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(píng)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(píng)估和研究規(guī)范性的前提，水質(zhì)監(jiān)測方法不當(dāng)會(huì)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(huì)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(duì)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(huì)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(huì)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(huì)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(píng)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(duì)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(huì)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(píng)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(duì)全過程水質(zhì)監(jiān)測采用混合采樣的方法，相對(duì)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(duì)合理評(píng)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(duì)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(duì)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(duì)不同監(jiān)測對(duì)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(píng)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(píng)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(píng)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(duì)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(duì)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)。