引言在线监测对于管网运行状态及日常维护具有很大的帮助，相对常规的人工排查，管网在线监测具有响应快、效率高等优势[1-2]。目前，对排水在线监测方案的制定还存在不足，有待进一步研究与分析。制定合理的监测方案，在合适的位置安装在线监测设备，才能以最小的投入获得最全面最准确的信息，配合设备良好的性能。1布点原则可行性原则。在监测设备选点的过程中容易忽视供电、通信等项目的需求。现有的设备特别是流量监测设备对检查井的安装条件要求较高，监测点位确定后，要及时勘查安装井内的环境，确认是否适合选定的监测设备，如不合适要及时更改点位，调整监测方案。视频监控在条件允许的情况下优先选择市电供电，同时还要考虑其他供电方式，液位、流量监控采用蓄电池供电的方式，个别点位考虑太阳能+蓄电池的供电方式。代表性原则。所选取的监测点要具有代表性，能够监测点位及其周边的特定监测指标的典型值，在相同的条件下尽量避免重复选取。分散与集中相结合原则。城市不同区域内排水管网系统所面临的问题不同，在制定排水监测方案的同时，要因地制宜，抓住监测区域的排水特征制定相对应的监测方案，从而获取真实有效的监测数据，为后续的定性定量分析奠定在线数据基础。复用性原则。部分监测点位的布置仅需进行短期监测，可通过轮换监测的方式实现，以少量的设备获取多点位的数据，提高监测设备的复用性。要素全面性选定的监测点位应合理覆盖管网不同区域、不同层级的各类监测要素，按管网排口-管网关键节点-源头排水户逐级选定，以实现管网水质变化可溯源的目标。在确定监测点位信息时，应根据监测层级和管网类型进行分类布置，合理拟定监测点位上应安装的物联网设备，并依据选定点位的特征确定流量、流速、液位、水质等监测因子，实现管网要素的全面监测。经济可行性。在选定物联网设备布点方案时，成本预算是制约管网运行监测精度的重要因素。采用科学合理的方法，在方案拟定过程中筛选具备特征性的管网节点，布设尽可能少的物联网设备，采用既具有经济性又具有代表性的布点方案，对排水管网的整体运行状态进行监测并获取管网运行数据。2布点方法2.1确定监测要素排水管网具有较完整的拓扑结构，源-网-站-厂-河之间有着很强的拓扑关系，形成了完整闭合的排水系统。指标监测需要结合监测目的选取，监测位点根据布点的相关性原则进行选择。在监测位点上监测指标共分为4个部分：雨量监测、液位监测、流量监测和水质监测[3]。监测对象主要分为6个，排水监测要素如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.T001表1排水监测要素监测对象监测要素监测目的排放源重点排水户（污水）/低影响开发项目（雨水）水量、水质实时监测和预警分支节点针对排水户集（污水）/历史易涝点（雨水）实时监测、预警、采集与取证主干网节点针对上下游关联上游问题验证：下游调度依据调蓄设施针对调蓄设施控制流域上下游污水厂管网联系污水厂针对控制终端整体调度效果验证进水监测与预警排口针对末端排口城市水环境质量保证2.2确定监测目的排水管网系统在不同区域面临的问题不同，排水管网在线监测的目的也不一样，需要根据各自监测的具体目的选择监测点的位置以及监测指标[4]，为尽快获得主城区旱季污水排放量的真实数据，有效分析与评估该片区旱天的污水流量定量分区、分区污水产生负荷量、污水厂服务片区污水量，找准主干管网运行负荷高、污水厂枯水期进水浓度低的原因，为排水管网现状调查、片区雨污混流定量化分析、现状分析、规划方案制定及污水厂规模分析等提供数据依据，也为下一步建模评估奠定在线数据基础。不同监测目的下监测点设置[5-6]如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.F001图1不同监测目的下监测点设置针对外来水入流入渗问题，选择典型的合流制子汇水区进行精细化的流量监测及必要的水质采样及化验分析，并对该子汇水区的外来水入流入渗情况进行定量化评估，研究确定排水系统外来水监测评估和雨污混流监测的技术路线及实用方法，为排水管网入流入渗情况的评估提供参考数据，为排水管网系统完善及污水厂进水浓度原因识别提供数据基础[7]。2.3监测内容及功能对监测目标进行长期监测，取得数据支撑，可以完成积水点监测预警、雨水管道负荷分析、排污变化规律分析、入流入渗分析以及排口污水下河监测等。不同监测对象的监测指标分析如表2所示。不同监测目标的监测依据以及方案如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.T002表2不同监测对象的监测指标监测对象监测指标液位流量悬浮物其他水质雨水排口■■■▲污水泵站■■▲雨水泵站截流设施■■▲调蓄池■▲合流制溢流排口■■■▲沿河截流系统节点■▲重要分支管网节点■▲重点排水户接户井■▲注：1.