排水管網在線監測布點數量的确定

作(zuò)者：郭效琛，清華大(dà)學博士，助理(lǐ)研究員(yuán)，研究方向爲城(chéng)市排水管理(lǐ)。

排水管網對于城(chéng)市安全運行起着重要的保障作(zuò)用，但(dàn)由于排水管網工(gōng)程本身(shēn)的隐蔽性強、分(fēn)布範圍廣，導緻其運行狀态不清、管理(lǐ)難度較大(dà)，對管網混接、入流入滲等問(wèn)題的分(fēn)析診斷困難。鑒于此，通過利用排水管網在線監測可(kě)以支持排水系統問(wèn)題的定量診斷與分(fēn)析，支持排水系統的智能化管理(lǐ)；而數據的可(kě)靠性、準确性及有用性則是排水管網分(fēn)析診斷的基礎。對所有排水管網節點進行在線監測布點，能夠全面掌握排水管網的運行動态，但(dàn)節點數量衆多，監測成本過高；在經濟成本的約束下，需要根據監測需求和目的，制定科(kē)學有效的監測布點方案，篩選最具代表性的節點，以盡可(kě)能少的監測點獲取盡量全面的排水管網信息，形成兼顧代表性和經濟性的可(kě)行監測方案。

對于特定區域，排水管網在線監測方案應涵蓋監測指标、監測布點數量、監測位置以及監測時間等多項内容。其中，監測設備的數量在監測方案制定的初期是最爲關鍵的指标，爲區域問(wèn)題的整體(tǐ)規劃設計(jì)提供制定預算的依據，推進項目的執行。目前，排水管網在線監測布點數量的确定，主要依靠人(rén)爲主觀經驗判斷，尚沒有統一的方法和标準，造成布點數量的不确定性，降低了項目資金使用的有效性。

針對排水管網監測布點定量化确定的問(wèn)題，基于排水管網特征、運行規律、監測需求，研究按照(zhào)整體(tǐ)監測、分(fēn)區監測和源頭監測三個部分(fēn)，提出分(fēn)層級的排水管網監測思路(lù)，以水量監測爲基礎，建立監測點數量定量化的制定方法。

一、排水管網監測基礎

對于目标區域排水管網，監測點數量的确定需要考慮對排水關鍵要素的覆蓋、監測指标的篩選以及區域開展監測的目的。

1.1 監測點位設置

排水管網是一種典型的網絡系統，具有很強的上下遊關聯性，從(cóng)排放(fàng)源到分(fēn)支管網、主幹管網、泵站(zhàn)、污水廠(chǎng)及最終的受納水體(tǐ)，形成完整的排水系統。以污水排放(fàng)系統爲例，在監測點位的設置上，共可(kě)分(fēn)爲6個部分(fēn)，如(rú)圖1所示。

①排放(fàng)源。對污水系統而言，主要爲片區内重點企業或典型小區，作(zuò)爲排水戶，向市政管網系統排入生(shēng)産及生(shēng)活污水；在排口應進行水量和水質的實時監測，對偷排漏排起到監管作(zuò)用。對雨(yǔ)水系統而言，則爲低影(yǐng)響開發項目，排口的監測可(kě)直接支持項目達标性的分(fēn)析。

②分(fēn)支節點。對于污水系統，分(fēn)支節點反映多個排水戶的情況，可(kě)掌握一個小片區整體(tǐ)的排污情況。對于雨(yǔ)水系統，分(fēn)支節點的監測主要針對曆史易澇點，可(kě)對城(chéng)市内澇問(wèn)題進行實時監測與動态預警。

③主幹節點。無論污水系統還(hái)是雨(yǔ)水系統，主幹節點都(dōu)起着重要的連接作(zuò)用，通過流量和典型水質指标的聯合監測，可(kě)作(zuò)爲上遊問(wèn)題驗證、下遊合理(lǐ)調度的依據。

