孔祥文

摘 要 海綿城市是我國新時代治水理念發(fā)展的產(chǎn)物，建設(shè)海綿城市是控制城市水污染、保護城市水環(huán)境的重要途徑之一，監(jiān)測體系是海綿城市建設(shè)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(jiān)測的作用，并從建設(shè)目標(biāo)，技術(shù)路線、體系建設(shè)、監(jiān)測方式等方面探討了海綿城市在線監(jiān)測體系的構(gòu)建，以期為海綿城市在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)提供一些參考。

關(guān)鍵詞 海綿城市;監(jiān)測體系;在線監(jiān)測;人工檢測;體系建設(shè)

前言

海綿城市建設(shè)是城市發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變，強調(diào)在城市建設(shè)中因地制宜、順應(yīng)自然、重視人與自然相和諧的生態(tài)意識。通過海綿城市建設(shè)，可以充分發(fā)揮海綿設(shè)施等對雨水的停、滯、蓄的作用，增強城市海綿設(shè)施的功能，從而有減少城市徑流污染、保護和改善城市水環(huán)境。

為系統(tǒng)、科學(xué)地評價海綿城市的建設(shè)效果，住建部在其發(fā)布的《海綿城市建設(shè)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(nèi)澇災(zāi)害防治”等關(guān)鍵指標(biāo)有明確的要求。利用監(jiān)測與管控平臺對海綿城市進行徑流總量模擬監(jiān)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(xué)、系統(tǒng)、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(shè)成效。

1背景

海綿城市建設(shè)是一項國家戰(zhàn)略，2014年，住建部發(fā)布《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》的通知;2015年1月，國家財政部、住建部和水利部聯(lián)合開展海綿城市建設(shè)試點工作;2015年10月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》;2016年2月，《國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中，均明確提出推進海綿城市建設(shè)。

近年來，海綿城市建設(shè)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(shè)，而忽視項目的規(guī)劃和管理，導(dǎo)致出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)、建成后效果差、管理落后等問題。應(yīng)根據(jù)海綿城市建設(shè)的考核目標(biāo)，借助先進的在線監(jiān)測技術(shù)，建立有效的海綿城市實時在線監(jiān)測體系，加強對海綿設(shè)施的長期運行的監(jiān)測，評估設(shè)施運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)運行過程中所出現(xiàn)問題，進行有效的處理處置，提高設(shè)施的運行保障率，全面提升海綿城市設(shè)施的運營維護水平，為海綿城市建設(shè)的智慧化管控提供強有力的數(shù)據(jù)支撐[1]。

2建設(shè)目標(biāo)

基于上述背景，海綿城市監(jiān)測體系建設(shè)應(yīng)圍繞海綿城市建設(shè)績效考核目標(biāo)，結(jié)合城市排水系統(tǒng)在線監(jiān)測，建設(shè)目標(biāo)主要是：

2.1 綜合評價海綿城市建設(shè)成果

對海綿城市各項考核指標(biāo)進行科學(xué)、有效的監(jiān)測，評價海綿城市設(shè)施運行效果，對城市水環(huán)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(shè)對城市帶來的影響。

2.2 積累數(shù)據(jù)，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(huán)境惡化等問題，通過監(jiān)測體系，積累長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)中心，摸清運行規(guī)律和效果，為規(guī)劃設(shè)計、工程改造、運行管理提供可靠依據(jù)，為排水業(yè)務(wù)智慧決策管理提供數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)支撐

采集雨量、液位、流量、水質(zhì)等實時在線監(jiān)測和人工檢測數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型等分析手段提供計算依據(jù)，支持海綿城市的考核評估、污染負荷分析、運維養(yǎng)護等工作，支持管理模式的轉(zhuǎn)型與升級[2]。

3技術(shù)路線

為全面評價海綿城市建設(shè)效果，積累相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對海綿城市系統(tǒng)管理平臺的數(shù)據(jù)支撐，海綿城市在線監(jiān)測體系的構(gòu)建緊密圍繞海綿城市績效考核指標(biāo)體系，根據(jù)雨水徑流匯集過程，結(jié)合系統(tǒng)化管理方案的需求，通過對雨量、液位、流量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測與人工檢測相結(jié)合的監(jiān)控方式，構(gòu)建覆蓋設(shè)施/片區(qū)、管網(wǎng)、排口的分類、分區(qū)、分層的全過程綜合在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，為海綿城市考核評估提供數(shù)據(jù)支撐。海綿城市監(jiān)測體系建設(shè)主要分為現(xiàn)狀調(diào)研、需求分析、綜合監(jiān)測方案制定和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)四個階段。

首先，對海綿城市建設(shè)區(qū)域的現(xiàn)狀進行調(diào)研，收集和整理項目范圍內(nèi)和相關(guān)區(qū)域的下墊面、排水管網(wǎng)、城市水系、已建和在建海綿城市項目的建設(shè)、管控現(xiàn)狀等內(nèi)容，進行本底現(xiàn)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(biāo)體系，結(jié)合海綿城市建設(shè)實施方案與相關(guān)海綿城市專項規(guī)劃，明確海綿城市建設(shè)目標(biāo)與指標(biāo)體系，對各項指標(biāo)進行分解細化，對主要考核指標(biāo)進行歸納，構(gòu)建海綿城市建設(shè)評估體系，制定滿足“設(shè)施/項目、管網(wǎng)、排口”全過程監(jiān)測的理念，分區(qū)域、分層級的在線監(jiān)測與人工檢測結(jié)合的海綿城市在線監(jiān)測初步方案。

