地下排水管网是城市水循环系统的 “生命线”，但长期以来，“看不见、摸不着、管不住” 的困境始终困扰着管网管理部门。尤其是老城区管网，建成年代跨度大、管线材质混杂、图纸资料缺失或失效，加上后期城市建设导致的管网叠压、移位，使得地下管网如同 “迷宫”，一旦出现堵塞、渗漏等问题，工作人员往往需要耗费大量时间排查，不仅效率低下，还可能因盲目施工破坏周边管线，造成更大损失。而将排水管网监测与地理信息系统（GIS）深度融合，构建可视化管理体系，正成为破解这一难题的核心方案，让复杂的地下管网 “透明化”“可掌控”。

一、GIS + 排水管网监测：构建 “数据 + 空间” 双维度可视化基础

传统排水管网监测多依赖孤立的传感器数据，如流量、液位、水质等指标，虽能反映局部管网状态，但缺乏与管网空间位置的关联，无法形成全局认知。GIS 技术的核心优势在于将地理空间信息与属性数据结合，通过 “地图载体” 实现数据的可视化呈现与空间分析。排水管网监测与 GIS 的结合，首先要完成 “数据采集 - 空间关联 - 地图建模” 三大步骤，为可视化管理奠定基础。

在数据采集环节，需同步获取排水管网的空间数据与监测数据。空间数据包括管网的位置、管径、材质、埋深、走向、连接关系，以及周边道路、建筑物、地下其他管线（如燃气、电力）的空间信息。对于新建管网，可通过全站仪、GNSS 定位等技术精准采集坐标；对于老旧管网，若图纸缺失，需借助管道内窥检测机器人（CCTV 机器人）、声呐检测设备等，在排查管网缺陷的同时，通过设备自带的定位模块记录管网空间位置，再结合地面标志物校正坐标，确保空间数据的准确性。监测数据则来自部署在管网关键节点的传感器，如液位传感器、流量传感器、水质传感器等，实时采集管网运行状态数据，包括管内液位高度、水流速度、瞬时流量、COD 值、氨氮含量等。

在空间关联环节，需将监测数据与管网空间数据 “一一绑定”。通过 GIS 平台的属性编辑功能，为每一段管网、每一个监测点建立唯一的 “空间 ID”，将传感器采集的实时数据、历史数据与对应的管网空间位置关联起来。例如，在 GIS 地图上，点击某一段管径为 DN800 的污水管网，即可查看该管段的材质（球墨铸铁）、埋深（3.5 米）、建设年份（2010 年），以及管段两端监测点的实时液位（1.2 米）、流量（50L/s）、水质（COD=350mg/L）等信息；点击某一液位传感器图标，可查看该传感器的安装位置、设备型号、数据采集频率，以及近 7 天的液位变化曲线。这种 “点击即看” 的关联方式，让监测数据不再是孤立的数字，而是与具体管网空间位置深度绑定的 “可视化信息”。

在地图建模环节，需构建三维立体 GIS 管网模型，还原地下管网的真实空间布局。传统二维 GIS 地图虽能展示管网的平面位置，但无法体现管网的埋深差异与立体交叉关系，而三维模型可通过分层展示、透视效果，直观呈现不同深度管网的分布情况。例如，在三维 GIS 地图上，可通过滑动 “深度轴” 查看地下 1 米、3 米、5 米处的管网，清晰分辨雨水管网与污水管网的交叉位置、不同管径管网的连接方式，以及监测传感器在管网内的安装高度。同时，还可将地面建筑、道路、绿地等地理要素与地下管网模型叠加，构建 “地上 - 地下一体化” 的可视化场景，帮助管理人员更直观地判断管网与周边环境的关系，如某一段污水管网是否位于建筑物地基下方、某一监测点是否靠近雨水篦子等，为后续管网维护提供空间参考。

二、GIS 可视化管理的核心功能：让排水管网监测 “看得见、能分析、可调度”

排水管网监测结合 GIS 实现可视化管理，并非简单的 “数据地图化”，而是通过 GIS 的空间分析与可视化展示能力，赋予监测数据更强大的应用价值，覆盖管网日常运维、故障处置、规划优化等全流程，解决 “难查、难管、难调度” 的问题。

（一）日常运维可视化：精准掌握管网运行状态

在日常运维中，GIS 可视化平台可实时展示全网监测数据，让管理人员 “一目了然” 掌握管网运行状态。通过不同颜色的图标与数值标注，直观呈现监测指标的异常情况：例如，用绿色表示液位正常（低于管高的 60%），黄色表示液位偏高（60%-80%），红色表示液位超标（高于 80%）；用蓝色表示水质达标（COD<400mg/L），橙色表示水质轻度超标（400-500mg/L），红色表示水质严重超标（>500mg/L）。管理人员在 GIS 地图上可快速定位异常监测点，如发现某区域多个红色液位图标集中，说明该区域管网可能存在堵塞，导致液位升高。同时，平台还支持 “数据筛选” 与 “区域聚焦” 功能，如筛选出 “近 24 小时内流量异常的监测点”“老城区（建设年份 < 2000 年）的管网监测数据”，或聚焦 “某条街道、某个小区” 的管网，精准掌握特定区域的运维情况。