④調蓄設施。針對調蓄控制的流域，體(tǐ)現上下遊、排水系統聯合調度的關系。

⑤污水廠(chǎng)。污水系統的控制終端，通過進、出水的監測，對排水情況進行監測與預警，評估污水廠(chǎng)收水範圍内的整體(tǐ)情況。

⑥排口。排水管網系統的末端，體(tǐ)現對城(chéng)市水環境質量的影(yǐng)響。

1.2 排水管網在線監測指标設置

排水監測指标整體(tǐ)上可(kě)分(fēn)爲水量和水質兩大(dà)方面，同時需對降雨(yǔ)進行監測，作(zuò)爲排水分(fēn)析的背景信息與基礎。

①雨(yǔ)量。利用在線雨(yǔ)量計(jì)，監測片區内的降雨(yǔ)信息。

②流量。水量監測的主要指标，可(kě)以支持定量分(fēn)析。

③液位。水量監測的輔助性指标，監測成本較低，可(kě)提供定性分(fēn)析。

④水質。在線監測主要選擇簡單的單項指标，對水質進行整體(tǐ)掌握；其中雨(yǔ)水管網系統可(kě)選擇懸浮物（SS）；污水管網系統可(kě)選擇電導率；受納水體(tǐ)可(kě)選擇SS和溶解氧（DO）。

1.3 排水管網在線監測目的

不同區域排水管網系統面臨的問(wèn)題不同，因而排水管網在線監測的目的也有所差異，需要根據各自(zì)具體(tǐ)的監測目的，進行監測點位置和監測指标的選擇。不同監測目的下監測點設置分(fēn)析如(rú)表1所示。

二、監測點量化确定的依據

對排水管網監測布點數量進行定量化的制定，需要滿足排水管網監測布點的要求，并根據不同要素的重要程度進行優先級的排序，從(cóng)而在一定經濟成本約束下，确定最優的監測點數量。

2.1 監測布點位置要求

2.1.1 雨(yǔ)水系統排放(fàng)口

雨(yǔ)水排放(fàng)口在旱季不應有水流排放(fàng)，若旱季存在排水則應進行重點監測，支持區域的偷排漏排管理(lǐ)；在降雨(yǔ)期間對雨(yǔ)水徑流排放(fàng)進行監測，可(kě)對片區整體(tǐ)的徑流水量及水質情況進行評估。可(kě)根據排口大(dà)小，選擇具備監測條件(jiàn)的雨(yǔ)水排口進行在線監測：

①DN300以下，雨(yǔ)水徑流量小（一般小于3.2m3/min），對水體(tǐ)影(yǐng)響有限，可(kě)不監測；

②DN300～DN600中等排水口，對城(chéng)市水體(tǐ)影(yǐng)響明顯，需監測流量；

③DN600及以上是主排口，降雨(yǔ)期間排入水體(tǐ)的水量大(dà)，對城(chéng)市水體(tǐ)影(yǐng)響顯著，需進行流量及水質監測。

2.1.2 合流制溢流口

在合流制體(tǐ)制下，混合污水的流量超過截污幹管的輸水能力時，部分(fēn)污水會發生(shēng)溢流直接進入受納水體(tǐ)；部分(fēn)排口在旱季甚至存在污水直排的現象，通過對合流制溢流排口的監測可(kě)評估區域整體(tǐ)溢流污染情況，對點源污染進行有效的監管。

①由于在降雨(yǔ)強度較大(dà)時，混合污水流量超過截流幹管輸水能力，合流制排口存在污水排入水體(tǐ)的可(kě)能，所有排口均有監測的需求。

②所有排放(fàng)口均優先保障流量監測，對于重點排口（DN600及以上），若發生(shēng)污水直排對城(chéng)市水環境影(yǐng)響顯著，有條件(jiàn)時應進一步補充水質監測。

