西安市小寨区域海绵城市监测体系构建

闫杭召

北京市市政工程设计研究总院有限公司广东分院 广东 广州 510006

1 前言

海绵城市在线监测体系的构建，是通过物联网、云服务、大数据分析等多种技术手段，有效记录海绵城市的背景数据、过程数据、运行数据，为海绵城市建设效果评估和绩效考核提供支持数据，是有效提高城市海绵体、排水系统以及城市水系的运营管理水平、规划决策水平和建设维护水平重要途径之一。

2 工程方案概述

西安市小寨区域海绵城市建设项目（I标段）工程范围西起太白南路、东至西延路～雁塔南路；南起电子二路～雁南二路、北至南二环，面积11.38km2。

以解决内涝问题为主，以径流污染防治、雨水资源利用为辅，利用海绵城市建设理念及措施，构架立足源头-过程-末端的全流程技术方案：（1）LID低影响开发雨水系统，改造建筑与小区16处，公园与绿地广场1处，市政道路5条，改造总面积改造总面积163.23hm²；（2）构建雨水通道，新建雨水管道6条，开展大环河主干渠清淤，总长约11.3km；（3）建设分散削峰调蓄系统，新建调蓄池、调节渗塘5座，总蓄水容积20.3万m³。

为了评估海绵城市的建设效果，为项目PPP考核及绩效付费提供依据，提高海绵城市规划、建设、运营、管理全过程信息化水平，构建西安市小寨区域海绵城市建设项目在线监测体系是十分必要的[1]。

3 考核标准与内容

依据《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》，借鉴国家第一批海绵城市试点建设项目终期考核标准和实施情况，确定海绵监控考核标准与内容如下：

表1 海绵监控考核标准

指标 考核目标 监测方法与内容城市 防涝 50年一遇于排水主干管与大环河交叉口处监测暴雨期间大环河对排水主干官的顶托情况于各历史内涝积水点及积水高风险点设液位计，监测暴雨期间积水深度、交通影响情况等于各内涝点处设监控影像设备，监测暴雨期间积水范围、交通影响情况等于工程范围边界线各主要排水管及地面客水入口设流量计量设备，作为内涝成因分析边界数据水环境质量 污水入侵情况 于排入大环河的各主干管设置采样点，监测排入大环河的水质情况SS削减率 50%～60%选取地面径流污染采样点实时监测，作为径流污染削减分析基础数据对下沉式绿地、植草沟、生物滞留带等海绵设施进行污染削减监测分析，考察海绵设施单体径流污染削减效果对公共地块、住宅、绿地广场、道路总排口或主要排水分区排口进行监测，考察建设项目海绵化改造径流污染削减效果对工程范围内主要排水干管末端进行监测，分析区域径流污染削减情况年径流总量控制率 80%/ 17.4mm降雨量监测，实时监测填报，作为计算基础数据对下沉式绿地、植草沟、生物滞留带等海绵设施进行污染削减监测分析，考察海绵设施单体径流控制效果对公共地块、住宅、绿地广场、道路总排口或主要排水分区排口进行监测，考察建设项目海绵化改造径流控制效果对工程范围内主要排水干管末端进行监测，利用考核年降雨实测数据模拟分析区域径流量控制效果热岛 效应 城市热岛强度有所缓解 选取工程范围内外监测点，计算平均温差，分析海绵城市建设对局部热岛效应的影响雨水资源收集利用率 雨水替代市政杂用水的比例为10%～15% 于工程范围内地块蓄水池、市政蓄水池回用单元设置流量计，统计计算回用水量与市政理论杂用水量比例

4 监测体系构建方案

通过对西安市小寨区域海绵城市建设方案及考核目标的分解，确定开展3个方面的监测方案：项目边界条件控制布点、基础数据采集布点、PPP指标考核监测布点。

4.1 基础数据采集布点

区域降雨量监测：在工程范围内每5km2设置一处在线雨量计，雨量计测数作为多项指标计算的基础数据；

典型下垫面类型降雨径流污染基底监测：在工程范围内选取典型下垫面屋面、市政道路、广场、绿地、小区内铺装各1处，监测降雨期间径流污染SS产生量和径流产流量H（堰槽流测流量）[2]，作为径流污染SS削减率计算的基底数据；

外河水位监测：监测大环河与皂河交叉口出皂河水位，作为大环河排水顶托分析依据。

4.2 项目边界条件控制布点

工程范围边界线流入流出客水水量及水质监测：作为客水数据记录和划定的依据；主要包括项目改造范围内上下游管网及面径流流入量监测。

4.3 PPP指标考核监测布点

（1）水生态--年径流总量控制率

1、代表地块末端排口，作为代表地块（即海绵化改造建设项目）实测考核点和区域径流模型建立的校核数据点；2、大环河沿线各现状和新建雨水管道排口点，作为区域径流模型建立的校核数据点；3、工程范围边界线流入流出水量监测。

（2）水生态—热岛效应

于工程范围内和工程范围外分别布设2个监测点，计算温湿度平均值。

（3）水环境—大环河雨污分流

1、工程范围边界线流入流出断面水质监测；2、对排入大环河的主干管（含光路新建雨水管排口、朱雀路新建雨水管排口、翠华路新建雨水管排口、长安立交雨水泵站内压力出水管）进行水质监测，其中在线采样指标为SS、COD，人工采样指标为氨氮、TP，结合流量监测，作为分析大环河污染的重要评价依据。

（4）水环境—径流污染SS削减率

1、代表地块末端排口，作为代表地块（即海绵化改造建设项目）实测考核点；2、排入大环河各现状和新建雨水管道排口点，作为排水分区径流污染SS削减计算数据点；3、大环河与工程范围上下游交叉点，作为整个工程范围的径流污染SS削减计算数据点；4、典型下垫面类型降雨径流污染基底监测。

（5）水安全—城市排涝

在城市历史积水点、高风险积水路段设置路面液位计，监测暴雨期间积水深度和退水时间，辅助视频监测设备，对内涝整治效果进行监控。同时，辅助项目范围边界线客水监测，分析涝水来源。

（6）水安全—城市排水

利用1、2、3、5年一遇短历时降雨对现状和新建雨水管道进行重现期评估，同时结合工程范围内排水管网新建进程，填报更新管渠系统标准。

（7）水资源—污水再生利用率

由于污水处理厂位于本工程范围外，建议此项标准不在本标段工程范围内考核，依据西安市现状污水处理厂远期提质改造工程进程复核。

（8）水资源—雨水资源回用率

于本工程范围内地块蓄水池、地埋式蓄水池、地上蓄水池、渗透塘雨水处理及回用出水管设置流量计，计取年雨水回用量，其与城市杂用水量的比例即为雨水资源回用率[3]。

本工程合计选装在线监测仪器125台，其中在线翻斗式雨量计2台、在线温湿度计4台、在线液位计26台、在线多普勒超声波流量计30台、自备电磁流量计13台、在线SS监测仪24台、在线COD监测仪9台、200万像素4寸红外网络高清球机8套、水质自动采样仪9台。

5 总结

（1）海绵监测体系构建是海绵城市建设的重要组成部分，监测体系的构建对提高项目建设、管理、考核、评估水平具有重要意义。

（2）结合项目工程方案，对项目考核目标进行逐项分解剖析，针对性地阐述了不同指标的监测内容和监测方式，建立了由项目边界条件控制布点、基础数据采集布点、PPP指标考核监测布点三部分组成的监测体系方案。

（3）项目合计设置监测设备125台，包括降雨量、温湿度、流量、液位、水质、影像等8类，满足项目全流程管理要求[4-5]。