此外，GIS 可视化平台还可自动生成管网健康度评估地图。结合监测数据与管网属性数据，通过预设算法计算每一段管网的健康分值（如根据液位超标频率、流量稳定性、水质达标率、管网使用年限、材质耐腐蚀程度等指标），并用不同颜色标注在 GIS 地图上：绿色（健康度 80-100 分）、黄色（60-80 分）、橙色（40-60 分）、红色（<40 分）。管理人员可根据健康度地图，优先对红色、橙色管段进行巡检与维护，避免 “无差别巡检” 造成的资源浪费。例如，某老城区通过健康度地图发现，市中心某段 1995 年建设的混凝土污水管网健康度仅 35 分（红色），结合监测数据发现该管段液位频繁超标、水质偶尔异常，工作人员针对性开展内窥检测，发现管段存在多处裂缝与局部淤积，及时进行修复，避免了管道破损导致的污水外渗。

（二）故障处置可视化：快速定位、高效调度

当地下管网出现堵塞、渗漏、破裂等故障时，GIS 可视化管理可大幅提升故障处置效率，解决 “难定位、难调度” 的问题。在故障定位方面，结合监测数据与 GIS 空间分析，可快速锁定故障点位置。例如，当某区域液位传感器监测到液位骤升，且下游监测点流量骤降，GIS 平台可通过 “流量差值分析” 与 “管网拓扑关系”，判断故障点可能位于上下游监测点之间的管段；再结合该管段的历史健康数据（如是否多次出现液位异常）、内窥检测影像，进一步缩小故障范围，最终在 GIS 地图上标注出 “疑似堵塞点”，精度可达到 10 米以内。工作人员可根据 GIS 地图导航，直接前往故障点附近开展开挖或非开挖修复，避免盲目排查。

在故障调度方面，GIS 可视化平台可实现 “资源 - 任务” 的精准匹配与实时调度。平台内置 “应急资源数据库”，存储维修人员、设备（如吸污车、管道修复机器人）、物资（如管道配件、防渗材料）的实时位置与状态信息。当故障发生时，平台可自动分析故障点周边的资源分布，推荐最优的维修团队与设备，生成调度方案。例如，某小区附近污水管网破裂，GIS 平台显示距离故障点 1.5 公里处有一支维修队（3 人）、1 辆吸污车，且设备处于闲置状态，平台立即向维修队发送故障点 GIS 坐标、管网图纸、故障情况说明，并规划最优行驶路线；同时，在 GIS 地图上实时显示维修队的位置与行驶轨迹，管理人员可远程监控处置进度，确保故障在最短时间内解决。

（三）规划优化可视化：辅助管网改造与新建决策

在排水管网改造与新建规划中，GIS 可视化管理可通过空间分析与数据模拟，为决策提供科学依据。对于老城区管网改造，平台可叠加 “现状监测数据”“管网健康度数据”“城市规划数据”（如未来 5 年道路改造计划、小区建设规划），生成 “改造优先级地图”。例如，通过分析发现，某街道管网不仅健康度低（红色）、监测数据频繁异常，且未来该区域将新建 2 个住宅小区，污水排放量预计增加 30%，平台会将该街道管网列为 “高优先级改造区域”，并在 GIS 地图上标注出改造建议（如将 DN600 管网升级为 DN800，增设 2 个监测点）。

对于新建管网规划，GIS 可视化平台可进行 “模拟推演”，预测新建管网的运行效果。例如，在规划某新区雨水管网时，可将新区地形数据、降雨数据（近 10 年最大降雨量）、建筑物分布数据导入平台，模拟不同管径、不同走向的管网在暴雨天气下的液位变化、排水速度，通过 GIS 地图直观展示 “是否存在积水风险”“哪段管网流量压力过大”，进而优化管网设计方案。如模拟发现某段规划管网在暴雨时液位将超过管高的 90%，存在溢流风险，平台会建议增大该段管网管径或增设雨水泵站，确保新建管网满足长期使用需求。

三、GIS 可视化管理的实践价值：为城市排水管网管理降本增效

排水管网监测结合 GIS 实现可视化管理，不仅解决了地下管网 “复杂难查” 的痛点，更从环境、经济、社会三个维度为城市管理带来显著价值。从环境效益来看，可视化管理可及时发现管网堵塞、渗漏等问题，避免污水外渗污染土壤与地下水，减少雨污混流导致的自然水体污染。例如，某城市通过 GIS 可视化平台，一年内快速处置管网渗漏故障 32 起，减少污水外渗量约 5000 立方米，周边河流 COD 浓度下降 15%，水环境质量显著改善。

从经济效益来看，可视化管理大幅降低了管网运维成本与故障处置成本。一方面，通过精准巡检与健康度管理，减少了 “无差别巡检” 的人工与设备投入，某老城区采用可视化管理后，管网巡检成本降低 40%，年节省费用超 200 万元；另一方面，故障定位时间从传统的平均 8 小时缩短至 1 小时以内，故障处置效率提升 80%，减少了因故障导致的交通管制、居民用水影响等间接损失。

从社会效益来看，可视化管理提升了城市排水系统的应急响应能力，减少了内涝、污水外溢等问题对居民生活的影响。例如，汛期时，通过 GIS 平台实时监测管网液位与雨水排放量，提前调度泵站与应急排口，某城市老城区内涝积水时长从平均 12 小时缩短至 2 小时，居民出行更安全便捷；同时，GIS 可视化平台还可向公众开放部分数据（如管网改造进度、水质达标情况），提升城市管理的透明度，增强居民对城市环境的满意度。

在城市精细化管理的背景下，地下排水管网的可视化管理已成为必然趋势。排水管网监测与 GIS 的深度融合，不仅让复杂的地下管网 “看得见、管得好”，更推动了排水管网管理从 “被动维修” 向 “主动运维”、从 “经验决策” 向 “数据决策” 的转变。未来，随着 5G、人工智能、数字孪生等技术的融入，GIS 可视化管理将进一步升级，构建 “实时感知、智能分析、自动调度” 的智慧排水体系，为城市水安全与水环境治理提供更坚实的保障。