2.1.3 雨(yǔ)水管網

①選擇下遊主幹管節點進行流量監測，可(kě)支持對應分(fēn)區的徑流總量控制率評估；

②曆史積水點及易澇點進行液位監測，對城(chéng)市内澇進行預警并評估水安全情況。

2.1.4 合流制及污水管網

在管道主幹節點進行流量監測，可(kě)支持水量平衡、管網運行規律的識别；對入流入滲、雨(yǔ)污混接等管網問(wèn)題進行診斷分(fēn)析。

①選擇帶壓運行壓力較高的節點進行液位監測，爲運行評估及風(fēng)險預警提供在線動态依據；

②在泵站(zhàn)、調蓄池、污水廠(chǎng)等主要設施的進出水口進行流量監測，爲排水系統的整體(tǐ)運行調度提供依據。

2.2 節點布置優先原則

無論是源頭、管網還(hái)是排口，作(zuò)爲排水系統的組成部分(fēn)，都(dōu)有監測的需求；污水和雨(yǔ)水也都(dōu)應同步開展監測，但(dàn)在經濟成本有限、監測點數量設置不夠的情況下，無法完全滿足監測點布置的需求，考慮不同監測點的重要性，應對重要節點優先進行監測。

①排口>管網>源頭

排口作(zuò)爲排水管網系統的終端，對城(chéng)市水環境有顯著影(yǐng)響，應優先監測；管網節點是排水系統的過程部分(fēn)，起着承上啓下的聯通作(zuò)用；源頭是排水系統的源頭端，個别排水戶/項目對整體(tǐ)排水系統的影(yǐng)響相(xiàng)對有限。

②污水>雨(yǔ)水

目前大(dà)多數城(chéng)市的分(fēn)流制排水體(tǐ)系，從(cóng)排放(fàng)時間角度，污水持續存在而雨(yǔ)水徑流僅在降雨(yǔ)期間産生(shēng)；從(cóng)城(chéng)市監管角度，污水的排放(fàng)更需要進行合理(lǐ)有效的組織與管理(lǐ)。

三、排水管網分(fēn)級監測方法

爲支持排水管網監測布點數量的量化确定，在監測方案制定過程中采用分(fēn)級監測的技術(shù)體(tǐ)系，逐級完善排水管網在線監測。

3.1 整體(tǐ)技術(shù)體(tǐ)系

分(fēn)級監測技術(shù)體(tǐ)系以區域監測目的爲基礎，包括整體(tǐ)監測、分(fēn)區監測和源頭監測3個層級，不同層級所涵蓋的監測要素不同，能實現的監測目的也有所差異，如(rú)表2所示。

① 整體(tǐ)監測

整體(tǐ)監測主要是對區域整體(tǐ)情況的掌握，覆蓋程度相(xiàng)對有限，僅針對管網的主要節點，管網布點密度較低。整體(tǐ)監測針對的是區域最重要的節點，能夠掌握區域排水的基本負荷情況，支持基礎性管理(lǐ)工(gōng)作(zuò)的開展，建議(yì)進行長期固定監測。

② 分(fēn)區監測

結合區域彙水關系和管網存在的問(wèn)題，對區域進行劃分(fēn)，基于網格化的思維模式，将各分(fēn)區作(zuò)爲監測單元，對排水系統進行合理(lǐ)的分(fēn)解。

在分(fēn)區監測層級下，可(kě)對各分(fēn)區的排水問(wèn)題進行診斷分(fēn)析，形成相(xiàng)對精細化的管理(lǐ)模式，可(kě)支持大(dà)部分(fēn)排水管網問(wèn)題的管理(lǐ)，但(dàn)由于未涉及排水源頭部分(fēn)的監測，無法進行污染溯源，不能對排水戶進行追責，不能評價雨(yǔ)水管控項目的效果。

