现有雨污混错接排查主要依赖现场监测或排放口、汇水分区风险筛选，前者成本较高，后者难以直接指导点位核查。以污染源—道路对为诊断单元，融合管网设计图、污染源与道路建设时间、道路两侧管线、水体邻近及改造状态，构建条件向量c=(Δt,h_R,h_V,P,σ)，设置历史建设时序、道路管线空间关系和无相邻道路3类诊断规则（R1~R3），输出疑似成因、现场核查位置和初步整改建议；数据不足时转入现场排摸。方法应用于我国南方某城市含18个污染源的排水片区。工程记录中，6条外排去向记录具有烟雾、荧光指纹或三维荧光等直接证据；另有4条记录仅具桌面判定，作为待核查候选，不纳入现场验证样本。应用结果表明，该方法可用于缩小现场排查范围并组织整改清单，但诊断准确率仍需通过小尺度全开井普查和示踪试验进一步量化。
引用本文：徐晋，钟士发，楚文海，等. 基于多源工程数据的城镇排水管网雨污混错接诊断方法及应用［J］. 给水排水，2026，52（8）：112-120.
1.1 研究背景
伴随城镇化推进，我国城镇排水管网在过去十余年间快速扩张，截至2022年底，全国城镇排水管道总长度约91.35万km。规模增长并未同步消除运行短板，渗漏、雨污混流及溢流仍持续影响受纳水体。长江流域研究估算，约56%的生活总氮负荷未经处理即离开排水系统，其中较大部分与管道渗漏和溢流有关；多项研究亦指出，污水的非受控输入是城市黑臭水体形成和水质反复的重要原因。在分流制区域，污水通过错误连接进入雨水系统，或雨水进入污水系统，是上述问题的重要工程路径。
雨污混错接的影响具有明显的工况差异。晴天时，污水经雨水管排入水体，可形成持续污染；降雨时，雨水进入污水系统会增加管网和处理设施负荷，并可能诱发冒溢或溢流污染。上海分流制小区调查表明，混接是雨水管道污染负荷的重要来源。针对这一问题，国家和地方已将管网排查、复核和整改纳入水环境治理任务，相关行业及地方技术规程也对调查、评估和治理流程作出规定。
依据《城镇排水管道混接调查及治理技术规程》（T/CECS 758-2020）和《城镇分流制地区雨污混接调查与评估技术规程》（DB21/T 3613-2022）关于分流制雨、污水系统错误连通的规定，本文以"雨污混错接"统称分流制系统中雨水与污水管道（设施）的非设计连通。鉴于现有规范和工程文件对"混接""错接"的用词并不完全一致，本文按介质流向作操作性区分：污水进入雨水系统称"污水混接（污入雨）"，雨水进入污水系统称"雨水错接（雨入污）"。前者可造成晴天污水直排，后者会增加雨季污水系统负荷。该区分仅用于本文结果分类，不替代规范中的总称。
1.2 雨污混错接的识别难点
首先，混错接点多位于地下支管、检查井或建筑出户管，地面观察难以确认实际连接，通常需要开井、管道检测或示踪试验。同时，晴雨天水位、上游排水行为和管道淤积会影响现场现象，单次巡查可能遗漏间歇性问题。
其次，排查对象数量大而现场作业能力有限。县域管网常包含大量管段、检查井和排水户，逐段CCTV、逐户示踪或全面开挖在时间和成本上均难以承受。工程上需要先形成优先级清单，把有限的检测资源集中到高风险污染源、道路和排口。
再次，现状管网往往是初始设计、多次扩建及合流制改分流制工程叠加的结果，设计图、竣工图和改造档案可能不一致。仅依赖图纸会忽略设计—施工差异，仅依赖现场普查又难以覆盖全网。因此，更可行的是将低成本桌面筛选与高精度现场核查结合，形成"桌面初筛—现场确认—整改复核"的分级流程。
1.3 现有诊断方法概况
现有诊断方法首先包括基于现场观测的直接方法。CCTV、潜望镜和声呐可检查管内结构与支管接入；烟雾、染料或荧光示踪可通过上下游响应确认连接关系；水质特征因子则通过色氨酸荧光、电导率、温度等指标识别污水输入。SERCU等利用罗丹明WT示踪分流制管网的污水渗漏，HACHAD等构建多参数综合指标以筛选高风险排口，AO等进一步利用三维荧光光谱识别工业混合区的非法接入。另一类直接方法是水力—水质反演：基于SWMM等模型，结合水位或水质监测反求异常接入位置和流量，XU等在城市雨水系统中验证了该思路。现场方法能够提供较强证据，但依赖采样、仪器、监测工况或模型校准，更适合对初筛后的重点点位开展精查。
