海綿城市監(jiān)測對象體系建立與實(shí)施
——以鎮(zhèn)江為例

王 燕,虞美秀,陸智聰

(1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.蘇州宇鴻水務(wù)科技有限公司,江蘇 蘇州 215000)

2015年開始中國進(jìn)行海綿城市建設(shè)，分別選取了覆蓋全國范圍的30個城市進(jìn)行試點(diǎn)，并以水生態(tài)中的年徑流總量控制率和水環(huán)境中的面源污染削減率作為核心指標(biāo)指導(dǎo)海綿城市建設(shè)各項(xiàng)工作。為有效測算海綿項(xiàng)目施工質(zhì)量，全面分析海綿城市實(shí)施效果，需要借助監(jiān)測手段獲取所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。海綿城市建設(shè)開始之前，已有城市雨水徑流觀測以市政檢查井系統(tǒng)為主，針對75%控制率對應(yīng)規(guī)模場次降雨的水量和污染特性觀測較少。海綿城市專項(xiàng)監(jiān)測工作是宏觀與微觀的高度融合，是城市水文自然和社會循環(huán)研究的重要基礎(chǔ)[1-2]。

海綿城市建設(shè)過程中需要借助監(jiān)測及模型輔助規(guī)劃、設(shè)計、驗(yàn)收、運(yùn)行、調(diào)度、搶險全過程?；诖诵枨箧?zhèn)江已建成基于最大日負(fù)荷總量(Total Maximum Daily Load，TMDL)思想的模型體系，包括設(shè)施級模型(HydroCAD、MIDS Calculator)、項(xiàng)目(地塊)級模型(SWMM、PCSWMM)、匯水區(qū)級模型(HSPF)及河湖水體模型(HEC-RAS、EFDC)。監(jiān)測對象體系的建立為各級模型的構(gòu)建、率定、驗(yàn)證、應(yīng)用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，以此支撐海綿城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、評估、運(yùn)營、應(yīng)急等各項(xiàng)工作。

相較于常規(guī)的監(jiān)測對象體系，海綿城市監(jiān)測增加了源頭綠色設(shè)施觀測，縱觀國內(nèi)外源頭綠色設(shè)施監(jiān)測的研究進(jìn)展，結(jié)合國內(nèi)外低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID)設(shè)施監(jiān)測的研究進(jìn)展來看，加拿大的Credit Valley Conservation (簡稱CVC)公司在海綿設(shè)施監(jiān)測方面做了較為深入的研究，并積累了近10年的研究成果，提出峰值控制、徑流控制、污染削減等監(jiān)測指標(biāo)體系，規(guī)范監(jiān)測方案制定，并結(jié)合案例展示海綿設(shè)施監(jiān)測方法和結(jié)果分析方法，對于中國海綿設(shè)施監(jiān)測具有很高的參考價值[3]。此外,EPA等多個水環(huán)境研究機(jī)構(gòu)建立了International Storm Water BMP(Best Management Practice) DataBase (簡稱BMPDB)[4]，該學(xué)術(shù)組織旨在提供BMP相關(guān)基礎(chǔ)信息，以推進(jìn)全世界城市雨水管理工作發(fā)展，其中監(jiān)測部分形成了名為“Urban Storm Water BMP Performance Monitoring”手冊，共分為監(jiān)測計劃制定、水文水動力監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、監(jiān)測實(shí)施、數(shù)據(jù)管理與報告編制、數(shù)據(jù)分析、低影響開發(fā)設(shè)施監(jiān)測、低影響開發(fā)設(shè)施數(shù)據(jù)分析、低影響開發(fā)設(shè)施監(jiān)測案例等章節(jié)，該手冊內(nèi)容涵蓋了海綿城市監(jiān)測的諸多內(nèi)容，對于中國監(jiān)測工作具有重要指導(dǎo)作用。中國在LID建設(shè)和研究方面起步相對較晚，但也有眾多研究成果見諸期刊，如西安理工大學(xué)李家科教授長期從事LID設(shè)施效果監(jiān)測，并以生物滯留技術(shù)(雨水花園、生態(tài)濾溝等)、人工濕地技術(shù)、植被過濾帶技術(shù)為重點(diǎn)開展長期實(shí)驗(yàn)觀測，形成了眾多具有參考價值的科研成果，其中生物滯留技術(shù)水量調(diào)控對于中小雨(<25 mm)削減率基本可達(dá)到60%以上，污染物去除方面，負(fù)荷削減率均在50%以上，并隨著監(jiān)測時間的推移呈降低趨勢[5]。

