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海绵城市分层级系统化监测方案
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应用范围: 为建立完善的监测和预警体系,支持海绵城市建设与评估考核,综合监测分为“示范区-地块/项目-设施”三个层级开展,在源头设施、排水管网、受纳水体、控制单元出口等要素选择适宜的监测点,安装在线监测液位仪、在线监测流量仪、在线DO/SS监测仪、雨量监测预警仪等设备。 关键参数: 监测实施技术路线一般可分为选择监测区/段、选择监测点和设备安装三个阶段,其具体步骤如下图所示。首先确定监测的目标,根据排水管网分布、城市内河水系、海绵城市建设项目分布和土地利用情况,分析各要素间关联特点,并合理的选择监测区/段,初步制定监测点方案。

监测实施技术路线一般可分为选择监测区/段、选择监测点和设备安装三个阶段,其具体步骤如下图所示。首先确定监测的目标,根据排水管网分布、城市内河水系、海绵城市建设项目分布和土地利用情况,分析各要素间关联特点,并合理的选择监测区/段,初步制定监测点方案;然后结合现场勘查,进一步确定满足监测设备安装要求的监测点;接着在选定的监测点安装液位、流量、水质等监测设备,并对监测设备取得的数据进行分析判别,从而进一步确认监测点选取的合理性,并进行监测指标、监测频率、监测时间,甚至监测点位的调整,最终形成科学合理的监测实施,进行长时间的数据监测。

1监测实施总体技术路线

1.1.1       综合监测内容

为建立完善的监测和预警体系,支持海绵城市建设与评估考核,综合监测分为示范区-地块/项目-设施三个层级开展,在源头设施、排水管网、受纳水体、控制单元出口等要素选择适宜的监测点,安装在线监测液位仪、在线监测流量仪、在线DO/SS监测仪、雨量监测预警仪等设备。

具体的监测内容如下:

1、示范区层级

1)控制单元排口:

各控制单元河/湖的排口处进行液位、流量、水质在线监测,作为绩效考核评估的末端验证,为关键指标——年径流总量控制率、城市面源污染控制的计算提供依据。

2)河道断面:

在河道关键断面进行流量、SS水质在线监测,并辅以合理的人工水质采样化验,作为海绵城市年径流总量控制率与水环境质量考核的依据,并通过上下游的液位监测进行降雨过程中河道水位变化规律的监测及预警预报。

3)排水管网关键节点:

在市政排水管道的关键节点处进行液位、流量监测,包括各控制单元的交点、主干管网下游节点等,作为过程监测数据,并为运行评估及风险预警提供依据。

4)区域整体:

以均匀性为原则,布设雨量监测点。

在示范区内设置温度监测点,选择与示范区开发强度相同的非师范区域,进行温度对比监测。

2、项目/地块层级

1)典型下垫面:

在示范区内的典型下垫面进行为期一年的降雨采样与水质监测,作为城市面源污染考核的背景值。

2)建设项目/地块:

在项目/地块的出水口,根据项目工程量与项目性质,进行液位、流量、水质监测,作为源头监测数据,支持海绵城市考核指标计算数据溯源。

3、典型设施层级

在典型设施,如生物滞留设施、透水铺装、绿色屋顶、植草沟等,依据设施主要功能进行液位、流量、水质的跟踪监测,结合市开展的低影响开发相关各项专项研究,评估、率定各单项设施的模型选取参数、控制效果等,积累科学经验。

1.1.2       监测方法与点位选择

1、水质监测方法选择

目前水质监测主要分为实时在线检测与采样后实验室检测两种手段。人工采样存在数据量小、不连续、反应之后等缺陷,且不能满足实时监测的需要,数据不可靠。水质在线自动检测与手工采样相比,具有采样频次高、采样量准确的特点,能实时、准确、可靠的得到水体的水质指标,但是所需建置和维护费用较高。综合两种方案,建议选取典型指标进行自动化验,其他指标采取实验室化验的方式进行检测。

由于降雨径流和污、废水中往往含有大量SS,通常排放的悬浮物不仅会携带大量各类污染物,其排入水体中还会导致河流和湖泊底泥淤积,水生生态环境恶化,是重要的监测指标,因此选择SS作为指示性指标,选择关键点安装在线SS检测仪,进行SS水质自动化验,对于其他指标,包括pH值、化学需氧量(CODCr)、悬浮物(SS)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)等。将水样送往当地化验部门进行水质化验分析。这种方式具有采样频次高、数据准确的特点,同时节省了大量费用。下表是三种采样方式的对比。

1水质监测方式对比

水质监测方式

测量频率

实时性

持续运行能力

安装费用

水质化验费用

全人工采样

低,不连续

间断运行

1.5//场次

在线监测

长期连续运行

50/

无,较高的维护费用

人工与在线结合的方式

长期连续运行

6/

1.5//场次

2、在线监测点选择

海绵城市监测点的选择,主要考虑以下几点:

1)要满足考核评价要求

2)满足控制单元分区考核要求

3)最优化布置监测点位,优先布置简单、高频次、低成本的设备,获取完整的信息量

4)结合项目建设计划近远期接合、监测布点及指标可实施性,分批建设。

综合上述考虑,选择液位、流速、流量、SS、等高性价比、高稳定性的指标进行同步监测,各监测设备的监测点位选择原则如下:

1)雨量监测预警仪:

在示范区层级安装2~4台,分区采集降雨量的变化过程曲线。

2)在线监测液位仪:

ü  在河道关键断面布设,用于河道水位变化规律的监测及预警预报;

ü  在市政排水管网内涝点、污水溢流点等关键节点布设,为运行评估及风险预警提供依据;

ü  在各个地块排入市政管网的出水口安装,为各个地块的径流总量控制率计算考核提供依据;

ü  在重要的各类源头控制设施出水口或调蓄设施内部安装,为设施控制容积计算考核提供依据。

3)在线监测流量仪:

ü  在控制单元的排口安装,为控制单元年径流总量控制率计算提供依据;

ü  在市政排水管网的关键节点布设,为运行评估及风险预警提供依据。

ü  在受纳水体的关键控制断面安装,有条件的地区可安装水质在线分析仪或小型自动监测站,为示范区整体建设情况考核提供依据;

ü  在重要地块的出水口安装,为地块在不同降雨强度下的径流总量控制率计算提供依据。

ü  在重要的各类源头控制设施出水口安装,为设施控制容积计算考核提供依据。

4)在线DO/SS监测仪:

ü  在控制单元的排口安装,为城市面源污染控制的计算提供依据;

ü  在水体的关键控制断面安装或进行场次降雨人工采样,为水环境质量的考核提供依据。

ü在典型源头控制措施的出水口安装或进行场次降雨人工采样,为设施污染物总量及峰值削减率计算考核提供依据。


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