隨著海綿城市建設(shè)的推進(jìn)，很多試點(diǎn)城市在建設(shè)期也同步開展了項(xiàng)目、片區(qū)等相關(guān)監(jiān)測。監(jiān)測可為海綿城市建設(shè)效果評估、排水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況反饋、后續(xù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化、信息化管控等提供數(shù)據(jù)支撐。合理且有效地監(jiān)測是保障海綿城市建設(shè)效果評估和研究規(guī)范性的前提，水質(zhì)監(jiān)測方法不當(dāng)會導(dǎo)致后期的檢測工作無法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，國內(nèi)雨水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系正逐漸建立。

1、海綿城市水質(zhì)監(jiān)測采樣方法

降雨的隨機(jī)性和雨水排放的不確定性會造成徑流雨水污染物濃度在降雨期間有很大變化，需要根據(jù)監(jiān)測目的、污染物種類等確定采樣方法。水質(zhì)采樣包括瞬時(shí)采樣、混合采樣等不同類型，既可以是人工采樣，也可以是自動(dòng)采樣。

1.1 海綿城市水質(zhì)監(jiān)測采樣類型

1.1.1 瞬時(shí)采樣（Grab Samples）

瞬時(shí)采樣是指在某一采樣點(diǎn)隨機(jī)采集的一個(gè)水樣，可按某個(gè)時(shí)間間隔序列采集得到多個(gè)瞬時(shí)水樣。單個(gè)瞬時(shí)水樣僅表示相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的雨水情況，不能代表場次徑流的污染情況。可按照預(yù)先設(shè)定的不同時(shí)間間隔對徑流、設(shè)施出流和溢流全過程進(jìn)行瞬時(shí)水樣采集，體現(xiàn)水質(zhì)變化完整過程。在一些不透水面積較大或降雨較均衡的地區(qū)，初期沖刷效應(yīng)比較明顯，徑流污染物濃度高，徑流產(chǎn)生初始階段采集的水樣可有效幫助篩選污染物種類。混合采樣需要一定的采樣時(shí)間間隔以及混合過程。pH、溫度、總余氯、總酚變化很快，也會隨時(shí)間轉(zhuǎn)化或降解，特別是揮發(fā)性有機(jī)化合物，如果用混合采樣的方式，樣品在合成過程暴露在空氣中會蒸發(fā)產(chǎn)生損失。油類、總石油烴容易粘附在容器表面，必須盡量減少水樣在容器之間的轉(zhuǎn)移。混合采樣會影響以上指標(biāo)的檢測結(jié)果，應(yīng)選擇瞬時(shí)采樣的方法。

1.1.2 混合采樣（Composite Samples）

混合采樣分為等時(shí)混合采樣和流量加權(quán)混合采樣。等時(shí)混合采樣按等時(shí)間間隔采集等體積水樣，不考慮流量的變化，不適用于雨水采樣。雨水徑流混合采樣選擇流量加權(quán)混合采樣方法。流量加權(quán)混合采樣分為隨流量或體積成比例采集兩種方式 。

雨水徑流、設(shè)施、合流管道等出水的流量和污染物濃度均是變化的，事件平均濃度（Event Mean Concentration，EMC）是評估徑流污染情況的代表性指標(biāo)。可選擇各瞬時(shí)樣濃度按流量或體積加權(quán)平均計(jì)算可獲得事件平均濃度。也可以選擇將整場降雨事件的混合樣平均濃度作為事件平均濃度。兩種方法相比，瞬時(shí)樣獲得的事件平均濃度更為，但是由于瞬時(shí)采樣樣本數(shù)量較多，實(shí)驗(yàn)室分析成本高，相比而言混合采樣是一種更具效益的計(jì)算污染物濃度的方法。

1.2 海綿城市水質(zhì)監(jiān)測采樣技術(shù)采樣技術(shù)

分為人工采樣和自動(dòng)采樣。人工采樣適用于采集所有的污染物，有采樣設(shè)備簡單、靈活性強(qiáng)、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于資金有限或者監(jiān)測要求不高、監(jiān)測數(shù)量少等情況。雖然人工采樣采集成本較低，但是對人員的培訓(xùn)要求較高。人工采樣不及時(shí)錯(cuò)過降雨初期濃度較高的徑流，會導(dǎo)致樣品污染物濃度偏低。