其他水质指标主要指COD和氨氮。2.■表示应设置相关监测，▲表示宜设置相关监测。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.T003表3不同监测目标的监测依据以及方案项目监测数据及依据积水点监测预警雨水管道液位：内涝预警。雨水管道流量：排水能力瓶颈管段识别，内涝原因分析。排污变化规律分析污水处理厂测点流量：水量平衡计算。污水干管流量+水质：纳污片区排污水量水质变化规律分析。污水处理厂流量+水质：总排污水量水质变化规律分析。旱季管道外来水入渗分析旱天污水干管低谷流量：在水量变化规律基础上，统计旱天低谷时流量，估算地下水渗透量。雨天管道雨水入流分析旱天污水干管流量：统计旱天入流规律。雨天污水干管流量：对比旱天流量，计算入流入渗量。降雨量：分析降雨量与入流入渗量的关系，结合现场分析入流入渗原因。污水偷排事件查证污水泵站流量+水质：对污水偷排进行响应，统计偷排量。污水干管流量+水质：对污水偷排进行溯源，分析偷排事件的影响范围。排污源头流量+水质：通过采样与水质化验，精确定位污水偷排来源，对污水偷排进行查证。排口污水下河监测旱天排口流量+水质：分析因截留不彻底和雨污混接导致的污水下河水量与污染物量。雨天排口流量+水质，降雨量：分析因污水溢流导致污水下河水量与污染物量。2.4在线监测的位点各个城市的管网建设情况不一样，面临的问题差别较大。因此，需要收集城市管网的数据，确定城市管网出现的问题，制定相应的监控计划，布置监控位点。城市管网错综复杂，需要对管网进行分级管理、逐层监控，逐步完善排水管网的在线监测系统，可供参考的分级监测技术以区域监测目的为基础，将监测层级分为整体监测、分区监测和源头监测[8]。排水管网在线监测分级如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.F002图2排水管网在线监测分级在不同的监测层级下，监测要素的选择具有倾向性，且监测因子的选取原则更为清晰。不同级别的监测要素不同，监测布点逐级递增。达到源头监控等级后，监控覆盖了最初的源头排水户，对每个排水户都能做到有效管理。3监测位点选址及优化确定排水管网监测点位布设的原则和方法后，即可对目标区域管网的点位进行初步选择，并针对点位的要素特征、节点性质、所属层级确定该点位监测的管网指标，进一步确定需要布设的物联网设备。3.1监测布点位置要求依据排水管网建制，按照层级划分，区分节点位置，明确监测因子。点位选择依据主要为雨水系统排口、合流制排口、雨水管网、污水管网（含合流制）。管网中的各类节点都有监测需求，但实行在线监测后能够达到的效果不同。考虑不同监测点位置的重要性以及管网监测的经济性原则，优先监测重要管网节点。管网排放口是整个排水管网汇流后的雨污排放终端，对下游水环境影响明显，而管网节点和源头分别代表管网的承上启下和排放源，雨水时段城市交通受城市易涝点影响明显。监测点位重要性及经济性优先顺序如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.F003图3监测点位重要性及经济性优先顺序从雨污分流的角度分析，大部分城市采用分流制排水系统，但部分合流制系统仍在沿用，当管网用于排放污水时，污水水量持续产生。雨污分流角度的监测点位优先顺序如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.032.F004图4雨污分流角度的监测点位优先顺序3.2布点方案的优化排水管网在线监测的布点方案需要经过初步拟定-筛选优化-现场勘查-最终确定4个步骤。初步方案拟定点位后，将方案交由具有审批资质的单位进行审查，确定拟定点位的合理性。评审通过后，组织相关人员进行实地勘查，核实方案中拟定的点位现场是否具备安装设备的条件，若有此类问题，应及时按照相关标准进行调整。4结语制定排水系统在线监测方案时，要了解当地的排水现状，对目标进行分解，通过分级监测的思路确定初步监测布点方案，确定不同层级下的布点数量及其效能。根据对项目现场的勘查，制定经济高效的监测方案。同时根据分级监测的思路，避免在项目现状较差的情况下，盲目追求一步到位。在项目实施过程中，通过不断地优化布点方案，确定该条件下能实现的最优监测效果，从而提升城市排水的信息化管理，避免城市内涝等。通过在线监测的反馈数据进行分析应用可以获得较大经济效益：合理调度，降低管网、泵站的能耗费用；提高城市排水设施的管理维护水平，降低日常养护成本；合理评估，避免粗放式管理导致的大量资金浪费和重复建设，节约建设成本；提高事故应急响应能力，避免事故造成直接和间接经济损失。