③ 源頭監測

污水系統主要針對企業、居民(mín)小區等排水戶，雨(yǔ)水系統則主要針對各類低影(yǐng)響開發項目。

源頭監測在分(fēn)區監測層級上進一步細化，可(kě)支持溯源分(fēn)析并進行追責，可(kě)輔助排水管理(lǐ)，落實排水許可(kě)制度的動态監管，将在線監測數據進行集成，對污染排放(fàng)源進行預警預報，實時更新狀态。對低影(yǐng)響開發改造項目，則可(kě)支持項目達标分(fēn)析，根據評估結果可(kě)對存在的問(wèn)題進行持續改進與優化。

3.2 分(fēn)級監測定量評分(fēn)曲線

爲支持監測點數量的定量化确定，需要對監測效能進行量化評分(fēn)，确定不同監測點數量設置下所能實現的最佳監測效能，并通過分(fēn)數進行刻畫(huà)，從(cóng)而形成分(fēn)級監測定量評分(fēn)曲線。

3.2.1 最佳監測效能的确定

同樣數量的在線監測點位設置，布置于不同的監測點位置、監測不同的監測要素，所能實現的監測效能則有所差異。對于尚未開展監測的區域而言，優先在排口布置在線監測點，能夠掌握區域内對應彙水範圍的整體(tǐ)情況，但(dàn)僅布置在單獨源頭排水戶的排口，所能獲取的信息則大(dà)幅減少，對應的監測效能降低。

在一定數量的點位設置下，應按照(zhào)節點布置的優先原則進行監測位置的篩選，将有限的監測設備布置在重要的監測要素上，獲取關鍵信息。

3.2.2 各層級最優監測數量設定

以項目區域的面積、管網長度、排口數量等信息爲基礎，依據監測目标，對不同層級下最優方案監測點的數量進行設定。将整體(tǐ)監測最優數量對應的評分(fēn)設爲100分(fēn)，分(fēn)區監測和源頭監測在整體(tǐ)監測的基礎上，能夠更進一步了解排水系統情況，支持排水系統的診斷分(fēn)析和智慧化管理(lǐ)，對應的分(fēn)值逐級增加，将分(fēn)區監測最優數量得(de)分(fēn)設爲200分(fēn)，源頭監測最優數量得(de)分(fēn)設爲300分(fēn)；不同層級對應的監測目的不同，對各要素監測覆蓋的比例要求也就(jiù)有所差異，以水量監測布置的最優數量爲例，需依據區域内各要素節點數量進行确定，如(rú)表3所示。

根據目前對城(chéng)市排水系統的要求，污水不能直接排入受納水體(tǐ)，許多城(chéng)市對污水直排口進行了封堵和改造，但(dàn)仍留有合流制溢流口，屬于重點監測要素，在整體(tǐ)監測層級下，應盡可(kě)能進行監測覆蓋；區域内雨(yǔ)水排口數量遠(yuǎn)多于排污口，尤其是河流水系密布的區域，大(dà)小排口沿河分(fēn)布，在整體(tǐ)監測和分(fēn)區監測層級下僅需要覆蓋主要排口，達到源頭監測層級後，才需對所有具有監測需求的雨(yǔ)水排口進行覆蓋。

在管網節點監測布置部分(fēn)，整體(tǐ)監測層級最優數量僅覆蓋管網系統核心的節點；以整體(tǐ)監測爲基礎，考慮區域排水分(fēn)區的劃分(fēn)情況，識别排水管網的關鍵節點，在主幹節點的基礎上覆蓋分(fēn)支節點，雖然分(fēn)區監測層級下，最優監測點數量增加有限，但(dàn)可(kě)支持大(dà)部分(fēn)排水管網問(wèn)題的診斷與分(fēn)析；在源頭監測層級下，由于污水系統的排水戶以及雨(yǔ)水系統的地塊類項目數量巨大(dà)，最優監測數量大(dà)幅增加。

在各層級内，由監測點數量設置的覆蓋比例确定基礎得(de)分(fēn)，并根據布點的要求、優先原則、監測點覆蓋的重要程度，進行分(fēn)數的調整，對應分(fēn)值均爲該監測點數量下所能實現的最佳監測效能。

