。此外，通过模型敏感性分析，可识别影响排水能力的关键因素（如管径、坡度、粗糙系数），为管网改造提供优先级排序依据。

三、评估指标与检测方法的协同应用

科学的排水能力评估需实现 “指标 - 方法” 的精准匹配与数据融合。例如，评估设计重现期流量达标率时，需先通过 SWMM 模型计算设计流量，再利用超声波流量计采集实际流量，两者对比得出达标率；评估淤积率时，通过 CCTV 检测获取淤积厚度数据，结合管道容积计算淤积率，同时参考超声波流量计监测的流速数据，若流速低于标准值且淤积率超标，可确诊淤积为影响排水能力的主要原因。

实际应用中，需遵循 “初步筛查 - 详细检测 - 综合评估” 的流程：首先通过 QV 检测与简易水位监测进行初步筛查，识别疑似问题管道；再对重点管道采用 CCTV 检测、超声波流量计进行详细检测，获取精准数据；最后结合水力模型模拟，综合分析各项指标，形成评估报告，提出针对性的优化措施（如清淤、修复、扩容）。

综上所述，城市排水管网排水能力评估需以科学指标为导向，以专业检测方法为支撑，构建 “指标量化 - 数据采集 - 模型分析 - 决策输出” 的完整体系。通过精准评估，可明确管网存在的短板，为管网更新改造、运维管理提供科学依据，助力提升城市排水系统的韧性，保障城市在极端天气下的安全运行。随着智慧水务技术的发展，未来可结合物联网、大数据技术，实现检测数据的实时传输与模型的动态更新，进一步提升排水能力评估的时效性与精准性。