中國幅員遼闊，國外以及國內(nèi)部分地區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)無法滿足各地應(yīng)用需求，因此需要建立不同地區(qū)監(jiān)測體系，采集相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為海綿城市建設(shè)提供數(shù)據(jù)保障。以鎮(zhèn)江為代表的長江中下游流域海綿監(jiān)測對象體系建立的探索與實(shí)踐，將對全域?qū)嵤┖＞d城市建設(shè)提供充分的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)積累。

1 海綿城市監(jiān)測對象體系

海綿城市建設(shè)總體目標(biāo)為控制徑流總量、提升水質(zhì)、緩解內(nèi)澇，研究內(nèi)容為從降雨到地表徑流，再到管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸、受納水體排放的整個過程。與之相對的海綿城市監(jiān)測對象體系由降雨、下墊面、陸域(海綿設(shè)施、項(xiàng)目地塊、排水分區(qū))、河湖、流域共同構(gòu)成(圖1)，其中海綿設(shè)施、項(xiàng)目地塊、排水分區(qū)三者之間在空間上屬于層層遞進(jìn)包含關(guān)系，每個排水分區(qū)由多個項(xiàng)目地塊組成，每個項(xiàng)目地塊中包含了多種海綿設(shè)施。

海綿城市建設(shè)在常規(guī)排放系統(tǒng)上新增有源頭、過程、末端設(shè)施。因此，主要監(jiān)測內(nèi)容包括氣象(降雨)、下墊面、海綿設(shè)施、市政管網(wǎng)、受納水體監(jiān)測。

a)氣象(降雨)監(jiān)測。作為城市雨洪的主要來源，降雨是雨洪過程的重要驅(qū)動。

b)下墊面監(jiān)測。下墊面污染負(fù)荷是面源污染的重要來源，不同類別和空間分布的下墊面污染負(fù)荷各異，是水環(huán)境治理的難點(diǎn)。

c)海綿設(shè)施監(jiān)測。根據(jù)《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》單項(xiàng)設(shè)施主要有透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等。海綿設(shè)施按所處的位置和作用可分為源頭、過程和末端設(shè)施。根據(jù)頂層設(shè)計和目標(biāo)分解，鎮(zhèn)江市海綿城市總體目標(biāo)最終落實(shí)到每一個設(shè)施上，因此設(shè)施的設(shè)計目標(biāo)和建成后的效果是監(jiān)測服務(wù)的重點(diǎn)。

d)市政管網(wǎng)監(jiān)測。與常規(guī)雨洪管理監(jiān)測相似，市政管網(wǎng)監(jiān)測著重考慮項(xiàng)目(地塊)、排水分區(qū)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及出口的水量水質(zhì)特征。

e)受納水體監(jiān)測。鎮(zhèn)江市的主要受納水體為三河一湖(運(yùn)糧河、古運(yùn)河、虹橋港和金山湖)，城市所有地表徑流最終匯入受納水體，對于受納水體的監(jiān)測可從全流域的角度研究城市水環(huán)境質(zhì)量狀況。

1.1 氣象(降雨)監(jiān)測

氣象(降雨)是城市排水系統(tǒng)重要的驅(qū)動條件，因此需要對當(dāng)?shù)氐臍庀蠛陀炅窟M(jìn)行監(jiān)測分析。降雨觀測的主要方式有普通雨量計觀測、雷達(dá)降水觀測、氣象衛(wèi)星降雨估計[6]。通常情況下，采用普通雨量計觀測的方式，考慮雨量空間分布不均的特點(diǎn)，每5 km2內(nèi)需布設(shè)一個雨量監(jiān)測站點(diǎn)。如站點(diǎn)不足，可通過內(nèi)插法和正比法進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充[7]。雨量的監(jiān)測通常的做法為強(qiáng)度觀測，即在單位時間內(nèi)的降雨深度觀測。氣象觀測較為專業(yè)，對管理與維護(hù)人員要求較高。因此，在條件不足時，建議直接采用當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的數(shù)據(jù)。根據(jù)上述要求，在鎮(zhèn)江29.28 km2范圍內(nèi)均勻布設(shè)了11個雨量監(jiān)測站點(diǎn)。