另一类方法利用地理信息、基础设施属性和工程档案开展桌面评估。美国EPA的IDDE指导手册以土地利用、潜在污染活动和基础设施特征对排放口进行风险排序；HOPKINS和BAIN利用管龄、材质及与水体的邻近关系识别泄漏热点。GIS与城市排水建模平台为全网数据整合和空间分析提供了基础。这类方法成本较低、覆盖范围大，适合作为现场排查的前置筛选，但常以排放口、管段或汇水分区为单元，主要回答"哪里风险较高"，较少进一步说明具体污染源的可能连接路径及相应核查、整改方式。
现有方法的差异可从4个方面概括：①诊断单元方面，荧光/多参数方法多面向排口或水样，水力反演面向节点，管龄—水体邻近方法面向管段或片区热点，本文面向污染源—道路对；②推理方式方面，前3类分别采用水质识别、模型反演和统计关联，本文采用可追溯的工程条件规则；③输出方面，现有方法主要给出污染识别、异常节点或风险排序，本文给出子规则、核查位置和初步整改方向；④适用场景方面，本文定位于现场精查前的桌面筛选，与现场监测和水力模型互补，而非替代关系。GIS和水力平台为各类方法提供数据基础。
1.4 本研究的主要工作
由此形成一个介于全网风险排序与逐点现场确诊之间的工程需求：能否利用项目中已有的管网设计图、建设年代、道路两侧布管和改造档案，在桌面阶段把筛选对象细化到污染源—道路接入关系，并给出可追溯的成因判断和现场核查位置？这一结果既可为现场作业提供更具体的目标清单，也可辅助区分片区综合改造、定点接驳核查和补充勘察等不同处置方向。
围绕上述需求，本文开展以下工作：①以污染源—道路对为最小诊断单元，构建条件向量c=(Δt,h_R,h_V,P,σ)，表征建设时间差、水体邻近、改造状态、道路两侧管线组合及污染源侧向；②设置R1—R3共12条可追溯子规则，分别处理历史建设时序、空间排布和无相邻道路情形，并明确数据缺失时的现场排摸路径；③建立子规则与片区改造、定点接驳核查、补充勘察之间的对应关系；④在含18个污染源的实际片区中，将桌面候选与既有烟雾、荧光指纹和三维荧光记录逐项核对。
本文方法定位于桌面初筛与现场精查之间，不替代开井、CCTV、示踪或水力反演。其评价重点是诊断单元是否细化、规则是否可追溯以及结果能否组织现场作业；由于案例未开展全片区真值普查，本文不据此报告总体准确率。
研究方法
02
2.1 多源数据层
本方法使用5类工程数据：①CAD管网几何、图层类型和检查井，表示设计条件下的管线位置与拓扑；②污染源多边形，表示小区、园区、酒店、医院等集中排水主体；③道路中心线及道路两侧雨、污水管，用于建立污染源与市政干管的空间关系；④污染源投用时间t_s和道路管线建设时间t_r，用于判断污染源投用时是否已有可用污水干管；⑤邻近水体、沿河截污或雨污分流改造状态等工程记录。各数据经坐标统一和字段核对后构成污染源—道路对。关键字段缺失时，方法不强行给出混错接结论，而转入"现场排摸"路径（图1）。
图1 诊断流程
2.2 问题形式化与符号体系
为统一描述不同来源的数据，将排水管网表示为图G=(V,E)，其中V为检查井或管段端点，E为具有管线类型和建设时间属性的管段。污染源集合记为S，道路集合记为R；污染源s与距离阈值d_max内的道路r组成诊断单元(s,r)。与仅对排放口或片区赋分不同，该单元同时保留污染源建设背景、道路两侧布管及接驳方向，便于追溯具体规则。
定义1（管网图）管段e∈E由有序顶点序列P(e)=(p_1,…,p_k)表示，其首、末点及检查井构成节点V。CAD坐标经统一转换后用于计算污染源、道路与管段之间的距离和侧向关系。
定义2（类型映射）类型映射τ:E→T由CAD图层建立，T包括雨水、污水及其他市政管线。本文仅使用排水子集T_d={雨水,污水}；图层名称含混、几何缺失或无法可靠归类的管段不进入自动判别，并在结果中提示补录。
