排水管网监测点设置与分级监测理论—智慧排水之乱弹（36）

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小编按：要想获得好的排水管网在线监测数据，需要：系统化监测方案+适宜工况的监测点+排水管网专用的监测仪表+准确有效的现场安装+及时有效的现场维护。今天就由资深年轻专家郭博士，来为大家讲讲如何通过分级监测方式，客观合理的确定监测点的数量。

序言：海绵城市、黑臭水体、提质增效，一个个专题项目的提出与开展，城市排水系统受到广泛关注，为保障对排水系统的有效管理，排水在线监测也逐渐被重视。对于城市管理部门而言，开展排水在线监测工作，需要购买在线监测设备及配套的服务，那么在最初的最初（所谓万物的起源阶段），就是要知道大概需要设置多少个监测点，安排怎样的投资预算。

可能是一直从事排水监测方面研究的研究，在这个行业也算是半个行家吧，不少在市政管理部门工作的同学、朋友，最经常问的一个问题就是“我们也想开展排水在线监测，需要多少资金啊？需要布多少个点？”

设置多少个在线监测点？布置在哪里？监测哪些要素？设置哪些监测指标？对于城市排水系统监测工作的开展，这真的是一系列需要回答的问题。今天，就跟大家从最基本的一个问题谈起——监测点数量的设置。

要回答这个问题，需要引入的另一个概念是“分层级的监测”。虽然对排水管网所有节点都进行监测，获取的信息一定最全面，但这在经济成本上是不合算也是不可行的，以10km²的区域面积为例，排水管线长度约为100km，检查井个数大约3000个，如果都进行监测，那监测费用将高达2亿元，因此就需要制定科学的监测方案，筛选具有代表性的关键节点开展在线监测，以支持区域排水管网的管理。

那么，接下来的问题就是，代表性的监测点需要多少个？怎样的监测目的是合理的？以这几年项目工作经验来看，大多数城市不是以其他城市的投资金额预算就是以布点密度来作为参考。（A城市也是我们省的，和我们面积差不多，他们预算多少啊？多少个监测点啊？我们应该也差不多吧。。。）不得不说，这样来确定监测点的数量和布点的密度，真的有些过于随意了，而且无法充分发挥监测的效果和价值，毕竟不同城市或区域开展排水在线监测的基础条件以及监测的目的都是有所差异的。

开展排水在线监测工作的主要目的包括：应急预警支持、雨污混流识别、户线监管、提质增效、模型应用、现状评估以及环境质量保障等，不同的监测目的，对监测数据的需求有着明显差异，对监测点位和指标的要求都不同。以概化模型的建立为例，为对区域模型参数进行率定和验证，仅需要区域范围内主要排口和少数关键节点的流量数据即可；但对于污染的溯源分析而言，仅排口的监测数据就不够，而需要根据排污过程，对源头排水户、过程管网及末端排口分别进行监测。也就是说，设置多少数量的监测点，不仅是由区域面积、管线长度决定，更重要的是开展监测的目的。

表1 不同监测目的下监测点设置分析

根据对监测数据精细程度的需求不同，可以将监测分为整体监测、分区监测和源头监测三个层级。监测的要素逐级丰富、监测布点密度也逐渐增大、获取的信息量更多，能够支持不同的问题分析与诊断。

（1）整体监测

整体监测主要是对区域整体情况的掌握，覆盖程度相对有限，仅针对管网的主要节点，管网布点密度较低。在排口方面，最优整体监测方案应对半数雨水排口进行监测，并监测所有合流制的排口。

整体监测针对的是区域最重要的节点，能够掌握区域排水的基本负荷情况，支持基础性管理工作的开展，建议进行长期固定监测。

（2）分区监测

结合区域汇水关系和管网所存在的问题，对区域进行划分，基于网格化的思维模式，将各分区作为监测单元，对排水系统进行合理的分解。

在分区监测层级下，可对各分区的排水问题进行诊断分析，形成相对精细化的管理模式，可支持大部分排水管网问题的管理，但由于没有涉及到排水源头部分的监测，无法进行污染溯源，不能对排水户进行追责，不能评价雨水管控项目的效果。

（3）源头监测

污水系统主要针对企业、居民小区等排水户，雨水系统则主要针对各类低影响开发项目。

源头监测在分区监测层级上进一步进行了细化，可支持溯源分析并进行追责，可辅助排水管理，落实排水许可制度的动态监管，将在线监测数据进行集成，对污染排放源进行预警预报，实时更新状态。对低影响开发改造项目，则可支持项目达标分析，并针对存在的问题进行持续改进与优化。

在分级监测的思路下，面对待开展在线监测的区域，要估算监测点数量、设置预算时，就需要根据监测目的选择对应的监测层级，然后在该层级下统计排水要素的信息，进行监测点数量的确定。

对于目标区域，在开展排水管网监测时，应分阶段实施分级监测，避免在基础信息有限，监测实施条件较差的情况下，盲目追求一步到位。（老实说，虽然各个城市都比较相互比较，但盲目追求“精细化”“高密度”不仅起不到效果，还会造成资金的浪费！）

（1）应优先布置整体监测部分所需的点位，作为对区域整体信息的掌握，为后期监测布点提供基础；尤其是基础资料较差区域，尽快掌握区域排水整体特征。

（2）在整体监测的基础上，可同步对分区监测和排水户监测所需的部分监测点进行设备安装，支持区域排水精细化管理，以及污染溯源。

（3）完成设备安装后，开始持续收集数据，根据已有监测数据，持续补充完成剩余监测点设备安装。

后记：排水在线监测工作看起来不简单，实际的操作也确实不简单，这样一个系统性过程，需要有明确而清晰的思路。再唠叨一句，城市管理部门意识到排水监测的重要性，为这部分工作制定预算，一定是件有意义的事情，但在这样一个细分领域一定要有好的想法和思路作为工作开展的支撑！让专业的人干专业的事，因地制宜，诊断本地排水面临的问题，分级、分阶段开展监测工作，制定好近期和远期目标，逐步实现城市排水管理工作的信息化与智慧化。

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