分(fēn)級監測體(tǐ)系下在線監測點數量定量評分(fēn)曲線如(rú)圖2所示。

四、監測點數量量化确定的應用

基于分(fēn)級監測體(tǐ)系，利用定量化評分(fēn)曲線，對于特定區域，可(kě)根據基本的排水管網資料和監測需求，對監測點數量進行初步的量化确定，并根據經濟約束條件(jiàn)，确定監測方式，形成區域初步的監測布點方案，并能夠指導監測方案的優化與調整。

4.1 雨(yǔ)水系統監測

以某海綿試點區的監測爲例，根據海綿城(chéng)市考核評估的需求，按照(zhào)降雨(yǔ)徑流的彙集過程，從(cóng)源頭到過程到末端，建立全過程系統性的監測體(tǐ)系，全面掌握海綿試點區的雨(yǔ)水徑流排放(fàng)情況，能夠支持多個排水分(fēn)區的精細化管理(lǐ)及問(wèn)題診斷，對源頭低影(yǐng)響開發項目進行達标評價與分(fēn)析并督促優化整改。

該海綿試點城(chéng)市位于我國(guó)東部地區，對海綿試點區的雨(yǔ)水管網系統進行基本資料的收集：試點區域面積共計(jì)25.24 km2，其中排水管網輻射面積爲20.5 km2；現狀雨(yǔ)水管道長約79.5 km；末端入河主要排放(fàng)口共計(jì)75個，其中雨(yǔ)水排放(fàng)口73個，合流制排放(fàng)口2個；源頭低影(yǐng)響開發改造地塊類項目共計(jì)108個。根據試點區的基本信息，考慮3個層級的監測需求，分(fēn)别确定最優監測點數量，即，整體(tǐ)監測最優監測點爲39個，分(fēn)區監測最優監測點爲76個，源頭監測最優監測點爲178個。海綿試點區域評分(fēn)曲線如(rú)圖3所示。

根據監測目的和需求，應完成整體(tǐ)監測和分(fēn)區監測，考慮源頭地塊項目數量較多，應盡可(kě)能覆蓋，在源頭監測層級部分(fēn)，監測效能應達到80%及以上。

4.1.1 整體(tǐ)和分(fēn)區監測

根據區域内的排水關系，海綿試點區共劃分(fēn)17個子排水分(fēn)區，在排口部分(fēn)共布置75台在線監測設備，覆蓋所有排口；在管網監測部分(fēn)，兼顧各排水分(fēn)區，設置26個監測點，對管網主幹和分(fēn)支節點進行監測。

① 排口監測

在彙流區域面積大(dà)的主要雨(yǔ)水排放(fàng)口和2個合流制排放(fàng)口布置流量在線監測點，實時采集流量信息，共計(jì)60處；在彙流區域小的排放(fàng)口布置液位在線監測點，僅作(zuò)爲排放(fàng)口是否有出流的定性判斷，共計(jì)15處。

② 管網監測

在雨(yǔ)污混接處下遊管網或主幹管網下遊節點進行流量監測，支持排水管網日(rì)常運行規律的定量分(fēn)析，共12處；在區域易澇點、管網重點區域進行液位在線監測，支持内澇預警及管道運行風(fēng)險評估，共14處。

4.1.2 源頭監測

海綿試點區内共計(jì)108個源頭地塊類項目，若全部布置在線監測設備進行監測，所需成本會大(dà)幅增加；另外，根據評分(fēn)曲線，源頭監測部分(fēn)監測點個數增加顯著，但(dàn)後期分(fēn)值增加幅度有限。考慮各個地塊排水具有一定的相(xiàng)似性，僅選擇典型項目進行在線監測。篩選住宅小區、公園綠地、廣場等不同類型具有代表性的19個典型項目進行監測，由于項目排口不唯一，部分(fēn)項目需多台監測設備，共布置34 處。

