市政排水管网作为城市污水传输的 “地下动脉”，一旦出现不明泄漏（如管道破损、接口松动），污水会渗入周边土壤，导致土壤重金属、有机物超标，甚至污染地下水，对生态环境与居民健康构成威胁。而泄漏点往往隐藏于地下，难以通过肉眼直接定位，此时排水管网溯源需依托水质、流量监测数据，通过 “数据对比 - 趋势分析 - 模型推演” 的逻辑，精准锁定泄漏范围、判断污染扩散方向。那么，排水管网溯源具体如何利用泄漏点上下游的水质与流量数据实现这一目标？本文将从监测点位布设、数据采集分析、污染扩散推演、实践验证四个维度展开深度解析。

一、科学布设监测点位：构建 “泄漏溯源数据网”

排水管网溯源的前提是获取精准的水质、流量数据，需围绕疑似泄漏区域，在管网上下游科学布设监测点位，确保数据能完整反映泄漏对管网水质、流量的影响，为后续分析提供基础。

1. 核心监测点位：聚焦 “泄漏上下游关键节点”

针对不明泄漏的市政排水管网，需优先在以下关键节点布设监测点，形成 “纵向（上下游）+ 横向（支管）” 的监测网络：

泄漏疑似区域上游干管：在距离疑似泄漏点上游 500-1000 米的干管处，布设 1 个 “上游对照监测点”，采集该点的水质（如 COD、氨氮、总磷、特征污染物）与流量数据，作为 “未受泄漏影响的基准数据”。例如，若疑似泄漏区域为某路段排水干管，需在该路段上游 1 公里处的检查井内，安装水质传感器与超声波流量计，记录晴天、雨天的常规水质与流量值，明确未泄漏时的管网数据基线。

泄漏疑似区域下游干管：在疑似泄漏点下游 300-500 米的干管处，布设 1 个 “下游监测点”，与上游对照点形成 “数据对比组”。该点需同步监测水质与流量，重点关注水质指标是否较上游出现异常（如 COD 突然升高、出现上游未有的污染物），流量是否因泄漏导致的污水流失而下降。某城市在疑似泄漏管网下游监测时，发现 COD 浓度从上游的 300mg/L 升至 450mg/L，流量从上游的 800 立方米 / 小时降至 720 立方米 / 小时，初步判断存在污水泄漏。

疑似泄漏区域周边支管：若泄漏干管连接有多条支管，需在每条支管的进出口各布设 1 个 “支管监测点”，排查泄漏是否由支管破损导致，或泄漏污水是否渗入周边支管。例如，某干管疑似泄漏区域连接 3 条住宅小区支管，在每条支管进口监测发现，其中 1 条支管的氨氮浓度达 35mg/L（远超其他支管的 20mg/L），且流量波动异常，后续排查发现该支管与干管连接处存在破损，污水从破损处泄漏后又渗入其他土壤。

2. 辅助监测点位：补充 “土壤与地下水数据”

除管网内部监测外，还需在疑似泄漏区域周边布设土壤与地下水辅助监测点，验证管网泄漏与土壤污染的关联性，同时辅助判断污染扩散方向：

土壤监测点：以疑似泄漏点为中心，按 “同心圆” 方式布设 3-5 个土壤监测点，半径分别为 10 米、20 米、30 米，每个点位采集 0-1250px 深度的土壤样本，检测与管网污水相关的特征指标（如 COD、重金属、阴离子表面活性剂）。若某方向土壤指标超标（如 10 米处土壤 COD 达 80mg/kg，20 米处降至 40mg/kg），则表明污染沿该方向扩散。

地下水监测点：在地下水位较低的区域，可在疑似泄漏点上下游各布设 1 个地下水监测井，采集地下水样本检测水质；若地下水位较高，需关注土壤含水率变化，含水率异常升高的区域可能是污水泄漏渗透的主要方向。某城市在疑似泄漏点南侧土壤监测中，发现 10 米处土壤含水率达 35%（北侧仅 20%），且 COD 超标，据此判断污染主要向南侧扩散。

二、数据采集与差异分析：锁定泄漏范围的 “数据线索”

获取监测数据后，需通过 “上下游数据对比、时间序列分析、特征污染物追踪” 三个维度，挖掘数据差异背后的泄漏信息，逐步缩小泄漏范围，为精准定位提供依据。

1. 上下游水质数据对比：识别泄漏导致的水质异常

市政排水管网正常运行时，上下游水质指标应呈现稳定的渐变趋势（如 COD 因微生物降解略有下降），若下游水质出现突变（如指标骤升、出现异常污染物），则可判断该区域存在泄漏（可能是外部污水渗入，或管网内部污水泄漏后又回流）：

常规指标对比：重点分析 COD、氨氮、SS 等常规指标的上下游差异。例如，上游干管 COD 稳定在 280-300mg/L，下游突然升至 380-400mg/L，且 SS 浓度同步升高，可能是管网破损导致周边含杂质的污水（如雨水、地下水携带的泥沙）渗入；若下游氨氮浓度从上游的 25mg/L 降至 15mg/L，流量同步下降，则可能是管网内部污水泄漏至土壤，导致下游污染物浓度降低。某城市通过这一对比，发现下游干管 COD 骤升且流量下降，初步判定泄漏点位于上下游监测点之间的 1 公里范围内。

