背景
随着城市化进程和排水管网提质增效的工作推进，首要问题是做到“清污分流”，即不仅做到雨天时雨水和污水分流，同时更要在旱天避免地下水进入污水管网，目前因污水管网破损而导致的地下水入渗是制约管网系统正常运行的瓶颈问题。已有研究表明，我国现有很多污水管道地下水入渗量可达污水处理厂旱天进水量的30%~72%，渗入量超过国家标准的10倍以上（GB 50268—2008），从而导致污水处理厂进水COD偏低，通常不足100mg/L，远低于200mg/L—400mg/L的设计要求。因此，亟需准确高效的技术手段，对地下水的入渗情况进行定量分析，辅助改进和提升污水管网的运行效能。
地下水入渗的负面影响
在地下水水位较高的区域，外部地下水可以通过管网接口、破损管道等途径进入污水管网（即入渗），是污水系统运行中常见但不容忽视的问题。地下水入渗至污水管网系统普遍会引发以下问题：
污水管网高液位运行：地下水入渗会显著增加污水管网的负荷，导致液位升高甚至满管运行，削弱了污水管网的排水能力。
污水处理厂效率下降：超量的地下水流入可能稀释污水浓度，导致污水处理厂运行效率降低，处理成本增加。
管网老化与破损：长期的高液位运行会加速管道老化，增加维护成本，同时破损处的地下水入渗会形成恶性循环。
内涝隐患加剧：在暴雨或汛期，高液位运行可能导致雨污合流管网排水不畅，进一步加剧内涝风险。
定量评估入渗的方法：地下水和管网模型耦合模拟
为准确评估地下水入渗对污水管网运行的影响并制定有效治理策略，需要依托科学的量化方法。传统评估方法，如水量平衡法、流量与水质联合分析法等，尽管在特定场景中有所应用，但在大范围区域的长期动态评估中暴露出以下局限性：
监测手段的局限性：传统方法主要依赖密集布设自动监测设备，这种方式难以全面覆盖管网空间，且受限于设备成本和维护难度，难以适应大范围应用。
适用性不足：传统手段通常仅能对短期入渗现象进行评估，无法应对因城市管网长期老化或结构复杂化而产生的动态变化和演化趋势。
时空分辨率受限：现有方法多提供宏观总量和比例分析，缺乏对月、日、小时等精细时间尺度的动态变化刻画，难以满足精准管理需求。
缺乏情景推演能力：传统技术难以模拟修复或改造措施对整体管网系统的影响，无法为优化设计和前瞻性决策提供有力支持。
针对上述不足，英特·智水·锐思团队基于自主研发的地表水-地下水耦合模型inteliway-SSIM（ISSIM）和城市水文与雨污排水系统模拟软件 inteliway-SWMM（ISWMM），构建了地下水入渗综合评估体系。如下图所示，该评估体系包括三个主要的部分：
1）基于ISSIM构建的区域地表水-地下水耦合模型，提供高时空分辨率（小时或分钟级）的区域地下水动态数据；
2）基于ISWMM构建的区域管网水力模型；
3）以ISSIM的区域地下水模拟结果为外部边界条件，基于ISWMM动态模拟污水管网的地下水动态入渗过程的松散耦合框架。
基于该综合评估体系的联动模拟，能够为复杂入流入渗场景分析和管理决策提供科学支持，如优化地下水入渗点监测方案、污水管流的组分解析、水质净化厂净水浓度低原因诊断、地下水入渗高风险区域定位、修复工程评估等。
图1 基于ISSIM和ISWMM的地下水入渗综合评估体系
其核心优势如下：
全面性评估：在因果推理框架下整合多源数据（如管网结构、地下水位、降雨数据等），实现地表水、地下水与管网系统的全链条耦合模拟，评估过程更加系统全面，同时该体系可模拟全区域管网的水动力情况，弥补了监测数据难以做到空间全覆盖的局限性。
动态场景适应：具备动态模拟不同时间、空间条件下地下水入渗对管网液位影响的能力，可适用于复杂且多变的应用场景。
高精度计算：采用基于物理机理的地表水-地下水耦合模型，动态模拟区域地下水位的时空变化，作为地下水边界条件输入ISWMM，大幅提升模拟结果的精准性。此外，该体系可以精确模拟外部地下水在小时甚至分钟级别的动态变化过程，满足高精度管理需求。
推演与决策支持：基于模型模拟的多种情景推演结果，可科学评估管网修复、陡坡逆坡改造等措施对整体系统运行的影响，为管网优化运行、高液位风险缓解提供决策支持。
展望与意义
通过地表水-地下水耦合模型与管网模型的综合评估体系，能够更准确地识别地下水入渗高风险区域与动态特征，为污水管网的优化管理和风险防控提供科学依据。尽管地下水入渗问题的治理难以一蹴而就，但基于先进评估工具可辅助落实精细化管理，将有效提升城市排水系统的运行效率和长期韧性，为城市的可持续发展奠定坚实基础。
充分发挥该体系的潜力并实现其预期目标，需要在以下方面持续优化：
模型构建的完整性：确保模型能全面覆盖多源数据，本地化表达研究区域的重点特征。
数据采集的高精度：强化多源数据（如地下水位、管网流量、降雨强度等）的实时性与准确性，为模型提供可靠支撑。
参数校准的精细化：通过物理机制分析和多场景模拟，不断优化模型参数，提高模拟精度。
与前端决策的深度融合：构建模型评估结果与治理策略之间的有效联动机制，为规划、设计、改造等环节提供高效决策支持。
通过以上优化方向的深入探索，该体系将在复杂工程场景中展现更强的适用性与有效性，助力城市排水系统实现精细化、智能化、可持续化管理。
