海綿城市監測體系構建探究

孔祥文

摘 要 海綿城市是我國新時代治水理念發展的產物，建設海綿城市是控制城市水污染、保護城市水環境的重要途徑之一，監測體系是海綿城市建設不可缺少的組成部分。本文介紹了海綿城市的背景，論述了海綿城市在線監測的作用，并從建設目標，技術路線、體系建設、監測方式等方面探討了海綿城市在線監測體系的構建，以期為海綿城市在線監測系統的建設提供一些參考。

關鍵詞 海綿城市;監測體系;在線監測;人工檢測;體系建設

前言

海綿城市建設是城市發展理念的轉變，強調在城市建設中因地制宜、順應自然、重視人與自然相和諧的生態意識。通過海綿城市建設，可以充分發揮海綿設施等對雨水的停、滯、蓄的作用，增強城市海綿設施的功能，從而有減少城市徑流污染、保護和改善城市水環境。

為系統、科學地評價海綿城市的建設效果，住建部在其發布的《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》中，對“年徑流總量控制率”、“城市面源污染控制”、“城市暴雨內澇災害防治”等關鍵指標有明確的要求。利用監測與管控平臺對海綿城市進行徑流總量模擬監測、徑流峰值延緩評價、面源污染負荷評價、徑流污染削減評價等，形成科學、系統、準確的海綿城市運行效果評價體系，客觀評價海綿城市建設成效。

1背景

海綿城市建設是一項國家戰略，2014年，住建部發布《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）》的通知;2015年1月，國家財政部、住建部和水利部聯合開展海綿城市建設試點工作;2015年10月，國務院辦公廳印發《關于推進海綿城市建設的指導意見》;2016年2月，《國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》中，均明確提出推進海綿城市建設。

近年來，海綿城市建設取得了一些成果，也暴露出許多問題。一些城市只重視海綿城市項目的工程建設，而忽視項目的規劃和管理，導致出現重復建設、建成后效果差、管理落后等問題。應根據海綿城市建設的考核目標，借助先進的在線監測技術，建立有效的海綿城市實時在線監測體系，加強對海綿設施的長期運行的監測，評估設施運行狀況，及時發現運行過程中所出現問題，進行有效的處理處置，提高設施的運行保障率，全面提升海綿城市設施的運營維護水平，為海綿城市建設的智慧化管控提供強有力的數據支撐[1]。

2建設目標

基于上述背景，海綿城市監測體系建設應圍繞海綿城市建設績效考核目標，結合城市排水系統在線監測，建設目標主要是：

2.1 綜合評價海綿城市建設成果

對海綿城市各項考核指標進行科學、有效的監測，評價海綿城市設施運行效果，對城市水環境狀況改善所起的作用，對城市排水防澇能力的提升，全面評價海綿城市建設對城市帶來的影響。

2.2 積累數據，支持全過程精細化管理

很多城市面臨排水防澇壓力、徑流污染、水環境惡化等問題，通過監測體系，積累長期監測數據，建立數據中心，摸清運行規律和效果，為規劃設計、工程改造、運行管理提供可靠依據，為排水業務智慧決策管理提供數據支撐，支持全過程的精細化管理。

2.3 為管理平臺運行提供數據支撐

采集雨量、液位、流量、水質等實時在線監測和人工檢測數據，為大數據、數學模型等分析手段提供計算依據，支持海綿城市的考核評估、污染負荷分析、運維養護等工作，支持管理模式的轉型與升級[2]。

3技術路線

為全面評價海綿城市建設效果，積累相關技術數據，實現對海綿城市系統管理平臺的數據支撐，海綿城市在線監測體系的構建緊密圍繞海綿城市績效考核指標體系，根據雨水徑流匯集過程，結合系統化管理方案的需求，通過對雨量、液位、流量、水質等數據的在線監測與人工檢測相結合的監控方式，構建覆蓋設施/片區、管網、排口的分類、分區、分層的全過程綜合在線監測網絡，為海綿城市考核評估提供數據支撐。海綿城市監測體系建設主要分為現狀調研、需求分析、綜合監測方案制定和監測網絡建設四個階段。

首先，對海綿城市建設區域的現狀進行調研，收集和整理項目范圍內和相關區域的下墊面、排水管網、城市水系、已建和在建海綿城市項目的建設、管控現狀等內容，進行本底現狀資料梳理整理。