特征污染物追踪：若管网传输的污水含特定特征污染物（如工业废水的苯胺、生活污水的 LAS），可通过追踪该污染物的上下游分布锁定泄漏范围。例如，上游干管苯胺浓度为 0（无工业废水接入），下游突然检测出苯胺（浓度 5mg/L），且周边无工业企业，可判断泄漏点下游存在工业废水非法接入；若上游苯胺浓度为 8mg/L，下游降至 3mg/L，且周边土壤检测出苯胺，则表明污水在该段泄漏，导致下游特征污染物浓度下降。

2. 流量数据分析：通过 “流量差” 确定泄漏规模与大致位置

市政排水管网的流量数据能直观反映污水是否存在泄漏（流量异常减少）或外部水渗入（流量异常增加），结合水质数据可进一步缩小泄漏范围：

流量差计算：在晴天（无雨水混入）条件下，计算上下游监测点的流量差（上游流量 - 下游流量），若流量差为正值且稳定（如上游 800 立方米 / 小时，下游 720 立方米 / 小时，流量差 80 立方米 / 小时），则表明该段管网存在污水泄漏，泄漏量约为 80 立方米 / 小时；若流量差为负值（下游流量大于上游），则可能是外部雨水、地下水渗入管网。

分段流量测试：若上下游监测点间距较大（如超过 1 公里），可在两点之间的支管接口处临时增设流量计，进行分段流量测试。例如，在上下游 1 公里范围内的 3 个支管接口处各增设 1 台临时流量计，发现第一段（上游至第一个支管）流量差 30 立方米 / 小时，第二段（第一个支管至第二个支管）流量差 50 立方米 / 小时，第三段无流量差，据此判断泄漏主要集中在第二段的 500 米范围内。

3. 时间序列分析：排除干扰，确认泄漏的持续性

市政排水管网的水质、流量会受用水高峰（如早中晚居民用水）、泵站调度等因素影响，需通过时间序列分析（如 24 小时连续监测），排除短期波动干扰，确认泄漏导致的异常是否持续存在：

水质时间序列：若下游水质异常仅在某一时间段出现（如早高峰用水时），可能是短期用水波动导致；若 24 小时内水质异常持续存在（如 COD 始终比上游高 80-100mg/L），则更可能是泄漏导致。某城市通过 24 小时监测，发现下游 COD 异常持续存在，且与用水高峰无关，进一步确认该区域存在持续性泄漏。

流量时间序列：正常情况下，管网流量会随用水高峰波动（如早 8 点、晚 7 点出现峰值），但泄漏导致的流量差应相对稳定（不受用水高峰影响）。例如，上游流量早高峰达 900 立方米 / 小时，晚低谷达 700 立方米 / 小时，下游流量同步波动，但流量差始终维持在 80 立方米 / 小时左右，说明泄漏量稳定，泄漏点状态未发生变化（如未扩大或缩小）。

三、污染扩散方向推演：结合水力模型与环境因素的 “空间分析”

确定泄漏范围后，需结合管网水力模型、土壤特性、地形地貌等因素，推演污染扩散方向，为后续污染治理与管网修复提供精准指引。

1. 管网水力模型：模拟污水泄漏后的扩散路径

智慧水务系统中的管网水力模型（如 SWMM、InfoWorks ICM）可模拟不同泄漏场景下的水流状态，结合监测数据校准模型参数，进而推演污染扩散方向：

模型参数校准：将上下游监测点的实际流量、水位数据输入水力模型，调整管道粗糙度、泄漏系数等参数，使模型计算结果与实际数据误差控制在 10% 以内，确保模型可靠性。

泄漏扩散模拟：在模型中设定疑似泄漏点（根据前期数据锁定的 500 米范围），模拟污水泄漏后的扩散路径 —— 若模型显示泄漏污水因重力作用向地势低洼处流动，且该方向土壤监测指标超标，则可确定污染扩散方向；若模型显示泄漏点下游支管流量异常增加，可能是泄漏污水通过土壤渗入支管，导致支管污染扩散。某城市通过水力模型模拟，发现泄漏污水主要向东南侧地势低洼处流动，与土壤监测结果一致，为后续清淤与修复指明方向。

2. 环境因素辅助：修正扩散方向的 “现实影响”

除水力模型外，土壤渗透性、地形坡度、地下水位等环境因素会直接影响污染扩散方向，需结合这些因素修正推演结果：

土壤渗透性：砂质土壤渗透性强（渗透系数＞10⁻³m/s），污染扩散速度快、范围广；黏土渗透性弱（渗透系数＜10⁻⁶m/s），污染扩散慢、易集中。某城市疑似泄漏点北侧为黏土，南侧为砂质土壤，监测发现南侧污染扩散距离（30 米）远大于北侧（15 米），与土壤渗透性分析一致。