定义3（条件向量）c(s,r)=(Δt,h_R,h_V,P,σ)。其中Δt=t_r(sewage)-t_s，正值表示污染源早于道路污水干管；h_R、h_V分别表示邻近水体和截污/分流改造状态；P表示道路两侧管线组合；σ表示污染源位于道路的左侧或右侧。各分量见表1。
表1 条件向量 c=(Δt, h_R, h_V, P, σ) 各分量含义
定义4（管线空间模式P）SEP为雨、污水管分置道路两侧；BOTH为两侧均有雨、污水管；ONE为仅一侧布管；INC为两侧有管但组合不完整；NONE为无可用排水管。5种模式见图2a。
定义5（污染源侧向σ）在道路最近线段上，以标准化道路方向u_r构造法向量n_r；污染源中心c_s相对最近点m_r的内积符号确定左、右侧。道路方向在计算前统一，几何关系见图2b。
图2 条件向量的几何要素
2.3 基于多源工程条件的混错接成因诊断
对每个(s,r)依次判断建设时序、水体与改造状态、道路两侧管线和污染源侧向，形成可追溯的子规则编号。规则输出属于桌面候选或核查建议，现场证据不足时不作最终确诊。
规则设置依据两类常见工程情形：污染源早于污水干管形成的历史排水路径，以及污水干管已建成但接出口与道路两侧管线不匹配形成的空间错位。规则只确定优先核查方向，实际连接仍由开井或示踪确认。
R1（历史建设时序，Δt>0）：R1.1，h_R=1且h_V=1，优先核查沿河截污管；R1.2，h_R=1且h_V=0，优先核查直排水体；R1.3，h_R=0，将污水接入雨水干管列为高优先级候选。R1类通常对应补建污水主干和沿线接驳等片区改造。
R2（污水干管已建成，Δt≤0）：R2.1，有邻近水体，因实际去向不唯一而转现场；R2.2，P=SEP，污染源与目标管同侧判为正常，异侧列为空间错位候选；R2.3，P=BOTH，转现场；R2.4，P=ONE，仅当污染源同侧只有一种排水管时按其类型形成混/错接候选，否则转现场；R2.5，P∈{INC,NONE}，转现场补充勘察。R2.2或R2.4候选通常对应定点接驳核查。
R3（无相邻道路）：R3.1，h_R=1且h_V=1，核查沿河截污管；R3.2，h_R=1且h_V=0，核查直排水体；R3.3，无水体但有相邻污染源，核查区域间串接；R3.4，上述信息均缺失，检查内部管线、化粪池或就近排放。R3均输出补充勘察，不作确定性判定。
规则覆盖范围说明：有相邻道路且t_s、t_r完整时，样本进入R1或R2中的一个子规则；无相邻道路时进入R3；建设时间、管线类型或空间侧向无法确定时直接输出"现场排摸"。该说明用于界定流程覆盖范围，不代表桌面结果已经现场证实。
R1、R2和R3分别对应片区改造、定点接驳核查和补充勘察3类建议，完整路径见图3。
R2反映污水干管已经具备但排出管与道路空间排布不匹配的情形。其中，雨、污水管分置道路两侧且污染源位于目标管异侧时，跨路施工成本或改造衔接可能导致就近接入错误管线。这类候选更适合定点开井或示踪，若现场确认，通常可通过调整单个出户管或支管接驳完成整改。对于道路两侧均有雨、污水管或布管信息不完整的情形，空间条件不足以唯一判断，必须保留为现场核查。
R1反映污染源早于污水干管的历史条件。污染源投用初期缺少规范污水出路，后续即使补建污水干管，原有接出口也可能继续沿用，因此常形成片区性、连续性的接驳问题。该类结果的现场重点是核查既有雨水干管、沿河截污管和新建污水干管之间的转换关系；整改通常不仅涉及单个排口，还包括污水主干补建、沿线接驳和截污系统复核。
与管龄—邻近性风险筛选相比，本方法把诊断单元由管段或片区细化到污染源—道路对，并输出可追溯子规则、核查位置和初步处置方向，而非单一风险分。与水质识别相比，本方法不要求每个候选点均先采集水样，适合快速形成现场清单，但无法单独确认实际水流路径；与水力反演相比，本方法对连续监测和模型校准的依赖较小，但不能估算异常流量。因而，本方法适用于全网粗筛之后、现场精查之前的候选细分，3类技术在不同作业阶段构成互补。
图3 R1—R3诊断规则及其对应的现场核查、整改建议