其次，圍繞住建部提出的績效評估考核指標體系，結合海綿城市建設實施方案與相關海綿城市專項規劃，明確海綿城市建設目標與指標體系，對各項指標進行分解細化，對主要考核指標進行歸納，構建海綿城市建設評估體系，制定滿足“設施/項目、管網、排口”全過程監測的理念，分區域、分層級的在線監測與人工檢測結合的海綿城市在線監測初步方案。

再次，基于在線監測初步方案，建立集雨量、液位、流量、水質于一體的在線監測和人工檢測網絡，全方位監控海綿城市設施運行情況。

最后，基于在線監測數據分析，優化完善監測方案，開展海綿城市全方位、長期有效的過程監測，實現海綿城市建設全生命周期管理，根據海綿設施運行監測數據，對海綿城市項目建設和運行進行全過程精細化管理[3]。

4在線監測體系建設

為構建完善的在線監測體系，支持海綿城市建設與評估考核，應按照設施/片區、管網、排口的全過程綜合在線監測體系框架，選擇適宜的監測點，構建監測網絡，進行雨量、液位、流量、水質等監測，監測點的選取充分考慮實用性、分散與集中相結合、代表性和可行性，符合“設施/片區、管網、排口”全過程監測的理念。通過對基礎資料分析，對水系、湖泊以及排水管網的結構進行梳理，對排口類型、結構進行總結，對海綿建設項目資料進行匯總分析，在實地踏勘的基礎上，制定完整的監測布點方案。

（1）設施/片區監測。設施/片區監測主要針對各片區內的各海綿項目內的典型海綿設施及海綿分區排口進行流量、SS水質監測，主要監測設施包括生物滯留設施、透水鋪裝、雨水濕地/濕塘、下沉式綠地等，對各設施和片區整體建設情況和效果評估提供依據。

（2）管網監測。管網監測主要是在管網的重要節點和易澇點進行流量和液位的監測，對過程數據進行采集，能夠對各片區的海綿項目、雨污混流、管網改造等進行評估。

（3）排口監測。通過對排水分區各入河湖排口流量、水質SS的監測，對各排水分區的徑流總量控制情況進行整體的評估。

（4）臨時監測。為節省費用，提高設備的使用效率，可根據項目情況，采用臨時在線監測的方式，進行短期、輪換監測，獲得階段性監測數據。

（5）本底監測。在海綿項目開始前，對改造前的項目排口、屋頂、道路、硬質鋪裝、綠地等進行監測，為項目建成后，提供本底比對數據。

5監測方式

監測方式采用在線監測與人工檢測相結合的監控方式。

（1）在線監測主要包括在線雨量、液位、流量、SS水質等指標。①雨量：按照海綿城市降雨空間分布規律，分區采集降雨量數據。②液位：在排水管網易澇點等關鍵節點布設，為評估運行風險預警提供依據。③流量：在片區的排口安裝，為片區內年徑流總量控制率計算提供依據;在重點設施/片區的出水口安裝，為地塊在不同降雨強度下的徑流總量控制率計算提供依據。④SS水質：在重點項目的出水口以及典型片區的排口安裝，為城污染物控制的計算提供依據。

（2）人工監測主要是在降雨過程中，需對典型的下墊面、設施及分區排口，進行人工采樣檢測方式的進行監測，主要對pH、透明度、溶解氧（DO）、BOD5、高錳酸鹽指數、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）等指標進行化驗分析。

6結束語

海綿城市在線監測體系作為全方位監測網絡，能夠很好地管控海綿城市建設效果，是海綿城市建設不可缺少的一部分。構建包含雨量、液位、流量、水質等參數的海綿城市一體化在線監測體系，建立覆蓋規劃、建設、運行的海綿城市全過程、精細化的管理模式，建立海綿城市在線監測數據庫;利用先進的傳感器、物聯網、大數據等技術手段，實現海綿城市在線監測與建設過程管控，能快速高效地評估和診斷海綿城市系統，科學、高效管理海綿項目建設和運行情況的監測數據，增強規劃設計的科學性，提高海綿設施的建設和運行效率、提升管理效率。

參考文獻

[1] 李運杰，張弛，冷祥陽，等.智慧化海綿城市的探討與展望[J].南水北調與水利科技，2016，14（1）：161-164，171.

[2] 王澤陽，關天勝，吳連豐.基于效果評價的海綿城市監測體系構建——以廈門海綿城市試點區為例[J].給水排水，2018，44（3）：23-27.

[3] 盛平，喻一萍.城市排水在線監測系統的應用[J].排灌機械，2009，27（3）：190-195.