4.1.3 監測方案初步制定

根據試點區排水系統的基礎資料，可(kě)得(de)到3個監測層級下最優的監測布點數量，并得(de)到定量化的評分(fēn)曲線。

考慮海綿城(chéng)市建設效果考核評估的需求，進行監測布點數量的确定，最終形成135處在線監測布點方案，覆蓋試點區全部排口、主幹和分(fēn)支節點以及典型源頭項目。在評分(fēn)曲線中，對應得(de)分(fēn)爲285分(fēn)，在布點位置、指标選擇合理(lǐ)的最優布點方式下，理(lǐ)論上可(kě)完成整體(tǐ)監測和分(fēn)區監測。在源頭監測部分(fēn)，通過對典型項目的篩選，可(kě)進行有效監測，在有限的經濟成本投入下，完成該層級85%左右的監測效能。試點區監測布點示意及得(de)分(fēn)見(jiàn)圖4。

4.2 污水系統的監測

爲實現廠(chǎng)網一體(tǐ)化的智能管控模式、支持排水管網動态監測與預警機(jī)制的建立、評估區域内實施控源截污工(gōng)程改造的效果，某市需對污水排水系統建立從(cóng)排水戶到污水廠(chǎng)的全過程在線監測。該在線監測體(tǐ)系的建立，能夠爲雨(yǔ)污混流、排水戶偷排、入流入滲、污水廠(chǎng)進水濃度低、管網帶壓運行等問(wèn)題提供數據，從(cóng)而大(dà)幅提高排水系統整體(tǐ)運行的可(kě)靠性和效率。

該市位于長江流域，城(chéng)區核心區域面積共計(jì)63.5 km2；新建區域的市政管網爲雨(yǔ)污分(fēn)流，但(dàn)城(chéng)區内大(dà)部分(fēn)區域爲合流制，存在污水下河現象，目前正在實行控源截污工(gōng)程，消除污水直排現象；主城(chéng)區内共計(jì)3座污水處理(lǐ)廠(chǎng)、21座泵站(zhàn)；區域範圍内水系密布，沿岸大(dà)小排污口共計(jì)600餘個；排水戶共計(jì)323 個。

4.2.1 監測方案分(fēn)級量化制定

以區域基本信息爲基礎，考慮監測目的和需求，以污水系統監測爲主，暫不考慮對雨(yǔ)水系統的監測，按照(zhào)分(fēn)級監測量化評分(fēn)的方法，可(kě)得(de)到監測效能分(fēn)值與監測點個數的關系曲線圖，如(rú)圖5所示。

由于區域面積大(dà)，水系密布、排口衆多，各層級下最優監測所需的布點數量都(dōu)較大(dà)，若都(dōu)采用固定設備的監測模式，經濟成本過高，因此在兼顧考慮經濟性與滿足需求的雙重約束下，采用固定與輪換相(xiàng)結合的監測模式，利用有限的監測成本盡量覆蓋較多的點位。

通過輪換監測的方式，在相(xiàng)同監測設備數量下，覆蓋的監測範圍可(kě)顯著提升，提高監測效能，但(dàn)相(xiàng)比于固定監測，輪換監測的方式必然會損失一部分(fēn)信息量，因此需針對排水系統内不同要素的特征和監測需求，選擇監測方式，保障在線監測的有效性。

① 固定監測的内容

區域内管網部分(fēn)所需監測點數量較少，主要是污水主幹管，需長期持續收集數據；爲支持排水系統整體(tǐ)的運行調度，排水設施如(rú)污水廠(chǎng)進水主幹管和泵站(zhàn)也需要固定監測收集數據；排口部分(fēn)，由于數量過多，僅對大(dà)型排口（d≥600 mm）采用固定監測的方式；考慮排水戶監管的需求，典型排水戶開展固定監測，掌握區域排水規律。

② 輪換監測的内容

區域内大(dà)部分(fēn)排口屬于中小型排口，入河水量有限，可(kě)采用輪換監測的方式，階段性收集數據；對區域内大(dà)部分(fēn)排水戶采用輪換監測的方式，采集排水戶信息。

