西安市小寨區域海綿城市監測體系構建

閆杭召

北京市市政工程設計研究總院有限公司廣東分院 廣東 廣州 510006

1 前言

海綿城市在線監測體系的構建，是通過物聯網、云服務、大數據分析等多種技術手段，有效記錄海綿城市的背景數據、過程數據、運行數據，為海綿城市建設效果評估和績效考核提供支持數據，是有效提高城市海綿體、排水系統以及城市水系的運營管理水平、規劃決策水平和建設維護水平重要途徑之一。

2 工程方案概述

西安市小寨區域海綿城市建設項目（I標段）工程范圍西起太白南路、東至西延路～雁塔南路；南起電子二路～雁南二路、北至南二環，面積11.38km2。

以解決內澇問題為主，以徑流污染防治、雨水資源利用為輔，利用海綿城市建設理念及措施，構架立足源頭-過程-末端的全流程技術方案：（1）LID低影響開發雨水系統，改造建筑與小區16處，公園與綠地廣場1處，市政道路5條，改造總面積改造總面積163.23hm2；（2）構建雨水通道，新建雨水管道6條，開展大環河主干渠清淤，總長約11.3km；（3）建設分散削峰調蓄系統，新建調蓄池、調節滲塘5座，總蓄水容積20.3萬m3。

為了評估海綿城市的建設效果，為項目PPP考核及績效付費提供依據，提高海綿城市規劃、建設、運營、管理全過程信息化水平，構建西安市小寨區域海綿城市建設項目在線監測體系是十分必要的[1]。

3 考核標準與內容

依據《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》，借鑒國家第一批海綿城市試點建設項目終期考核標準和實施情況，確定海綿監控考核標準與內容如下：

表1 海綿監控考核標準

指標 考核目標 監測方法與內容城市 防澇 50年一遇于排水主干管與大環河交叉口處監測暴雨期間大環河對排水主干官的頂托情況于各歷史內澇積水點及積水高風險點設液位計，監測暴雨期間積水深度、交通影響情況等于各內澇點處設監控影像設備，監測暴雨期間積水范圍、交通影響情況等于工程范圍邊界線各主要排水管及地面客水入口設流量計量設備，作為內澇成因分析邊界數據水環境質量 污水入侵情況 于排入大環河的各主干管設置采樣點，監測排入大環河的水質情況SS削減率 50%～60%選取地面徑流污染采樣點實時監測，作為徑流污染削減分析基礎數據對下沉式綠地、植草溝、生物滯留帶等海綿設施進行污染削減監測分析，考察海綿設施單體徑流污染削減效果對公共地塊、住宅、綠地廣場、道路總排口或主要排水分區排口進行監測，考察建設項目海綿化改造徑流污染削減效果對工程范圍內主要排水干管末端進行監測，分析區域徑流污染削減情況年徑流總量控制率 80%/ 17.4mm降雨量監測，實時監測填報，作為計算基礎數據對下沉式綠地、植草溝、生物滯留帶等海綿設施進行污染削減監測分析，考察海綿設施單體徑流控制效果對公共地塊、住宅、綠地廣場、道路總排口或主要排水分區排口進行監測，考察建設項目海綿化改造徑流控制效果對工程范圍內主要排水干管末端進行監測，利用考核年降雨實測數據模擬分析區域徑流量控制效果熱島 效應 城市熱島強度有所緩解 選取工程范圍內外監測點，計算平均溫差，分析海綿城市建設對局部熱島效應的影響雨水資源收集利用率 雨水替代市政雜用水的比例為10%～15% 于工程范圍內地塊蓄水池、市政蓄水池回用單元設置流量計，統計計算回用水量與市政理論雜用水量比例