1.2 下墊面污染負(fù)荷監(jiān)測

當(dāng)點(diǎn)源污染得到有效控制后，面源污染成為城市水質(zhì)主要污染源。非降雨期污染物在下墊面上進(jìn)行累積，降雨開始后各種污染源隨著初始沖刷進(jìn)入城市雨水排放系統(tǒng)，超標(biāo)部分溢流進(jìn)水體，造成水體水質(zhì)下降。為了提升城市水環(huán)境質(zhì)量需要充分了解污染源和污染量，需要對下墊面污染負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測。

下墊面的主要類型為屋面、路面、草坪等。選擇不同區(qū)域(人流集中、車流集中、人流量小)的不同下墊面進(jìn)行降雨期間的水質(zhì)采集，從而了解污染負(fù)荷情況。目前下墊面污染負(fù)荷采樣主要為人工采樣的方式。

鎮(zhèn)江主城多為高密度老城區(qū)，為充分掌握主城范圍各類下墊面污染負(fù)荷特性，對主城范圍內(nèi)各下墊面進(jìn)行梳理，從典型性及可操作性兩方面考慮，篩選各類典型下墊面采樣點(diǎn)(表1)。

1.3 海綿設(shè)施監(jiān)測

結(jié)合國內(nèi)外研究實(shí)踐，對海綿設(shè)施效果的監(jiān)測共有4種思路，分別為時間上的對比監(jiān)測、空間上的對比監(jiān)測、監(jiān)測效果與官方數(shù)據(jù)對比、入流和出流監(jiān)測對比[8]。本研究主要采用最后一種思路，在監(jiān)測對象的出入流處進(jìn)行對比監(jiān)測海綿設(shè)施效果。

1.3.1雨水花園監(jiān)測

LID源頭削減設(shè)施的入流為漫地流，對于入流流量的監(jiān)測較為困難，建議選擇漫地流的典型入流點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，其他入流點(diǎn)根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行估算。在上述條件都不允許的情況下，可用合理化公式、曲線號碼及模型模擬的方法推估入流流量。雨水花園入流多為小流量，常規(guī)的流量監(jiān)測設(shè)備不適用，因此采用對小流量較為敏感的三角堰流量監(jiān)測法進(jìn)行監(jiān)測。

采用三角堰流量計監(jiān)測LID設(shè)施入流流量時，在設(shè)備安裝前需要對堰高度進(jìn)行計算，并對液位和流量之間的換算關(guān)系公式參數(shù)進(jìn)行率定。堰的高度取決于設(shè)施收水范圍在一定強(qiáng)度降雨下峰值流量的大小。LID設(shè)施出流監(jiān)測點(diǎn)需布設(shè)在盲管進(jìn)溢流井及溢流井進(jìn)下游市政井處，出流量較小，建議使用堰式流量計進(jìn)行監(jiān)測。

表1 下墊面監(jiān)測詳細(xì)信息

1.3.2過程、末端海綿設(shè)施監(jiān)測

鎮(zhèn)江的過程、末端海綿設(shè)施，主要為雨水濕地，包含多級生物濾池和重力流濕地2種形式，該類設(shè)施較為關(guān)注設(shè)施的水質(zhì)去除效果，以某一重力流濕地為例，其構(gòu)造見圖2，雨水進(jìn)入沉沙過濾池后再均勻進(jìn)入濕地。凈化后雨水再通過盲管和溢流井出流進(jìn)入河道。為監(jiān)測重力流濕地凈化效果，在進(jìn)水入口及盲管出流處分別進(jìn)行水量和水質(zhì)監(jiān)測(圖2中紅色點(diǎn)位)。

1.4 項(xiàng)目(地塊)、排水分區(qū)監(jiān)測

項(xiàng)目(地塊)、排水分區(qū)在海綿城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行階段，是包含海綿設(shè)施在內(nèi)更上一個層級的研究對象，在該尺度上可以更好地分解總體目標(biāo)、評估建設(shè)效果。對于項(xiàng)目(地塊)、排水分區(qū)的監(jiān)測同樣使用出入流對比監(jiān)測方法。其中入流在無客水時等于降雨量，出流處選擇總排口處，排水分區(qū)匯流范圍較大時在市政干管關(guān)鍵位置增加監(jiān)測點(diǎn)。設(shè)備選取方面，流量較小時使用堰式流量計，流量較大時可采用多普勒超聲波流量計。水質(zhì)監(jiān)測以人工采樣為主。

根據(jù)上述內(nèi)容，陸域部分共布設(shè)降雨、下墊面、海綿設(shè)施、項(xiàng)目地塊、排水分區(qū)5類監(jiān)測點(diǎn)，各類監(jiān)測點(diǎn)分布見圖3。

