一、引言

城市排水管网是连接生产生活污水、雨水与处理设施的关键纽带，覆盖范围广、隐蔽性强、运维难度大。传统治理模式下，管网 “底数不清、流向不明” 问题突出，导致污水偷排溯源难、管网堵塞定位难、内涝风险预判难，制约了城市治理精细化水平。管网溯源系统通过构建 “数据感知 - 路径追踪 - 源头定位 - 决策反馈” 的闭环体系，打破排水管网管理的信息壁垒，不仅能解决当前治理中的痛点问题，更能为城市水环境改善、基础设施高效利用、应急响应提速提供重要支撑，成为新时代城市治理的 “智慧眼睛”。

二、助力水环境治理：精准打击污染，守护水体生态

水环境治理是城市生态文明建设的核心任务，而污水偷排、混接乱排是导致河道黑臭、水质超标的主要原因。管网溯源系统通过精准定位污染源头，为污染管控提供靶向解决方案，推动水环境质量持续改善。

（一）污染溯源：从 “被动应对” 到 “主动发现”

传统污染治理中，往往需等到河道水质出现异常后，再组织人员沿线排查，耗时耗力且难以锁定源头。管网溯源系统通过两种核心技术实现精准溯源：

水质 - 流量联动追溯：在管网关键节点（如小区出水口、企业排污口、市政管网交汇处）安装水质传感器（监测 COD、氨氮、浊度等）与流量计，实时采集水质数据与流量变化。当某一节点水质异常时，系统自动关联上游管网流向数据，通过算法模拟污染扩散路径，缩小溯源范围。例如，某工业园区下游管网监测到 COD 浓度突升，系统结合管网拓扑图与流量数据，快速定位至 3 家可能超排的企业，执法人员仅用 2 小时便完成现场核查，避免污染扩散至河道。

示踪剂精准定位：针对隐蔽性强的偷排行为，系统可配合人工投放环保示踪剂（如荧光剂、同位素标记物），通过沿线传感器捕捉示踪剂信号，精准追踪偷排点位。相比传统 “开井排查” 方式，效率提升 80% 以上，且避免了对交通与居民生活的干扰。

（二）雨污混接治理：从 “盲目改造” 到 “靶向修复”

雨污混接是导致合流制管网溢流污染、分流制管网污水入河的重要因素。管网溯源系统通过分析降雨前后管网流量与水质变化，识别混接点位：

降雨时，若分流制雨水管网中出现 COD、氨氮等污水指标，系统判定存在污水混入雨水管网的情况；若污水管网流量骤增且水质稀释，則可能存在雨水混入污水管网的问题。

结合 GIS 地图，系统将混接点位标注并生成改造优先级清单，指导市政部门开展靶向修复。例如，某城市通过管网溯源系统，在 3 个月内识别出 236 处雨污混接点，相比传统普查方式节省 60% 的人力成本，且改造后区域河道雨季污染负荷下降 45%。

三、优化排水运维：降低管理成本，提升设施效能

城市排水管网运维涉及清淤、维修、改造等多项工作，传统模式依赖人工巡检，存在 “过度运维” 或 “运维滞后” 问题。管网溯源系统通过动态掌握管网运行状态，实现运维工作的 “按需调度”，降低管理成本，延长管网使用寿命。

（一）管网堵塞预警：从 “事后疏通” 到 “事前预防”

管网堵塞易导致积水内涝、污水外溢，传统疏通需等到问题显现后才开展。管网溯源系统通过以下方式实现堵塞预警：

液位 - 流量异常分析：实时监测管网水位与流量数据，当某一管段水位上升而流量下降时，系统判定可能存在堵塞风险，自动生成预警信息并推送至运维人员。例如，某老城区管网因居民乱扔垃圾易堵塞，系统通过分析水位变化，提前 3 天预警 5 处潜在堵塞点，运维人员及时清淤，避免了降雨后污水外溢。

历史数据关联预测：系统存储历年管网堵塞数据，结合季节（如冬季油脂凝固易堵塞餐饮集中区域管网）、居民生活习惯（如春节期间垃圾排放量增加）等因素，构建堵塞风险预测模型，提前制定清淤计划。某城市应用该模型后，管网堵塞发生率下降 38%，清淤成本降低 25%。

（二）管网资产盘点：从 “纸质台账” 到 “动态管理”

城市管网建设年代跨度大，部分老旧管网缺乏完整台账，给改造与维修带来困难。管网溯源系统整合 GIS 技术与管网探测数据，构建 “数字管网”：

通过管道探测仪采集管网埋深、管径、材质等信息，录入系统并与 GIS 地图关联，形成可视化管网资产台账；

结合运维记录（如维修时间、更换部件、清淤频次），系统自动评估管网健康状况，为改造计划提供依据。例如，某城市针对建成超过 30 年的老旧管网，通过系统评估出 120 公里 “高风险” 管网，优先纳入改造计划，避免了因管网破裂导致的路面塌陷事故。

四、支撑防汛应急：提升响应速度，减少灾害损失

城市内涝是汛期常见灾害，传统防汛依赖人工巡查与经验判断，难以快速掌握积水成因与扩散趋势。管网溯源系统通过整合管网数据与气象、水文信息，为防汛应急提供 “精准导航”，缩短响应时间，减少人员与财产损失。

（一）内涝成因诊断：从 “笼统应对” 到 “精准施策”