4 監測體系構建方案

通過對西安市小寨區域海綿城市建設方案及考核目標的分解，確定開展3個方面的監測方案：項目邊界條件控制布點、基礎數據采集布點、PPP指標考核監測布點。

4.1 基礎數據采集布點

區域降雨量監測：在工程范圍內每5km2設置一處在線雨量計，雨量計測數作為多項指標計算的基礎數據；

典型下墊面類型降雨徑流污染基底監測：在工程范圍內選取典型下墊面屋面、市政道路、廣場、綠地、小區內鋪裝各1處，監測降雨期間徑流污染SS產生量和徑流產流量H（堰槽流測流量）[2]，作為徑流污染SS削減率計算的基底數據；

外河水位監測：監測大環河與皂河交叉口出皂河水位，作為大環河排水頂托分析依據。

4.2 項目邊界條件控制布點

工程范圍邊界線流入流出客水水量及水質監測：作為客水數據記錄和劃定的依據；主要包括項目改造范圍內上下游管網及面徑流流入量監測。

4.3 PPP指標考核監測布點

（1）水生態--年徑流總量控制率

1、代表地塊末端排口，作為代表地塊（即海綿化改造建設項目）實測考核點和區域徑流模型建立的校核數據點；2、大環河沿線各現狀和新建雨水管道排口點，作為區域徑流模型建立的校核數據點；3、工程范圍邊界線流入流出水量監測。

（2）水生態—熱島效應

于工程范圍內和工程范圍外分別布設2個監測點，計算溫濕度平均值。

（3）水環境—大環河雨污分流

1、工程范圍邊界線流入流出斷面水質監測；2、對排入大環河的主干管（含光路新建雨水管排口、朱雀路新建雨水管排口、翠華路新建雨水管排口、長安立交雨水泵站內壓力出水管）進行水質監測，其中在線采樣指標為SS、COD，人工采樣指標為氨氮、TP，結合流量監測，作為分析大環河污染的重要評價依據。

（4）水環境—徑流污染SS削減率

1、代表地塊末端排口，作為代表地塊（即海綿化改造建設項目）實測考核點；2、排入大環河各現狀和新建雨水管道排口點，作為排水分區徑流污染SS削減計算數據點；3、大環河與工程范圍上下游交叉點，作為整個工程范圍的徑流污染SS削減計算數據點；4、典型下墊面類型降雨徑流污染基底監測。

（5）水安全—城市排澇

在城市歷史積水點、高風險積水路段設置路面液位計，監測暴雨期間積水深度和退水時間，輔助視頻監測設備，對內澇整治效果進行監控。同時，輔助項目范圍邊界線客水監測，分析澇水來源。

（6）水安全—城市排水

利用1、2、3、5年一遇短歷時降雨對現狀和新建雨水管道進行重現期評估，同時結合工程范圍內排水管網新建進程，填報更新管渠系統標準。

（7）水資源—污水再生利用率

由于污水處理廠位于本工程范圍外，建議此項標準不在本標段工程范圍內考核，依據西安市現狀污水處理廠遠期提質改造工程進程復核。

（8）水資源—雨水資源回用率

于本工程范圍內地塊蓄水池、地埋式蓄水池、地上蓄水池、滲透塘雨水處理及回用出水管設置流量計，計取年雨水回用量，其與城市雜用水量的比例即為雨水資源回用率[3]。

本工程合計選裝在線監測儀器125臺，其中在線翻斗式雨量計2臺、在線溫濕度計4臺、在線液位計26臺、在線多普勒超聲波流量計30臺、自備電磁流量計13臺、在線SS監測儀24臺、在線COD監測儀9臺、200萬像素4寸紅外網絡高清球機8套、水質自動采樣儀9臺。

5 總結

（1）海綿監測體系構建是海綿城市建設的重要組成部分，監測體系的構建對提高項目建設、管理、考核、評估水平具有重要意義。

（2）結合項目工程方案，對項目考核目標進行逐項分解剖析，針對性地闡述了不同指標的監測內容和監測方式，建立了由項目邊界條件控制布點、基礎數據采集布點、PPP指標考核監測布點三部分組成的監測體系方案。

（3）項目合計設置監測設備125臺，包括降雨量、溫濕度、流量、液位、水質、影像等8類，滿足項目全流程管理要求[4-5]。