——从逢大雨必冒的困局,到面降雨量20mm/h的预警红线
排水管网冒溢治理,确诊难于开方。不少城市的惯常做法是:点位一冒溢,立刻组织全网雨污混接排查——投入大、周期长,还不一定找得准。本案例给出了另一条路径:先让在线监测把病因查清,再决定排查往哪儿发力。某市市场附近有个冒溢点,两年冒溢14次、屡治屡犯;项目组依托液位+流量+雨量多源在线监测,不仅定量锁定了主因(上游雨水混入贡献了86%的雨天水量增量),更为该点位绘制出能承受多大降雨的风险曲线——面降雨量超过20mm/h即存在冒溢风险,可直接支撑降雨溢流预报,最后明确雨污错混接优先排查片区,并成功找到主要混接点。从全面撒网到靶向收网,这份数据确诊单,值得每一个被冒溢困扰的城市看一看。
某市市场的排水冒溢点, 在2024-2025年期间,累计发生冒溢14次,逢大雨必冒、屡治屡犯,是名副其实的老大难。
冒溢年年治、年年犯,症结在于成因始终没有被说清楚:
·有人说是管道堵了?疏通之后,下一场大雨照冒不误;
·有人说是管径小了?可旱天从未见过冒溢;
·有人说是雨水混入?混入量多大、从哪条管来,无人能给出定量答案。
传统人工排查在雨天短时冒溢面前束手无策——单次冒溢历时往往只有几十分钟到几小时,等巡查人员赶到现场,案发现场早已消失。要让成因水落石出,必须让连续、客观、可校核的在线监测数据先行,用数据重建案发全过程。
(1)监测布点:给冒溢点做一次全身体检
在该冒溢点汇水范围内共安装5台在线监测设备,具体为在冒溢点上游和下游各安装2台流量计,冒溢点所在位置安装1台液位计,监测冒溢点自身与上下游液位及流量情况,且其汇水范围内就近就有1个雨量计(全市共有23个雨量站点,不用担心降雨数据不可靠【降雨分析|同一个城市不同的天空—智慧排水之乱弹(96)】),提供完整的降雨背景数据。液位回答“是否冒溢、何时冒溢”,流量回答“水从哪来、来了多少”,雨量回答“外因有多大”——三源数据互为印证。

图1 冒溢点汇水范围内监测设备分布图
(2)分步诊断:层层递进的破案逻辑
第一步纵断静态体检,明确本底缺陷:
冒溢点周边管线纵断分析显示,冒溢点周边地势最低、管线存在轻微逆坡——先天条件解释了“为什么偏偏是这里冒”,但解释不了“为什么旱天不冒”。【参考:多点位液位监测的上下游诊断分析尝试—智慧排水之乱弹(93)】
第二步旱雨天动态响应,诊断冒溢成因:
冒溢点旱天液位曲线(9月2日—9月5日)的分析显示,旱天液位长期非满管、距管顶和井深均有充足裕度,且呈现清晰的早晚用水高峰规律。说明该管段旱天过流能力正常,管道堵塞与旱天水量超载两类问题被定量数据精准排除。
监测期间发生了11场降雨,结合冒溢点的液位监测曲线,发现3场降雨时(大雨及以上)点位出现了冒溢的情况,小雨及中雨时点位未发生溢流。
结合监测点旱天和雨天液位运行曲线,发现冒溢点所在管道旱天时运行正常,中雨时并未发生冒溢,大雨时出现冒溢现象,分析冒溢的主要成因为上游雨水混入量较大。具体多大呢?就需要流量数据出马了。前提是需要采集可靠的流量数据,也就需要断面扫描流量仪出马了。【排水管道流量测量:都叫多普勒,售价差别为何从1万到20万?】