自動(dòng)采樣不需要操作人員在場，可以避免操作人員暴露在暴雨或交通危險(xiǎn)等情況。自動(dòng)采樣器可以通過編程設(shè)計(jì)在指定的時(shí)間間隔收集多個(gè)樣本。自動(dòng)采樣器可設(shè)置采集瞬時(shí)水樣或混合水樣。自動(dòng)采樣設(shè)備與在線監(jiān)測儀聯(lián)機(jī)使用可檢測部分水質(zhì)指標(biāo)，測定物理指標(biāo)溫度、濁度，化學(xué)指標(biāo)如pH、氧化還原電位、電導(dǎo)率、溶解氧、氨氮、高錳酸鉀指數(shù)、總有機(jī)碳、總氮、總磷、5日生化需氧量等，特殊的水質(zhì)指標(biāo)可通過實(shí)驗(yàn)室分析。有研究指出部分指標(biāo)不適合自動(dòng)采樣，建議人工采樣。油和油脂在樣品采集過程容易附著在管路上導(dǎo)致測量結(jié)果不，有機(jī)物、微生物、溫度和pH等指標(biāo)變化較快，自動(dòng)采樣影響檢測結(jié)果。自動(dòng)采樣還存在一些缺點(diǎn)，如采樣管中殘留雨水造成交叉污染，電池耗盡或故障導(dǎo)致樣本損壞無法獲得有效數(shù)據(jù)，采樣器堵塞造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確等。徑流雨水人工采樣和自動(dòng)采樣的優(yōu)缺點(diǎn)見表2。

2、采樣時(shí)間及頻次確定

由于降雨的不確定性以及降雨強(qiáng)度隨時(shí)間變化無規(guī)律，因此實(shí)際采樣時(shí)往往根據(jù)監(jiān)測目的和降雨情況靈活調(diào)整采樣時(shí)間和頻次，以真實(shí)有效反映“降雨-徑流-水質(zhì)”變化過程。監(jiān)測污染物濃度變化過程選擇瞬時(shí)采樣，可以評估各場次降雨的初期沖刷情況，有效篩選污染物種類，計(jì)算場次徑流污染負(fù)荷隨降雨量、徑流體積的累積值。對全過程水質(zhì)監(jiān)測采用混合采樣的方法，相對于瞬時(shí)采樣，混合采樣更能表征整個(gè)降雨事件雨水排放的平均水平。

2.1 污染物濃度變化過程監(jiān)測采樣時(shí)間及頻次確定

污染物濃度變化過程需按一定時(shí)間序列采集瞬時(shí)樣，根據(jù)各監(jiān)測點(diǎn)瞬時(shí)樣水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)結(jié)合流量，繪制各污染物指標(biāo)“時(shí)間-降雨量-污染物濃度-流量”過程線，分析污染物濃度變化規(guī)律。考慮到初期沖刷效應(yīng)，前30 min采集的樣本濃度高于事件平均濃度且變化較快，建議根據(jù)出流量每5~15 min采樣一次。隨著降雨的進(jìn)行出流濃度變化減小，視情況增加采樣間隔，30 min~3 h內(nèi)可每15 min采樣一次。3 h后可根據(jù)出流情況每30 min或1 h或1.5 h采樣一次，直至排放結(jié)束。污染物濃度變化過程監(jiān)測樣品數(shù)量較多，濃度相近的樣品可舍去，以降低水質(zhì)檢測成本。

2.2全過程水質(zhì)監(jiān)測采樣時(shí)間及頻次確定

1992年EPA頒布的《NPDES雨水采樣指導(dǎo)文件》（NPDES Storm Water Sampling Guidance Document）指出混合樣品的每個(gè)等分試樣收集間隔少為15 min，每個(gè)混合樣品少是1 h內(nèi)收集3個(gè)等分試樣混合后得到的。綜合考慮建議前3 h內(nèi)每1 h應(yīng)至少采集3個(gè)樣品，樣品間隔不少于15 min。當(dāng)取樣時(shí)間較長，后期污染物濃度一般較穩(wěn)定，對合理評估排放污染物負(fù)荷的影響不大，可適當(dāng)舍去后期樣品，降低監(jiān)測成本。采集總時(shí)長不應(yīng)小于排放總時(shí)長的75%且不應(yīng)小于3 h。