内涝发生时，管网溯源系统可快速分析积水原因：

管网排水能力评估：结合管网管径、坡度、流量数据，计算管段排水能力，判断是否因管网负荷不足导致积水；

堵塞点位快速定位：若某区域积水且上游管网水位正常，系统判定可能存在局部管网堵塞，指导应急队伍优先疏通；

外部水源汇入分析：若雨水管网流量远超降雨量对应规模，系统排查是否存在河道倒灌、地下水渗入等问题。

例如，2023 年汛期，某城市某路段出现严重积水，系统通过数据分析，判定为管网堵塞与河道倒灌共同导致，应急队伍同步开展疏通与挡水作业，积水消退时间缩短至 1.5 小时，较以往缩短 50%。

（二）应急资源调度：从 “分散调配” 到 “协同联动”

管网溯源系统与城市应急指挥平台对接，实现资源的高效调度：

系统将积水点位、影响范围、受困人员位置等信息实时共享至应急平台，辅助调配排水泵车、救援人员、临时安置点；

结合管网流向数据，指导应急队伍在关键节点设置截流设施，防止积水扩散至学校、医院等重点区域。例如，某城市汛期通过系统调度，将 20 台排水泵车精准部署至 8 处关键积水点，避免了 3 所学校停课与 2 个居民区进水。

五、优化营商环境：规范企业排污，降低合规成本

企业排污管理是城市环境监管的重要内容，传统模式下，执法部门需频繁上门检查，企业也面临 “合规难、证明难” 问题。管网溯源系统通过 “数据监管 + 信用管理” 模式，实现企业排污的 “透明化” 管理，既规范了企业行为，又降低了企业合规成本。

（一）排污许可动态监管：从 “定期核查” 到 “实时监控”

针对持有排污许可证的企业，管网溯源系统通过以下方式实现动态监管：

排放量实时核算：结合企业排污口流量计与水质数据，系统自动核算企业每日排放量，与许可额度对比，超限时自动预警，避免 “超排不知情” 问题；

排污数据自动上报：系统生成的排污数据可直接对接环保部门监管平台，企业无需人工填报，减少 “填报错误” 与 “重复申报”，合规成本降低 30% 以上。

（二）企业信用评价：从 “单一考核” 到 “多维评估”

系统将企业排污合规情况、配合整改态度等数据纳入城市信用评价体系：

连续合规企业可享受 “减少检查频次”“优先获得环保补贴” 等优惠政策；

多次超排或偷排企业则被列入失信名单，限制其项目审批、贷款融资等。这种 “奖惩分明” 的机制，有效提升了企业主动合规意识，某城市应用后，企业排污超标率从 18% 降至 6%。

六、赋能智慧城市：打破数据壁垒，推动协同治理

智慧城市建设强调 “跨部门、跨领域” 数据协同，管网溯源系统作为城市基础设施数据的重要来源，可与多个领域系统对接，为智慧城市治理提供支撑。

（一）与海绵城市建设协同

海绵城市建设需评估雨水渗透、调蓄效果，管网溯源系统可提供以下数据支持：

监测雨水管网流量与渗透设施出水量，分析渗透效率；

结合降雨量数据，评估调蓄设施对管网负荷的削减作用，为海绵城市项目优化提供依据。例如，某海绵城市试点区域通过系统数据，调整了 3 处生物滞留设施的设计参数，雨水渗透量提升 25%。

（二）与城市更新规划协同

在旧城区更新中，管网溯源系统提供的管网健康状况、污染分布等数据，可辅助规划部门制定 “管网改造 + 环境提升” 方案：

优先对高污染、高堵塞风险的管网进行改造，同步优化周边河道、绿地布局；

结合人口密度、产业分布数据，预测未来管网负荷，避免 “改造即落后” 问题。

（三）与数字孪生城市对接

管网溯源系统的实时数据与历史数据，可作为数字孪生城市的 “动态数据源”，支撑排水系统的模拟仿真：

在数字孪生平台中，通过系统数据模拟不同降雨强度、排污场景下的管网运行状态，为防汛预案、污染防控方案优化提供模拟环境；

结合 AI 算法，预测未来 5-10 年管网运行趋势，为城市基础设施投资提供决策支持。

七、案例实践：某省会城市管网溯源系统的应用成效

某省会城市为解决 “管网底数不清、污染溯源难、运维成本高” 问题，于 2022 年建成管网溯源系统，覆盖市区 2300 公里市政管网、56 个工业园区、1200 个居民小区，应用成效显著：

水环境改善：系统运行 1 年，累计定位污水偷排点位 47 处，整治雨污混接点 328 处，辖区内 3 条黑臭水体全部消除，河道水质达标率从 65% 提升至 92%；

运维成本降低：通过堵塞预警与精准清淤，管网清淤成本降低 30%，维修响应时间从 4 小时缩短至 1.5 小时；

防汛效能提升：2023 年汛期，系统提前预警 12 处内涝风险点，辅助转移受困群众 200 余人，减少经济损失超千万元；

企业合规提升：通过动态监管与信用评价，企业排污超标率从 20% 降至 7%，环保执法效率提升 70%。

八、结论与展望

管网溯源系统通过 “数据驱动” 模式，在城市水环境治理、排水运维、防汛应急、营商环境优化及智慧城市协同等领域发挥着不可替代的作用，不仅解决了传统治理中的 “痛点”“难点” 问题，更推动了城市治理从 “经验决策” 向 “科学决策”、从 “分散管理” 向 “协同治理” 的转型。

未来，随着 5G、AI、数字孪生技术的发展，管网溯源系统将向更高阶的 “智慧化” 方向演进：一方面，通过 AI 算法实现污染溯源、堵塞预警的 “自主决策”，减少人工干预；另一方面，与城市大脑、应急指挥平台深度融合，实现 “监测 - 预警 - 处置 - 反馈” 的全流程自动化，为城市治理现代化提供更加强有力的技术支撑。对于城市管理者而言，加快管网溯源系统建设与应用，将成为提升城市治理能力、改善民生福祉的重要举措。