4.2.2 排水管網監測

① 污水主幹管監測

結合主城(chéng)區控源截污工(gōng)程開展的管網完善工(gōng)程，對新建主幹管（d800 mm和d1 000 mm）以及現狀污水主幹管，進行流量固定監測，掌握區域整體(tǐ)排污情況，共計(jì)16個監測點。

② 曆史積水點監測

區域以污水系統監測爲主，考慮對積水内澇預警報警，選擇内澇嚴重的9個積水點進行液位的監測。

③ 泵站(zhàn)進出口

區域範圍内共選擇13座泵站(zhàn)，在泵站(zhàn)的進水口進行流量的在線監測，掌握各泵站(zhàn)服務範圍内來(lái)水量，從(cóng)而爲泵站(zhàn)調控策略的制定提供水量數據；選擇其中規模較大(dà)的4個主要泵站(zhàn)布置自(zì)動采樣器，在流量發生(shēng)突變時，可(kě)觸發采樣，進一步對水樣進行人(rén)工(gōng)檢測化驗，選擇pH、電導率、濁度、氨氮、COD等指标進行化驗，可(kě)掌握區域内水質情況。

④ 污水廠(chǎng)幹管

對污水廠(chǎng)收水幹管進行液位監測，從(cóng)而掌握幹管的充滿度；對污水廠(chǎng)的運行負荷進行預警，支持排水系統的一體(tǐ)化調度；根據管網拓撲關系，2座污水廠(chǎng)分(fēn)别與2根主幹管相(xiàng)連，共需4台在線液位計(jì)。

4.2.3 排口監測

① 固定監測

共篩選管徑600 mm及以上的重要排口進行流量和水質的固定監測，共計(jì)13台在線流量計(jì)和13台水質在線預警儀。

② 輪換監測

服務于控源截污工(gōng)程，需摸查排口以及未進行截污幹管建設區域和封堵的排口，避免偷排和漏排，共需對項目範圍内的142個排口開展輪換監測，需預留24台在線流量計(jì)。

4.2.4 排水戶監測

① 固定監測

選擇典型小區市政管道接口布置監測點。選擇已經進行雨(yǔ)污分(fēn)流改造且排水量較大(dà)的項目進行固定監測，分(fēn)析雨(yǔ)天旱天運行情況，初步篩選29個典型排水戶監測，共需29台流量計(jì)和29台自(zì)動采樣器。

② 輪換監測

對清河區188戶、清浦區114戶以及開發區21戶采取雨(yǔ)污合流制的排水戶進行雨(yǔ)污分(fēn)流改造，共計(jì)323戶。除固定監測29戶，其餘294戶采用輪換監測，預計(jì)在一年(nián)内完成所有排水戶雨(yǔ)季和旱季排口水量和水質的數據收集。經計(jì)算，共需19台在線流量計(jì)，進行16次輪換監測。

4.2.5 監測方案評價與優化

該市主城(chéng)區排水管網采用在線監測，水量在線監測方面共計(jì)139台監測設備，各要素布點的在線液位計(jì)和在線流量計(jì)如(rú)表4所示。其中，部分(fēn)要素采用輪換監測的方式，等效覆蓋監測點數量大(dà)幅增加，可(kě)達到532 個。

根據分(fēn)級監測的理(lǐ)論分(fēn)值曲線，覆蓋532個監測點位，監測效能對應的分(fēn)值爲220分(fēn)（見(jiàn)圖6），可(kě)基本滿足3個層級的監測需求，實現監測目的。但(dàn)受經濟條件(jiàn)制約，采用輪換監測的方式，對于面積較大(dà)的監測區域，提高了監測覆蓋度，但(dàn)監測的精細化程度較差，若後期經濟條件(jiàn)允許，可(kě)再增加20台左右的設備，将等效監測覆蓋點提升至600 個左右，監測效能對應得(de)分(fēn)可(kě)明顯提升。