1.5 受納水體監(jiān)測

受納水體水質(zhì)提升是實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)的總體目標(biāo)最直接的體現(xiàn)之一。作為城市整個水循環(huán)的末端，水體的環(huán)境質(zhì)量直接代表了城市水環(huán)境污染治理效果。受納水體監(jiān)測應(yīng)滿足受納水體模型率定和驗(yàn)證的需求。鎮(zhèn)江河湖監(jiān)測點(diǎn)分布見圖4。

以上不同監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測指標(biāo)、布點(diǎn)原則、監(jiān)測頻率等信息匯總見表2。

表2 海綿城市監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測指標(biāo)、監(jiān)測頻率和監(jiān)測布點(diǎn)原則

續(xù)表2 海綿城市監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測指標(biāo)、監(jiān)測頻率和監(jiān)測布點(diǎn)原則

2 數(shù)據(jù)采集、集成與分析

2.1 數(shù)據(jù)自動采集

所有在線監(jiān)測設(shè)備保證降雨期間5 min一個值的數(shù)據(jù)采集頻率，非降雨期間河道采樣數(shù)據(jù)可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集間隔。

2.2 水質(zhì)數(shù)據(jù)人工采集

2.2.1采樣方法

監(jiān)測對象體系中涉及到下墊面、海綿設(shè)施出入流、項(xiàng)目排口、河道排口、河道斷面水質(zhì)水樣采集工作，采樣過程參照下墊面采樣要求。自監(jiān)測點(diǎn)產(chǎn)(出)流開始監(jiān)測，建議于第0、5、10、15、30、60、90、120 min進(jìn)行采樣。如果某次降雨歷時較長，則對于降雨歷時超過120 min的部分，降雨歷時每增加120 min增加采樣一次，不足120 min在降雨結(jié)束前增加一次采樣；如果某次降雨歷時小于120 min，可根據(jù)實(shí)際情況酌情減少采樣數(shù)量，但每場降雨的水樣數(shù)量不少于8個(主要為前期的徑流水樣)，直至降雨產(chǎn)流結(jié)束。采樣時記錄采樣時刻，根據(jù)相關(guān)采樣規(guī)范進(jìn)行科學(xué)采樣。河道非雨期采集水樣不少于5次。

2.2.2采樣過程管理

為規(guī)范采樣工作，所有采樣人員在手機(jī)終端關(guān)注流量監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)，自有流量數(shù)據(jù)開始，掃描現(xiàn)場二維碼，新建采樣事件，編號為XX地點(diǎn)20170613。采樣開始后，上載采集工作照片和水樣照片及水樣編號，編號方式為XX:XX，同時在水樣上標(biāo)注編號。采樣結(jié)束后按照樣品采集先后順序放置一排拍照存檔，用XX地點(diǎn)20171211命名，提交到手機(jī)終端。

2.2.3水質(zhì)化驗(yàn)及數(shù)據(jù)填報

水質(zhì)指標(biāo)主要包含SS、COD、TN、TP、氨氮。數(shù)據(jù)分析化驗(yàn)宜參照表3中所示的各種方法。道路采樣點(diǎn)記錄清掃時間和清掃方式以及交通流量，采樣點(diǎn)務(wù)必遠(yuǎn)離垃圾桶，避免樣品受到其他因素污染。

表3 關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)測方法

2.3 數(shù)據(jù)集成與初步分析

考慮到后期的海綿城市建設(shè)和管理需求，需要建立鎮(zhèn)江市海綿城市監(jiān)控系統(tǒng)對所有監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)。除滿足城市自查、省級評價與部級抽查要求外，還為鎮(zhèn)江市智慧海綿系統(tǒng)監(jiān)測提供基礎(chǔ)監(jiān)測平臺，在各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建設(shè)鎮(zhèn)江市海綿城市大數(shù)據(jù)中心；并通過通信系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)的建設(shè)，建立海綿城市綜合監(jiān)控系統(tǒng)；研究數(shù)據(jù)中心大量自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工采集數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲、可視化和應(yīng)用模式；將數(shù)據(jù)應(yīng)用研究結(jié)果自動用于模型率定、驗(yàn)證和建成效果評估，以全面保障海綿城市建設(shè)效果，同時為數(shù)據(jù)應(yīng)用于公眾、城市監(jiān)管和運(yùn)營等部門提供接口(圖5)。