图2 冒溢点旱雨天液位曲线对比
第三步定量溯源,锁定雨水混入途径:
雨水混入只是定性结论,治理需要定量答案,即混入了多少水,以及混入的水究竟从哪条管道来?【排水管网诊断的真正硬通货是流量】
冒溢点上游共有三路来水,分别为L与T交叉口北侧污水主管、M截污管T段和H与B交叉口西侧污水主管。基于在线流量监测数据分析发现,旱天时污水主要来自于H与B交叉口西侧污水主管,水量占比56%;雨天时三路污水管水量均有所增加,其中L与T交叉口北侧污水主管和H与B交叉口西侧污水主管均是雨水增量的主要来源,分占增量总水量的42%和44%,是雨水汇入的主要途径。【管网治理的底层逻辑:水质浓度是结果,分区流量是答案。】
表1 冒溢点上游来水统计表
序号 | 来水管道 | 旱天水量均值(m³) | 9月30日水量(m³) | 旱天占比 | 雨天增量(m³) | 增量占比 |
1 | L与T交叉口北侧污水主管 | 16,291 | 27,651 | 30% | 11,360 | 42% |
2 | M截污管T段 | 7,496 | 11,286 | 14% | 3,790 | 14% |
3 | H与B交叉口西侧污水主管 | 29,869 | 41,833 | 56% | 11,965 | 44% |
合计 | 53,656 | 80,770 | 100% | 27,115 | 100% | |
三、风险预警:计算能承受的面降雨量,实现事前防御
要回答多大的雨会冒,直接套用单站雨量并不严谨——一场降雨在空间上分布不均,单个雨量站难以代表整个汇水区的真实负荷。项目组基于汇水区多个雨量监测站点,采用模型插值法计算各冒溢场次的面降雨量。【如何做好降雨量监测和分析—智慧排水之乱弹(94)】
该点位2024-2025年该点共发生14次冒溢,通过整理冒溢发生时间段相关雨量监测设备数据,排除前置降雨及二次积水的情况,选取了7场冒溢发生时的面降雨量,结果如下。
表2 冒溢场次对应面降雨量统计表
冒溢场次 | 降雨开始时间 | 开始冒溢时间 | 降雨开始至开始冒溢耗时(h) | 最大淹水深度(cm) | 对应面降雨量(mm) |
2024/6/9 7:16 | 2024/6/8 13:00 | 2024/6/9 7:16 | 17 | 30 | 39.36 |
2024/6/16 0:13 | 2024/6/15 14:00 | 2024/6/16 0:13 | 11 | 10 | 36.03 |
2025/8/12 19:51 | 2025/8/12 19:00 | 2025/8/12 19:51 | 1 | 6 | 18.09 |
2025/8/21 23:41 | 2025/8/21 14:00 | 2025/8/21 23:41 | 10 | 10 | 18.63 |
2025/8/23 21:47 | 2025/8/23 19:00 | 2025/8/23 21:47 | 3 | 5 | 10.35 |
2025/9/13 9:29 | 2025/9/13 8:00 | 2025/9/13 9:29 | 2 | 5 | 32.42 |
2025/9/22 15:43 | 2025/9/22 15:00 | 2025/9/22 15:43 | 1 | 5 | 25.42 |
其中,降雨开始时间从冒溢点汇水区域中心雨量站的监测数据获取,点位开始发生冒溢从冒溢点最近的液位监测设备获取(当监测液位大于井深时视为冒溢)。基于降雨历时及发生冒溢时汇水区域的面降雨量绘制不同降雨历时下各点位能承受的最大降雨量,曲线如下。正常情况下,进入管道的雨水会在管道中逐步向下游流动,因此降雨历时越长,冒溢管段能够承受的面降雨量越大。当1小时面降雨量超过20mm时,该点位即存在冒溢风险。

图3 不同降雨历时下冒溢点能承受的面降雨量曲线
诊断结论:当1小时面降雨量超过20mm时,该点位即存在冒溢风险。这意味着,依托降雨预报与实时雨量数据,该点位可提前进入预警状态——抢险力量预置、调度预案启动,冒溢治理从事后处置走向事前防御。
监测诊断的终点是不仅仅是发现问题,而是提供针对性整治建议。基于定量溯源结果,我们将汇水区划分为8个子片区,以9月30日25mm降雨情景下各子片区入流量、入流入渗评估值为核心指标,明确该片区雨污错混接排查优先级。
表 3 片区9月30日降雨入流情况统计表
分区 编号 | 旱天流量(m3/d) | 雨天流量(m3/d) | 雨天入流量(m3/d) | 管线长度(km) | 入流入渗评估值 [m³/(km·mm)] | 排查优先级 |
片区1 | 9705 | 18295 | 8590 | 13.93 | 24.66 | 中 |
片区2 | 16291 | 27651 | 11360 | 5.37 | 20.63 | 中 |
片区3 | 7573 | 11286 | 3713 | 17.38 | 8.55 | 低 |
片区4 | 1457 | 11352 | 9199 | 3.8 | 104.16 | 高 |
片区5 | 53656 | 80771 | 2711 | 16.5 | 22.38 | 中 |
片区6 | 64783 | 107411 | 4272 | 7.98 | 77.75 | 高 |
片区7 | 63099 | 66187 | 3088 | 6.11 | 20.22 | 中 |
片区8 | 66551 | 68802 | 2251 | 6.92 | 11.47 | 中 |
注:参考《城镇污水管网入流入渗监测与评估标准》(T/CECS 1764-2024),城镇污水管网的降雨入流入渗标准不宜大于10m³/(km·mm)。【清环参编团标《城镇污水管网入流入渗监测与评估标准》T/CECS 1764-2024发布】
根据入流量分析结果,我们对入流情况最严重的子片区4进行向上溯源现场排查,成功发现1处主要混接点,验证了监测指路、排查收网路径的有效性。

图4 CC路与H交叉口东侧混接点与上游雨水井
经分析,若能优先整改混接最严重的子片区4和子片区6,预计可减少约1.3万m3的雨水汇入(25mm降雨情景),能有效缓解大雨场景下污水溢流现象。
本案例形成了一个冒溢点从在线监测—系统诊断—定量溯源—风险预警—精准整治的完整技术闭环案例,其价值体现在三个转化:
·从经验到证据:管道堵不堵、超不超载、雨水混多少,每个问题都有连续监测数据回答,成因链条无断点;
·从全网到靶向:排查范围从整个汇水区78km管线压缩至11.8km重点管段,压缩比例达85%,有效缩小现场排查范围,且经现场排查成功发现主要混接点;
·从事后到事前:风险承受曲线让冒溢点具备了预报预警能力。当预报的小时面降雨量逼近 20mm,就可以提前启动抽排、降低上游水位,把被动处置变成主动应对。
同时,我们也保持下一步思考:(1)特殊工况:部分受上下游闸站调度影响的点位,其降雨历时与面降雨量难以用同一曲线拟合,需结合调度工况单独分析。(2)跟踪改进:需要改进业主下一阶段的整改效果,定量评估,确保各个片区的整治达到预期效果,真正从源头解决问题。
最后,在线监测的价值,在于用连续、客观、可校核的数据,把成因诊断做扎实、把整治路径指向准、把预警阈值算清楚——让每一分治水投入,都花在刀刃上。