雨季水質(zhì)監(jiān)測，應(yīng)選擇小雨、中雨、大雨各一場，在降雨開始2 h內(nèi)至少每15 min采集一個(gè)水樣，可遵循“前密后疏”的原則采集水樣 。合流制溢流排放口影響范圍內(nèi)的受納水體，應(yīng)該在雨前、雨中、雨后全過程監(jiān)測，以便記錄雨水排放對受納水體水質(zhì)的影響。建議降雨開始前至少采集2個(gè)背景水樣，用作對比分析。降雨開始后各監(jiān)測斷面、各采樣點(diǎn)每4 h采樣一次，采集總時(shí)長不能少于48 h，直至水體水質(zhì)恢復(fù)至雨前背景值水平。對不同監(jiān)測對象的采樣時(shí)間及頻次、監(jiān)測指標(biāo)等匯總?cè)绫?所示。

3、結(jié)論

(1)評估雨水基礎(chǔ)設(shè)施控制效果時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)位宜選擇進(jìn)水口、溢流口和多孔排水管出水口等，應(yīng)保證進(jìn)、出水口同時(shí)監(jiān)測。評估項(xiàng)目控制效果時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)位選擇項(xiàng)目接入市政管網(wǎng)或水體的檢查井。評估片區(qū)控制效果時(shí)，選擇片區(qū)內(nèi)排水分區(qū)或子排水分區(qū)監(jiān)測，應(yīng)監(jiān)測所在排水分區(qū)下游市政排水管渠交匯節(jié)點(diǎn)或排放口。有上游徑流雨水匯入的子排水分區(qū)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測上游入流點(diǎn)。受納水體水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)位應(yīng)在能夠代表水環(huán)境的監(jiān)測斷面上，同一監(jiān)測斷面可選擇多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位。

(2)水質(zhì)分析指標(biāo)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測對象、污染源類型篩選。結(jié)合我國近期水環(huán)境質(zhì)量突出問題和目標(biāo)，建議源頭設(shè)施監(jiān)測基本指標(biāo)懸浮物，根據(jù)下墊面類型和污染物種類可增設(shè)化學(xué)需氧量、懸浮物、氨氮、總氮、總磷等指標(biāo)。建議分流制雨水管網(wǎng)監(jiān)測懸浮物、總磷、化學(xué)需氧量等指標(biāo)。合流制溢流污水監(jiān)測基本水質(zhì)指標(biāo)包括pH、溶解氧、懸浮物、5日生化需氧量、總氮、總磷，還應(yīng)考慮水體水質(zhì)目標(biāo)增設(shè)糞大腸菌群、重金屬等指標(biāo)。受納水體建議監(jiān)測指標(biāo)為pH、溫度、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度等基本指標(biāo)，視情況增設(shè)化學(xué)需氧量、氨氮、糞大腸菌群等指標(biāo)，可根據(jù)水質(zhì)要求增設(shè)指標(biāo)。

(3)水質(zhì)采樣方法應(yīng)根據(jù)監(jiān)測目的選擇。分析雨水徑流所含污染物種類或研究污染物濃度變化過程應(yīng)選擇瞬時(shí)采樣，表征降雨全過程污染物排放特征選擇混合采樣。為避免人工混合和人為誤差，混合樣可通過自動(dòng)采樣器采集。自動(dòng)采樣器需定期維護(hù)，避免因探頭堵塞等問題造成取樣無效。監(jiān)測pH、溫度、總余氯、總酚、糞鏈球菌群、糞大腸菌群、氰化物、揮發(fā)性有機(jī)物等指標(biāo)時(shí)，建議采用人工瞬時(shí)采樣的方法。

(4)采樣時(shí)間及頻次可根據(jù)監(jiān)測污染物濃度變化過程或全過程水質(zhì)情況等不同監(jiān)測目的及降雨進(jìn)程確定，在降雨初期徑流污染物濃度變化較大，隨著降雨進(jìn)行污染物濃度變化逐漸減小，應(yīng)遵循“前密后疏”的原則采集水樣。

特別說明，不同城市、流域的水環(huán)境質(zhì)量要求和徑流雨水的特征不同，雨水控制設(shè)施類型、作用和構(gòu)造等差異也很大，對水質(zhì)監(jiān)測要求的目的和用途不同，監(jiān)測指標(biāo)和方法也各異，應(yīng)結(jié)合監(jiān)測區(qū)域?qū)嶋H情況選擇水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)。