再次，基于在線監(jiān)測初步方案，建立集雨量、液位、流量、水質(zhì)于一體的在線監(jiān)測和人工檢測網(wǎng)絡(luò)，全方位監(jiān)控海綿城市設(shè)施運行情況。

最后，基于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化完善監(jiān)測方案，開展海綿城市全方位、長期有效的過程監(jiān)測，實現(xiàn)海綿城市建設(shè)全生命周期管理，根據(jù)海綿設(shè)施運行監(jiān)測數(shù)據(jù)，對海綿城市項目建設(shè)和運行進行全過程精細化管理[3]。

4在線監(jiān)測體系建設(shè)

為構(gòu)建完善的在線監(jiān)測體系，支持海綿城市建設(shè)與評估考核，應(yīng)按照設(shè)施/片區(qū)、管網(wǎng)、排口的全過程綜合在線監(jiān)測體系框架，選擇適宜的監(jiān)測點，構(gòu)建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，進行雨量、液位、流量、水質(zhì)等監(jiān)測，監(jiān)測點的選取充分考慮實用性、分散與集中相結(jié)合、代表性和可行性，符合“設(shè)施/片區(qū)、管網(wǎng)、排口”全過程監(jiān)測的理念。通過對基礎(chǔ)資料分析，對水系、湖泊以及排水管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進行梳理，對排口類型、結(jié)構(gòu)進行總結(jié)，對海綿建設(shè)項目資料進行匯總分析，在實地踏勘的基礎(chǔ)上，制定完整的監(jiān)測布點方案。

（1）設(shè)施/片區(qū)監(jiān)測。設(shè)施/片區(qū)監(jiān)測主要針對各片區(qū)內(nèi)的各海綿項目內(nèi)的典型海綿設(shè)施及海綿分區(qū)排口進行流量、SS水質(zhì)監(jiān)測，主要監(jiān)測設(shè)施包括生物滯留設(shè)施、透水鋪裝、雨水濕地/濕塘、下沉式綠地等，對各設(shè)施和片區(qū)整體建設(shè)情況和效果評估提供依據(jù)。

（2）管網(wǎng)監(jiān)測。管網(wǎng)監(jiān)測主要是在管網(wǎng)的重要節(jié)點和易澇點進行流量和液位的監(jiān)測，對過程數(shù)據(jù)進行采集，能夠?qū)Ω髌瑓^(qū)的海綿項目、雨污混流、管網(wǎng)改造等進行評估。

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

（4）臨時監(jiān)測。為節(jié)省費用，提高設(shè)備的使用效率，可根據(jù)項目情況，采用臨時在線監(jiān)測的方式，進行短期、輪換監(jiān)測，獲得階段性監(jiān)測數(shù)據(jù)。

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

5監(jiān)測方式

監(jiān)測方式采用在線監(jiān)測與人工檢測相結(jié)合的監(jiān)控方式。

（1）在線監(jiān)測主要包括在線雨量、液位、流量、SS水質(zhì)等指標(biāo)。①雨量：按照海綿城市降雨空間分布規(guī)律，分區(qū)采集降雨量數(shù)據(jù)。②液位：在排水管網(wǎng)易澇點等關(guān)鍵節(jié)點布設(shè)，為評估運行風(fēng)險預(yù)警提供依據(jù)。③流量：在片區(qū)的排口安裝，為片區(qū)內(nèi)年徑流總量控制率計算提供依據(jù);在重點設(shè)施/片區(qū)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(jù)。④SS水質(zhì)：在重點項目的出水口以及典型片區(qū)的排口安裝，為城污染物控制的計算提供依據(jù)。

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

6結(jié)束語

海綿城市在線監(jiān)測體系作為全方位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，能夠很好地管控海綿城市建設(shè)效果，是海綿城市建設(shè)不可缺少的一部分。構(gòu)建包含雨量、液位、流量、水質(zhì)等參數(shù)的海綿城市一體化在線監(jiān)測體系，建立覆蓋規(guī)劃、建設(shè)、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(jiān)測數(shù)據(jù)庫;利用先進的傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，實現(xiàn)海綿城市在線監(jiān)測與建設(shè)過程管控，能快速高效地評估和診斷海綿城市系統(tǒng)，科學(xué)、高效管理海綿項目建設(shè)和運行情況的監(jiān)測數(shù)據(jù)，增強規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性，提高海綿設(shè)施的建設(shè)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(diào)與水利科技，2016，14（1）：161-164，171.

[2] 王澤陽，關(guān)天勝，吳連豐.基于效果評價的海綿城市監(jiān)測體系構(gòu)建——以廈門海綿城市試點區(qū)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(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用[J].排灌機械，2009，27（3）：190-195.