2.4 不确定性接口与现场排摸降级
"现场排摸"包括需要现场排查、暂无法分析和需抽样验证3类输出。当建设时间、道路侧向或管线类型等关键字段缺失，或R2.1、R2.3、R2.5及R3被触发时，现有信息不足以唯一确定排放去向，系统不输出确定性混错接结论，而给出缺失字段、建议开井位置及可选的烟雾、染料或水质核查方式。该接口用于把桌面不确定性显式传递给现场人员，避免把资料缺失误写为确定性告警。
CAD流向箭头仅作为补充信息。算法处理流向图层中的三角形LWPOLYLINE：实体应包含3个有效顶点，或包含4个顶点且首尾闭合误差小于最大边长的1%；方向取最短边中点指向其对角顶点。对单个箭头，设两腰长度为l_1和l_2，两腰相对差δ=|l_1-l_2|/max(l_1,l_2)。批量判向前，需依据CAD图例或人工抽样确认"最短边为底边、对角顶点为尖端"的制图约定；仅当δ<0.15时采用自动判向。δ>0.15的非等腰三角形以及直角、折线箭头或块参照不进入自动判向，相应点位转现场核查。δ=0.15为容纳CAD绘图及坐标舍入偏差的几何容差，不表示统计置信度。该适用边界会减少自动判向数量，但可降低箭头形态差异导致的方向误判。
2.5 工程应用与验证设计
在我国南方某城市排水片区运行R1~R3规则，先根据建设时间、道路布管和水体/改造记录形成外排去向候选，再与既有开井、烟雾、荧光指纹和三维荧光记录逐项对应。现场核查以"能否直接证明上、下游连通或水质来源"为证据标准：烟雾或荧光在目标井出现可确认管道连通，三维荧光特征可辅助识别生活污水输入。仅有直接现场记录的条目计为已确认；未留存逐点证据的条目保留为待核查候选。案例用于说明工作流和规则追溯方式；因未实施全片区真值普查，本文不计算precision、recall或总体准确率。
研究方法
03
3.1 研究片区概况
选取我国南方某城市的独立排水片区开展应用。片区包含18个集中污染源，其中16个为居民小区，另有1家酒店、1家医院及1处散户集中区。污染源类型和建设年代不同，可用于观察历史建设时序、道路布管与排水去向之间的关系；其空间位置见图4。
片区采用分流制，市政污水干管总长约85 km，主要呈"三横三纵"布局；雨水干管约88 km，主要由原合流制管道改造形成，呈"两横四纵"布局。由于原合流管敷设情况复杂，且合流制改分流制工程尚未完全实施，部分道路存在管道缺失、走向不明或雨污管线集中于道路单侧等情况。上述条件使片区同时包含历史路径、空间错位和资料不足等不同诊断场景。道路管线概况见表2。
图4 研究片区污染源与排水管网位置
表2 市政道路排水管道敷设情况
表3 污水总排口接入雨水系统的桌面候选及现场核查
表4 雨水总排口接入污水系统的桌面候选及现场核查
表5 雨水总排口接入沿河截污管的规则追溯与现场核查
3.2 排水管网GIS系统构建
依据设计图和工程资料建立排水管网GIS（图5）。系统录入污染源边界、建设年代、用水量和雨污总排口，以及道路名称、道路两侧雨污干管、建设年代和检查井编号；同时标注邻近水体和截污改造状态。数据录入后先检查坐标和图层类型，再计算污染源—道路邻接与侧向关系，形成2.1节所述5类输入。
图5 研究片区排水管网GIS系统
3.3 桌面诊断与现场核查结果
系统先按R1~R3形成污染源外排去向候选，再按子规则组织现场记录。表3~表5分别给出污水进入雨水系统、雨水进入污水系统及雨水进入沿河截污管的结果；每条记录均列明触发规则、桌面判据、现场核查证据和验证状态，使排放去向能够追溯到具体规则。现有资料中，10、14、19和1号未留存可直接证明外接路径的逐点示踪记录，因此归为待核查候选，不计入已验证结果。
表4中，1号由道路C雨、污水管分置两侧的空间条件触发R2.2，作为雨水接入污水管候选；8号所在道路两侧均有雨、污水管，桌面阶段进入R2.3并转现场，后由三维荧光记录确认。
表5中，5、11、12和13号均沿R1.1路径优先核查沿河截污管，并由烟雾示踪确认。13号另有荧光指纹证据表明，其污水经道路F雨水管进入沿河截污管，两类示踪记录对该条路径形成相互支持。
