综述：排水管网缺陷监测方法研究进展

本文系统评述了排水管网缺陷监测技术的最新进展，涵盖软件分析、声学检测（acoustic methods）、红外热成像（infrared thermography）、智能球系统（smart ball）、探地雷达（GPR）和分布式光纤传感（DFOS）等方法，强调多传感器融合（multi-sensor fusion）与人工智能（AI）协同可显著提升检测精度，为城市基础设施维护提供关键技术支持。

　　

Abstract

排水管网作为城市污水运输和防洪排涝的核心基础设施，其结构性与功能性缺陷可能引发城市内涝、土壤污染甚至地陷等连锁反应。综述指出，管道裂纹、接口错位、沉积堵塞是三类高频缺陷，需通过多维度技术手段实现精准监测。

常见缺陷类型

结构缺陷以机械损伤（如裂缝、腐蚀）为主，功能缺陷则多由沉积物堆积或树根侵入导致。其中硫化氢腐蚀引发的管壁厚度损失可达原始值的30%，而直径_600mm以下管道更易发生完全堵塞。

监测技术进展

声学检测通过水锤波反射定位2cm以上的裂缝，精度达±15cm；红外热成像可识别管壁0.5℃的温差变化，但对埋深>1.5m的管道灵敏度下降40%。智能球系统搭载9轴惯性测量单元（IMU），在流速>0.3m/s的管网中可绘制三维变形图谱。

技术融合突破

多传感器融合（MSF）方案将探地雷达（GPR）的穿透能力与分布式光纤传感（DFOS）的连续监测优势结合，使缺陷识别率提升至92%。深度学习算法（如ResNet-50）对 CCTV 检测视频的裂纹分类准确率达89.7%，较传统图像处理快17倍。

未来方向

基于数字孪生（Digital Twin）的预测性维护系统正成为研究热点，其通过实时数据同化可实现剩余寿命预测误差<8%。值得注意的是，成本效益分析显示，AI驱动的监测方案可使年维护成本降低23-35%，但需解决传感器耐久性（当前平均寿命<3年）与复杂管网拓扑建模等挑战。