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案例:海绵城市“源头-过程-末端”在线监测体系构建

时间:2018-08-21 10:37

来源:给水排水

作者:郭效琛等

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随着国家级海绵城市试点建设工作的有序推进,在总结各地取得的成果与经验的同时,也发现了存在的问题与不足。不少试点城市出现了“建”和“管”脱节现象,偏重于工程建设,而忽略规划管控与整体效果。在海绵城市建设过程中,应加强对海绵城市建设效果的跟踪评估,建立在线监测体系,全面动态管控海绵城市建设运维过程中所出现的问题,及时发现运行风险,支持海绵城市建设效果的动态持续定量化考核评估。

青岛市李沧区海绵城市试点区总面积25.24k㎡,是典型的建城区,地处胶州湾东岸的中枢地带,是青岛服务区域的重要陆路交通枢纽、商贸商务中心,承担了企业环保搬迁、宜居新城建设、人口疏解等多项功能。结合雨水径流的汇集过程、海绵城市考核的实际需求以及其他海绵城市监测的经验,提出“源头-过程-末端”的监测体系构建,采样方式以在线监测为主,补充进行降雨水质和地表水水质的人工采样与化验,从而支持青岛市海绵城市试点区全过程的运维管理与考核评估,促进海绵城市在青岛市其他区域的推广应用,并为其他海绵城市监测体系构建提供参考。

1在线监测目标

在海绵城市的试点建设工作过程中,国家相关文件明确要求“建立有效的暴雨内涝监测预警体系”“采取有效措施加强能力建设”,住房城乡建设部颁布执行的《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》中,对“年径流总量控制率”“城市面源污染控制”“城市暴雨内涝灾害防治”等关键指标提出了明确的定量化计算要求。在线监测体系的构建应能够监测设施长期运行效果,及时发现运行风险及问题并进行有效的处理处置,支持现场运行情况的应急预警,提高设施的运行保障率。

(1)全面评价海绵城市建设效果。通过在线监测,获取大量连续监测数据,全面评价海绵城市建设在城市水生态系统保护、水环境质量改善及排水防涝能力提升方面所带来的效果改善,并支持多项、多区域、多层次评价指标的定量化计算。

(2)积累海绵城市典型措施技术参数。在海绵城市建设过程中,对雨水花园、透水铺装、植草沟等典型设施进行跟踪监测、积累实际运行数据,为关键技术参数的确定提供依据,为海绵城市的进一步推广应用提供基础数据。

(3)支持PPP(公私合作)项目的按效付费。PPP模式在海绵城市建设和运营中已经被广泛采用,通过完善的在线监测网络能够协助分清责任边界,为PPP项目的效果考核提供定量化参考依据,从而真正落实PPP项目的按效付费机制。

2方案设计思路

根据降雨径流的汇流过程,青岛市李沧区海绵城市试点区的在线监测按照“源头-过程-末端”的思路进行系统化布点,如图1所示。源头监测主要针对试点区内的各个典型项目,包括项目的外排口及项目内设施的进出水监测,为项目整体建设情况和各典型设施效果评估提供依据。过程端监测主要包括雨水排口和管网的监测,各雨水排口对应一定的排水分区,可对该排水分区的达标情况进行整体评价;管网关键节点的液位及流量监测可以为各排水分区的效果评估提供过程数据。在最终受纳水体进行水量和水质的监测,评估整个示范区内径流总量控制和面源污染控制情况,体现海绵城市建设的整体效果。

3布点原则

为构建完善的在线监测体系,支持海绵城市建设与评估考核,进行雨量、液位、流量、水质、温度等多指标的综合监测,监测点的选取应充分考虑实用性、代表性和便利性等原则。

(1)实用性。监测点位置的选择与监测目的紧密相连,既需要满足海绵城市管理与绩效考核的现阶段需求,又要关注城市排水管理的长期运营业务监测需求,充分了解当地的排水管网、河道、土地利用类型、城市积水点、海绵城市建设项目现状,以确保每个监测点的实用性。

(2)代表性。选择能够反映该地区实际情况的点位进行监测,与此同时,不同类型的区域具有不同的排水特征,应在各区域选择具有代表性的监测点,能够通过监测点情况更为全面的反映区域内各类设施的实际运行情况。

(3)便利性。所选监测点应能够方便、安全的进行监测设备的安装与维护,同一区域不同类型的监测设备(流量/水质)在空间位置上尽量靠近,方便后期设备的巡查与养护。

4监测方案

按照“源头-过程-末端”的系统化在线监测体系构建思路,监测布点方案分为:背景要素监测布点、典型项目监测布点、管网/排口监测布点以及末端监测布点共4个部分内容,整体监测布点方案如图2所示。

4.1背景要素监测

背景要素的监测主要包括试点区内的降雨和温度数据,提供试点区自然气候方面的本底数据。

4.1.1雨量监测

降雨数据是海绵城市考核评估的基础数据,水量、水质监测数据都需要结合降雨数据,才能对径流控制、面源污染控制等指标进行考评。由于降雨存在很强的时空分布不均匀性,在试点区内以均匀性为原则,每4~6k㎡布设1个雨量在线监测点。青岛市海绵试点区共3个流域:楼山河流域、板桥坊河流域和大村河流域,每个流域内布设1台雨量计,由于虎山公园地势较高,与城区降雨情况可能有所差异,故增设1台,共设4台雨量计。

4.1.2温湿度监测

试点区温度绝对值情况及变化趋势,是对城市热岛效应评估的重要依据。在海绵改造项目较多的大村河流域区委党校内和海绵改造较少的楼山后河流域工业区内各布置1台温湿度仪,不仅可与青岛市非海绵城市建设主城区给出的温度数据进行对比,还可在试点区范围内进行对比,精细化衡量海绵措施在调节城市微气候方面所起到的作用。

4.2源头监测布点方案

源头监测主要针对各个海绵改造项目,以及项目内典型的低影响开发措施,进行持续监测数据的积累。

编辑:汪茵

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