表6 污染源内部混接排查结果
3.4 内部排查结果
污染源内部排查属于独立的现场补充调查，不直接用于验证(s,r)桌面规则。晴天用水高峰期开启雨水总排口检查井：井内干燥或无污水特征时，未发现内部污水混接；若持续有水，则采样开展三维荧光检测，出现生活污水特征时判为内部污水混接。内部雨水错接则比较晴、雨天污水总排口的污水特征荧光；雨天明显降低表明污水受到雨水稀释。分组结果见表6和表7。
现有现场资料共为6条外排去向记录提供直接示踪证据，其中13号同时具有两类路径证据；内部调查另识别出7个污染源存在内部污水混接、6个对象存在内部雨水错接。结果表明，子规则能够把桌面候选转化为可执行的开井、烟雾或水质核查清单，并将证据与整改对象对应起来。但由于4条桌面候选尚无逐点外排证据，且未开展全片区普查，上述数量只能用于说明案例工作流，不能推断总体准确率。
表7 污染源内部错接排查结果
3.5 潜在应用方向与迁移条件
该流程可作为其他城市雨污混错接初筛的潜在工具，但跨区域使用前需重新核对道路两侧布管习惯、历史改造路径、档案字段和CAD箭头制式。对给水—污水等其他管线关系，只能借用诊断单元和规则追溯思路，需重新定义水力关系、风险后果和现场判据，不能直接套用R1~R3。
3.6 局限性与后续工作
本研究仍存在以下限制：
（1）数据与真值限制。建设时间、改造状态或道路侧向缺失会增加"现场排摸"比例；现有工程记录也未覆盖全部桌面候选。后续拟选取1~2 km²子片区开展全开井普查，并采用染料、电导率/温度或荧光示踪建立逐点真值，量化precision、recall及不同子规则的命中率。
（2）箭头形态限制。自动判向仅适用于经图例或抽样确认的短底边三角形；非等腰、直角、折线箭头和块参照均需人工确认。跨项目应用应先按2.4节检查制图习惯，必要时改用块旋转角或人工流向数据。
（3）迁移与数据治理限制。图纸完整性、时效性及不同城市的管线空间排布会改变规则适用性。跨城市、跨管线迁移前应开展小样本复核和规则再标定，并统一图层命名、建设时间和改造状态字段。
（4）模型边界。本方法未耦合SWMM、InfoWorks等水力—水质模型，不能估算混错接流量或降雨响应；规则输出可作为后续建模的候选输入。
（5）现场闭环限制。本文定位于前置筛查，最终确诊仍需开井、CCTV或示踪。后续应建立"规则编号—现场记录—整改措施—复核结果"的标准化台账，在扩大样本后评价不同城市和不同排布模式下的稳定性。
结论
04
本文针对现有桌面评估多停留在排放口、管段或片区风险排序的问题，提出一种面向现场精查前置筛选的雨污混错接诊断方法。方法以污染源—道路对为单元，融合污染源与道路管线建设时序、道路两侧雨污管线、水体邻近和改造状态，通过R1~R3共12条子规则区分历史建设路径、空间错位和资料不足情形，并输出疑似成因、核查位置及片区改造、定点接驳核查或补充勘察建议。数据不完整时转入现场排摸，避免作确定性判断。
工程案例表明，该流程能够把桌面候选与烟雾、荧光指纹和三维荧光记录逐项对应。现有记录中，6条外排去向具有直接证据，4条缺少逐点证据的结果保留为待核查候选；内部调查识别的混错接问题作为现场补充结果单独统计。由此可见，本方法的主要价值是细化筛选单元、保留规则追溯并组织现场作业，而不是替代现场确诊。
该方法在其他城市的应用属于潜在方向，迁移前需验证当地道路两侧布管、建设时序和历史改造规律；跨管线应用还需重新定义水力关系与风险后果。后续将选取1~2 km²子片区开展全开井普查，结合染料、电导率/温度或荧光示踪建立逐点真值集，量化各子规则的precision、recall和适用边界，并研究与水力模型、现场排程及整改复核台账的衔接。
微信对原文有修改。原文标题：基于多源工程数据的城镇排水管网雨污混错接诊断方法及应用；作者：徐晋，钟士发，楚文海，徐祖信；作者单位：同济大学环境科学与工程学院。刊登在《给水排水》2026年第8期。