五、結果與討(tǎo)論

對于排水管網系統的在線監測而言，在制定監測方案時，在線監測的布點數量是首先需要考慮的問(wèn)題。針對不同區域的監測目的和需求，根據分(fēn)級監測的思路(lù)，明确不同層級下最優監測方案的布點數量和不同監測點個數下所能實現的監測效能，可(kě)支持監測點數量的量化确定、方案量化評價與優化、監測方式選擇以及監測的逐步完善等。

5.1 監測點數量的量化确定

根據項目區域排水系統所面臨的問(wèn)題以及監測目的，确定監測方案對應的監測層級，在每一層級内根據評分(fēn)曲線确定監測點個數。

①各層級内監測點個數設置應盡量靠近最優方案，一般而言，各層級内與最優方案相(xiàng)比，監測效能應大(dà)于80%（對應整體(tǐ)監測爲80分(fēn)，分(fēn)區監測180分(fēn)，源頭監測280分(fēn)），以實現該層級對應的監測目的。

②結合分(fēn)值曲線各區間段的具體(tǐ)形狀，分(fēn)析監測點的邊際效益，從(cóng)而調節監測點個數。評分(fēn)曲線的斜率能夠在一定程度上反映監測點所起到的邊際效益，某些階段曲線斜率較大(dà)，說(shuō)明該部分(fēn)監測點數量的增加，能夠顯著增加監測方案整體(tǐ)的有效性，在經濟條件(jiàn)允許的情況下，應增加該部分(fēn)監測點的數量；但(dàn)也有一些監測點邊際效益較低，雖然增加一個監測節點的成本固定，但(dàn)對監測方案整體(tǐ)效果的提升相(xiàng)對有限，隻有在經濟預算充足的情況下才需進行布設。

5.2 監測方案量化評價與優化

評分(fēn)曲線按照(zhào)監測布點優先原則繪制，是一定監測點數量下所能實現的最優監測效果，随監測點個數增加，對應的分(fēn)值升高，逐步接近最優方案。

①在一定經濟成本投入的約束下，可(kě)得(de)到所能布設的監測點數量，快(kuài)速确定該條件(jiàn)下能實現的最優監測效果。

②随着項目實施的推進，監測方案也需要進行一定的優化與調整，利用定量評分(fēn)曲線，可(kě)以預評估監測方案調整後的理(lǐ)想效果。

5.3 監測方式的選擇

在相(xiàng)同監測設備數量的條件(jiàn)下，綜合利用固定監測和輪換監測的方式，可(kě)以大(dà)幅提高監測設備的覆蓋範圍，提升監測方案對應的評分(fēn)。但(dàn)設備輪換需要一定的更換時間，與固定監測相(xiàng)比，勢必會損失一部分(fēn)信息。

①整體(tǐ)監測是區域核心關鍵點，掌握區域排水必需的基本信息，宜采用固定監測。

②分(fēn)區監測部分(fēn)對應的曲線斜率整體(tǐ)較大(dà)，單個監測點所起到的邊際效益高，監測數據可(kě)支持排水管網大(dà)部分(fēn)問(wèn)題的診斷，宜采用固定或輪換監測。

③源頭監測，由于排水戶/源頭項目數量衆多所需監測點數量大(dà)，曲線斜率較小，選擇代表性的進行固定監測，其餘宜采用輪換或臨時監測。

5.4 分(fēn)級監測的逐步完善

對于特定項目區域，應分(fēn)階段實施分(fēn)級監測，避免在基礎信息有限、監測實施條件(jiàn)較差的情況下，盲目追求一步到位。

①應優先布置整體(tǐ)監測部分(fēn)所需的點位，作(zuò)爲對區域整體(tǐ)信息的掌握，爲後期監測布點提供基礎；尤其是基礎資料較差區域，盡快(kuài)掌握區域排水整體(tǐ)特征。