地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測

1、排水管網(wǎng)監(jiān)測的目的

對排水管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測的目的主要包括兩大類，一類是及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，輔助城市內(nèi)澇或排水管網(wǎng)溢流時(shí)間的預(yù)警預(yù)報(bào)，第二類是積累排水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)，用于城市排水管網(wǎng)運(yùn)行情況的評估與診斷。針對不同的監(jiān)測目的，在監(jiān)測點(diǎn)布置時(shí)會(huì)有不同的側(cè)重。

1.1以城市內(nèi)澇預(yù)警為目的

受近年來氣候變化的影響，暴雨的頻率及強(qiáng)度呈顯著增加的趨勢，城市化背景下，硬質(zhì)化地面的比例不斷提升，使得“逢雨必澇”“逢暴雨必癱”“城市看海”成為常態(tài)，對排水管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測，則可以隨時(shí)了解城市各區(qū)域的積水情況，從而能進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，確保城市居民的生命及財(cái)產(chǎn)安全。但監(jiān)測點(diǎn)位置如果布設(shè)不夠合理，不僅會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測工作前功盡棄、浪費(fèi)人力物力，還會(huì)對城市內(nèi)澇管理及決策起到錯(cuò)誤導(dǎo)向。

以及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)為目的對排水管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，主要關(guān)注水量方面的信息，以監(jiān)測節(jié)點(diǎn)液位和流量為主。在監(jiān)測點(diǎn)布置時(shí)主要考慮的原則包括：根據(jù)歷史暴雨中實(shí)際內(nèi)澇情況對監(jiān)測點(diǎn)布置進(jìn)行整體統(tǒng)一規(guī)劃，保障代表性和均勻性;以現(xiàn)有排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案為依據(jù)，在相對標(biāo)高較高且確定不發(fā)生內(nèi)澇的地段可適當(dāng)減少布點(diǎn)，而在重點(diǎn)路段和內(nèi)澇嚴(yán)重區(qū)域加強(qiáng)監(jiān)測;監(jiān)測設(shè)備可安裝在內(nèi)澇點(diǎn)路邊和附近檢查井內(nèi)。

1.2以了解排水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)為目的

在城市“智慧排水”概念提出后，對排水管網(wǎng)的監(jiān)測已不僅局限于暴雨時(shí)期對城市內(nèi)澇的預(yù)警，而是將排水管網(wǎng)的監(jiān)測常態(tài)化，在管網(wǎng)中選擇具代表性的節(jié)點(diǎn)，通過監(jiān)測這些節(jié)點(diǎn)的情況，盡可能全面掌握整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。為全面了解管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，不僅需要關(guān)注水量方面的信息，還需要綜合考慮水質(zhì)情況。

目前我國大部分城市缺少長時(shí)間的排水管網(wǎng)連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，不能客觀分析排水管網(wǎng)的入流入滲情況，不能定量化分析雨污混流比例，不能客觀分析污水廠進(jìn)水濃度低的癥結(jié)所在。對排水管網(wǎng)進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)在線監(jiān)測，可為排水管網(wǎng)評估診斷及污水廠運(yùn)行能力提升提供有力的支撐數(shù)據(jù)，是保障排水管網(wǎng)及污水處理廠正常運(yùn)行的有效手段。在降雨情況下，需要對不同降雨強(qiáng)度下，排水管網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)測，了解管網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷變化，定量化分析由于降雨導(dǎo)致的外來水增加比例，對水質(zhì)的監(jiān)測則可更加全面掌握城市非點(diǎn)源污染情況。

2、排水管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化布置的方法

針對不同的監(jiān)測目的，所采用的方法與最終的點(diǎn)位選址會(huì)有一定差異，目前國內(nèi)外專門針對排水管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化布置的研究相對有限，根據(jù)理論依據(jù)的不同，現(xiàn)有優(yōu)化方法可大致分為兩類：一類是以統(tǒng)計(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ);另一類是以運(yùn)籌學(xué)理論為基礎(chǔ)。

2.1以統(tǒng)計(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化

國內(nèi)對排水管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化布置的研究，大多以統(tǒng)計(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ)，核心是通過識別節(jié)點(diǎn)間相關(guān)性進(jìn)行聚類，從而優(yōu)化監(jiān)測點(diǎn)。袁景冬利用模糊聚類和動(dòng)態(tài)貼近度兩種方法對排水管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化布置，并對兩種方法所得結(jié)果進(jìn)行了對比。秦禮琦利用模糊聚類分析法優(yōu)化了GZ市某排水區(qū)域的排水干管上的監(jiān)測點(diǎn)[1]。敖培同樣基于聚類的思想，在模糊C均值(FCM)聚類算法中引入細(xì)菌覓食算法(BFO)，通過BFO求得優(yōu)解作為FCM算法的初始聚類中心，然后利用FCM算法優(yōu)化初始聚類中心，從而求得全局優(yōu)解[2]。

地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測

在城市“智慧排水”概念提出后，對排水管網(wǎng)的監(jiān)測已不僅局限于暴雨時(shí)期對城市內(nèi)澇的預(yù)警，而是將排水管網(wǎng)的監(jiān)測常態(tài)化，在管網(wǎng)中選擇具代表性的節(jié)點(diǎn)，通過監(jiān)測這些節(jié)點(diǎn)的情況，盡可能全面掌握整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。為全面了解管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，不僅需要關(guān)注水量方面的信息，還需要綜合考慮水質(zhì)情況。

目前我國大部分城市缺少長時(shí)間的排水管網(wǎng)連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，不能客觀分析排水管網(wǎng)的入流入滲情況，不能定量化分析雨污混流比例，不能客觀分析污水廠進(jìn)水濃度低的癥結(jié)所在。對排水管網(wǎng)進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)在線監(jiān)測，可為排水管網(wǎng)評估診斷及污水廠運(yùn)行能力提升提供有力的支撐數(shù)據(jù)，是保障排水管網(wǎng)及污水處理廠正常運(yùn)行的有效手段。在降雨情況下，需要對不同降雨強(qiáng)度下，排水管網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)測，了解管網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷變化，定量化分析由于降雨導(dǎo)致的外來水增加比例，對水質(zhì)的監(jiān)測則可更加全面掌握城市非點(diǎn)源污染情況。