3 鎮(zhèn)江市海綿城市績效評估

3.1 評估思路與方法

鎮(zhèn)江海綿城市試點(diǎn)區(qū)面積為29.28 km2，根據(jù)地形地貌及排水管網(wǎng)系統(tǒng)，將試點(diǎn)區(qū)劃分為11個排水分區(qū)，各排水分區(qū)結(jié)合自身特點(diǎn)，因地制宜地選擇綠色-灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施、源頭-過程-末端控制措施相結(jié)合的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)各排水分區(qū)水質(zhì)、水量目標(biāo)的耦合。

根據(jù)海綿設(shè)施、項(xiàng)目地塊、排水分區(qū)空間上自下而上的層層包含關(guān)系，每個排水分區(qū)目標(biāo)自上而下進(jìn)行分解到每個項(xiàng)目中，為項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計、施工提出要求。因此，結(jié)合監(jiān)測方案，對于海綿設(shè)施的效能評估依據(jù)為從頂層設(shè)計方案分解到項(xiàng)目和設(shè)施級別的徑流總量控制、污染控制等目標(biāo)。

根據(jù)評估依據(jù)，海綿設(shè)施效能評估的總體思路分為四級，分別為總體效能評估、排水分區(qū)效能評估、項(xiàng)目級別效能評估、設(shè)施級別效能評估。通過這四級粗細(xì)有別、重點(diǎn)突出的差異性評估，可實(shí)現(xiàn)對海綿建成效果進(jìn)行多級別、多角度的全面評估。

根據(jù)GB/T 51345—2018《海綿城市建設(shè)評價標(biāo)準(zhǔn)》[9]，海綿城市建成效果評價方法分為年徑流總量控制率容積核算法、流量監(jiān)測法和“監(jiān)測+模型計算”評估法。上述各評估方法降雨條件為全年實(shí)測降雨數(shù)據(jù)序列，所需數(shù)據(jù)時間跨度大、精度要求高。在實(shí)際的監(jiān)測評估過程中，為了解單場降雨效能，通常采用場次降雨評估法。

該評估方法的指標(biāo)定義為場次降雨控制百分比，計算公式為：

P=(VP-VO)/VP×100%

(1)

式中P——場次降雨控制百分比；VP——場次降雨總體積；VO——徑流外排總體積。

需注意出流為雨水徑流出流量，如監(jiān)測對象匯流范圍有污水混入需進(jìn)行扣除。

本次評估根據(jù)數(shù)據(jù)情況及對象復(fù)雜性采樣不同方法，其中排水分區(qū)因涉及內(nèi)容較多，采用模型法以全年實(shí)測降雨數(shù)據(jù)作為輸入進(jìn)行評估，項(xiàng)目地塊采樣模型法以場次降雨作為輸入進(jìn)行評估，海綿設(shè)施因邊界清晰數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整，故以場次降雨監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行直接評估。

3.2 評估示例

3.2.1排水分區(qū)評估

鎮(zhèn)江海綿城市建設(shè)頂層設(shè)計采用完整的陸域河湖模型體系進(jìn)行方案達(dá)標(biāo)分析，其中陸域部分采用SWMM模型進(jìn)行模擬。為保障目標(biāo)分解的合理性，需要對每一個排水分區(qū)模型進(jìn)行率定，驗(yàn)證達(dá)標(biāo)的模型參數(shù)才可用于目標(biāo)方案論證。鑒于此選取代表性(匯流邊界明確，為高密度老城區(qū))排水分區(qū)排口——中山橋上游排水口(圖6)2019年數(shù)據(jù)質(zhì)量較好的3場降雨過程數(shù)據(jù)進(jìn)行SWMM模型關(guān)鍵參數(shù)率定(表4)，其中3場降雨的模擬峰值皆擬合較好，6月6日和7月6日退水部分的擬合較差，8月10日整體擬合程度皆較好(圖7)。

曼寧n值不透水面透水面管道吸力水頭/mm0.1500.3000.015209洼蓄量/mm不透水面透水面飽和傳導(dǎo)率/(mm·h-1)初始缺失率3510.3

通過率定好的參數(shù)結(jié)果輸入模型，以水平年降雨作為邊界條件，對排水分區(qū)進(jìn)行評估，COD、NH3-N、TP單位面積負(fù)荷量分別為0.207 0、0.003 0、0.000 5 t/(a·hm2)，年溢流次數(shù)為26，平均溢流時長為3.6 h。

