随着我国城市化进程的加快，城市人口不断增加，城市排水系统的负担加重，我国多个城市(如北京、天津、重庆、昆明等)都发生了多起污水管道爆炸和硫化氢中毒事故，对人民生命财产安全构成较大威胁，严重影响社会稳定。重庆市由于其特殊的地形和生活习惯，污水管道爆炸事故较其他城市频繁。因此，开展山地城市污水管道有害气体相关研究对保障城市污水系统的安全运行显得十分必要。论文在全面综述了国内外城市污水管道中有害气体的成分、产生机理、检测方法以及管道安全的现状的基础上，从城市污水管道中污水的流动特性方面阐述了污水管道中有害气体的产生，针对重庆市污水管道安全事故频发、安全隐患严重等问题，采用一系列便携式检测仪器对重庆市主城区部分典型区域污水管道中的气体进行现场检测以及样本采集，选择适用于城市污水管道有害气体的检测方法进行实验室分析，对比分析各检测数据，并联系周围环境、人口密集程度等特征，探索适合城市污水管道有害气体检测的方法，研究城市污水管道中有害气体分布以及浓度变化的规律，可为城市污水管道的监测预警系统提供理论依据。研究主要内容和结果包括：①在进行一系列简化的基础上，对城市污水管道中的污水进行固液两相流与气液固三相流特性分析，并在污水流动特性的基础上分析气体的形成。城市污水管道中的气体都是由于污水中污染物质被分解、氧化或还原而产生的。污水中物质的转化涉及到含碳物质、含氮物质与含硫物质三大类物质的转化，这其中既有氧气参与的有氧反应，也存在无氧反应。城市污水管道中的甲烷、硫化氢和二氧化碳主要是在有机物厌氧消化过程中产生的。②通过对重庆市主城区江北区和沙坪坝区的三类典型区域污水管道有害气体进行现场初步检测，发现重庆市污水管道中的有害气体以甲烷、硫化氢和二氧化碳为主，一氧化碳和氨等浓度极低，甚至没有。③现场检测中发现，重庆市污水管道中各有害气体的浓度差异较大，尤其是甲烷和二氧化碳，有的检测点浓度极低，甚至为零，有的则超过仪器的检测范围，而硫化氢的浓度都在10-6级别。针对这一特点，对现有的检测方法进行对比，发现气相色谱法能很好的满足甲烷和二氧化碳浓度差异大的需求，得出精确的数据。污水管道中硫化氢的检测方法则是亚甲蓝法比较好，天然气中硫化氢的检测方法同样适用于城市污水管道中的硫化氢检测，且能有较精确的检测数据。④论文对重庆市的污水管道中各有害气体的检测发现，这些气体的浓度并不是稳定不变的。各气体浓度因周围环境、温度、检查井深度以及检查井在排放系统中所处的位置不同而有很大差异。结合气体产生机理与各气体的物理、化学性质，发现温度升高，气体浓度增大；在检查井浅层，甲烷浓度较高，而二氧化碳与硫化氢由于其易溶于水，在水面附近的浓度并不是最高的；在污水排放系统中，化粪池中的甲烷和二氧化碳浓度明显高于污水管道中，硫化氢则完全相反。在化粪池内部，甲烷和二氧化碳浓度呈现前低后高的现象。沿着污水管道，各气体浓度都呈现出减小的趋势。