地形坡度：地势坡度较大的区域，污染会沿坡度方向快速扩散。例如，疑似泄漏点西侧坡度为 5‰，东侧为 1‰，土壤监测显示西侧 20 米处污染指标已超标，东侧需 30 米才超标，说明污染沿西侧陡坡快速扩散。

地下水位：地下水位高时，污水易随地下水流动扩散；地下水位低时，污水主要在土壤孔隙中扩散，范围相对较小。某城市地下水位较高，在疑似泄漏点下游地下水监测井中检测出管网污水特征污染物，据此判断污染已随地下水向下游扩散，需扩大治理范围。

四、实践验证与案例：排水管网溯源的 “落地效果”

1. 案例一：某老旧城区市政排水管网泄漏溯源

某老旧城区居民反映周边土壤有异味，环保部门检测发现土壤 COD、LAS 超标，怀疑是市政排水管网泄漏导致，通过以下步骤完成溯源：

点位布设：在疑似泄漏路段（约 1.5 公里）上游 1 公里、下游 500 米布设干管监测点，在路段中间 3 个支管接口处增设临时流量计，周边按 10 米、20 米、30 米半径布设土壤监测点。

数据分析：上游干管 COD 稳定在 290mg/L，下游升至 380mg/L，流量从 820 立方米 / 小时降至 740 立方米 / 小时，流量差 80 立方米 / 小时；分段流量测试发现，中间 500 米路段（第二个支管至第三个支管）流量差达 60 立方米 / 小时，且该区域土壤 10 米处 COD 达 90mg/kg，LAS 达 5mg/kg。

扩散推演：水力模型模拟显示，该路段中间存在 2 处泄漏点，污染因西侧地势低洼且为砂质土壤，主要向西侧扩散；结合土壤监测，最终锁定泄漏范围为 200 米路段，污染扩散范围为西侧 30 米、东侧 15 米。

修复效果：对锁定的 200 米路段管网进行开挖修复，发现 2 处管道接口松动，修复后上下游水质、流量差异消失，3 个月后土壤监测显示污染指标降至标准范围内。

2. 案例二：某工业园区市政排水管网泄漏溯源

某工业园区周边农田土壤检测出重金属镍超标，怀疑是园区市政排水管网（传输工业废水）泄漏导致，溯源过程如下：

特征污染物追踪：园区工业废水含镍（上游干管镍浓度稳定在 1.2mg/L），在疑似泄漏区域上下游布设监测点，发现下游干管镍浓度降至 0.5mg/L，流量同步下降；周边土壤监测显示，北侧农田 10 米处镍浓度达 3mg/kg，远超南侧的 0.8mg/kg。

水力模型与地形结合：水力模型模拟显示，泄漏污水因北侧地形坡度（3‰）与土壤渗透性（砂质土壤），快速向北侧农田扩散；地下水位监测发现北侧地下水位较高，污水随地下水进一步扩散。

溯源结果：锁定泄漏点为园区北侧 500 米处管网破损，污染扩散范围为北侧 50 米、南侧 20 米，后续对破损管网修复并对污染土壤进行治理，农田镍含量逐步恢复正常。

五、溯源后的联动措施：从 “定位” 到 “治理” 的闭环

排水管网溯源确定泄漏范围与污染扩散方向后，需联动开展管网修复、污染治理与长效监测，形成闭环管理，避免泄漏问题反复：

管网修复：根据泄漏点位置与类型（如接口松动、管道破损），选择对应的修复方式（如非开挖紫外光固化修复、开挖更换管道），修复后需再次监测上下游水质、流量，确认泄漏问题已解决。

污染治理：针对污染扩散区域，采用土壤淋洗、生物修复等技术治理污染土壤；若地下水受污染，需建设地下水处理站，阻断污染进一步扩散。

长效监测：在修复后的管网路段与污染治理区域，布设长期监测点（如每月监测 1 次水质、每季度监测 1 次土壤），及时发现潜在问题；同时，利用智慧水务平台实时监测管网流量、水位，若出现异常波动，立即启动溯源排查。

结语：数据驱动是排水管网泄漏溯源的 “核心引擎”

市政排水管网不明泄漏的溯源，本质是通过水质、流量等数据 “反向推导” 泄漏位置与污染扩散规律的过程 —— 科学的监测点位布设是基础，精准的数据差异分析是关键，结合水力模型与环境因素的推演是补充。这种 “数据驱动” 的溯源方式，不仅能避免传统人工开挖排查的盲目性，大幅提升溯源效率，还能为后续管网修复与污染治理提供精准依据，减少对城市道路与生态环境的二次破坏。

未来，随着物联网监测设备的普及（如管网内检测机器人、实时水质传感器）与 AI 算法的应用，排水管网溯源将实现 “实时化、自动化”—— 智慧水务平台可通过实时数据异常自动触发溯源流程，结合 AI 模型快速锁定泄漏范围与污染扩散方向，让市政排水管网的泄漏问题 “早发现、早定位、早治理”，为城市水生态安全与土壤环境质量提供更坚实的保障。