3.2.2項(xiàng)目地塊評估

根據(jù)鎮(zhèn)江市海綿城市建設(shè)試點(diǎn)實(shí)施方案要求，從江濱匯水區(qū)分解到華潤新村小區(qū)的目標(biāo)為：年徑流總量控制率為86.7%，對應(yīng)設(shè)計降雨量為39.24 mm；排水防澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到有效應(yīng)對30年一遇降雨；面源污染削減率達(dá)到60%。

采用2017年6—8月的6場降雨及流量監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行華潤新村小區(qū)LID模型參數(shù)率定驗(yàn)證，相對均方誤差均小于10%，監(jiān)測值與模擬值擬好度較好(圖8)，可用于小區(qū)地塊方案建設(shè)績效評估。

采用2007—2016年的連續(xù)降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行華潤新村年徑流總量控制率及TSS徑流污染模擬分析，進(jìn)行源頭LID海綿方案績效評估。①年徑流總量控制率。華潤新村10 a的降雨總量為75.8萬m3，徑流總量為14.7萬m3，其中包括通過LID盲管凈化后緩釋的徑流量(4.52萬m3)，因此沒有通過自然蒸發(fā)、下滲及LID設(shè)施凈化的未控制徑流量為10.2萬m3，即10 a內(nèi)通過自然及人工手段控制徑流量為65.6萬m3，實(shí)現(xiàn)86.5%年徑流總量控制率，基本滿足控制目標(biāo)。②TSS污染削減率。2017年通過對華潤新村排口TSS進(jìn)行7場降雨濃度監(jiān)測，估算TSS年均濃度(AMC)約為81.5 mg/L，華潤新村未改造前10年徑流量約為34.1萬m3，則未改造時TSS污染總量為27.8 t。未控制徑流中TSS總量為10.2萬m3×81.5 mg/L=8.3 t，LID設(shè)施對TSS濃度削減率為85%，因此，通過LID凈化后外排徑流量所包含的TSS總量約為4.52萬m3×81.5 mg/L×15%=0.55 t，TSS污染削減率=(27.8-8.3-0.55)/27.8×100%=68%，滿足徑流污染控制目標(biāo)。

3.2.3海綿設(shè)施評估

經(jīng)過自上而下的目標(biāo)分解，細(xì)化到每一個海綿設(shè)施都有一定的貢獻(xiàn)度要求，因此需要對海綿設(shè)施進(jìn)行達(dá)標(biāo)分析。鎮(zhèn)江采用的海綿設(shè)施類型主要有雨水花園、植草溝、綠色屋頂、雨水濕地、透水鋪裝等，從可實(shí)施角度出發(fā)，本次對其中部分雨水花園和雨水濕地進(jìn)行了進(jìn)出口流量和水質(zhì)監(jiān)測。以其中一處——江濱新村二區(qū)雨水花園為例(具有較好的完整場次降雨出流水量水質(zhì)數(shù)據(jù))進(jìn)行效果評估。

在對該處雨水花園進(jìn)行連續(xù)在線觀測過程中，捕捉到2017年8月8日降雨過程完整出流數(shù)據(jù)(圖9)。依據(jù)綜合徑流系數(shù)計算雨水花園匯流范圍總徑流量為90.92 m3，監(jiān)測總出流量為5.06 m3(盲管處)，3處峰值流量分別為2.73、1.82、2.66 m3/h，雨峰延滯時間分別為30、10、100 min。溢流井對應(yīng)的滯峰效果跟盲管出流一致(圖9)。綜合雨水花園盲管與溢流井總出流量為6.31 m3，雨水花園對本場降雨的徑流控制率為93.06%。同期對出流水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，小區(qū)路面、小區(qū)屋頂、空白雨水、雨水花園出流徑流量分別為20.10、30.03、40.79、6.31 m3，結(jié)果見表5。由表可知，雨水花園對本場降雨的水質(zhì)去除率在89%以上，COD、NH3-N、TP、TSS水質(zhì)去除率分別為90.492%、91.137%、89.023%、96.389%，其中TSS去除效果最明顯。

表5 2017年8月8日場次降雨下墊面污染情況及雨水花園出流水質(zhì)情況

4 結(jié)語

完善的監(jiān)測對象體系是海綿城市設(shè)計、效果評估、運(yùn)行調(diào)度的重要基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)闡述了鎮(zhèn)江市海綿城市監(jiān)測對象體系構(gòu)成、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測方法及監(jiān)測結(jié)果應(yīng)用等內(nèi)容，并與模型體系相結(jié)合形成可復(fù)制的技術(shù)模式，可為更多城市的海綿建設(shè)提供參考。