一、智慧监测技术的核心定位：破解海绵城市 “看不见、管不好” 的痛点

海绵城市建设的核心是实现 “渗、滞、蓄、净、用、排” 的水文循环调控，但传统建设模式中，雨水径流、设施运行、水质变化等关键数据难以实时捕捉，导致规划设计与实际运行脱节、设施运维缺乏精准依据。智慧监测技术通过 “感知 - 传输 - 分析 - 决策” 的全链条赋能，构建起覆盖 “源头减排、过程控制、末端治理” 的数字化监测体系，成为海绵城市高效运行的 “数字神经中枢”。

从技术架构看，智慧监测体系以物联网（IoT）为基础，整合传感器感知、5G 传输、边缘计算、数字孪生等技术，实现对海绵城市核心要素的全方位、全周期监测。数据显示，配备智慧监测系统的海绵城市项目，设施运行效率提升 30% 以上，内涝应对响应速度缩短至分钟级，充分证明其在海绵城市建设中的不可替代作用。

二、数据采集：构建海绵城市 “全要素感知网络”

智慧监测技术的核心作用首先体现在数据采集环节，通过布设多类型、高密度的感知设备，打破传统监测 “点少、时疏、面窄” 的局限，实现对水文、设施、环境等核心要素的精准捕捉。

1. 水文过程监测：掌握雨水 “来龙去脉”

雨水径流的监测是海绵城市调控的基础，智慧监测系统通过分布式传感器网络，实现从降雨到排放的全流程数据采集。在降雨监测层面，采用物联网雨量计（如翻斗式、超声波式），以 1 分钟为间隔实时采集降雨量、降雨强度数据，结合气象雷达数据实现降雨预判；在地表径流监测层面，通过埋设于透水铺装、绿地的土壤湿度传感器、径流流量计，捕捉雨水下渗、汇流过程，例如深圳光明新区海绵城市项目中，布设的 200 余个土壤湿度传感器，可精准监测不同深度土壤的含水量，为绿地灌溉和雨水调蓄提供数据支撑。

在地下管网与调蓄设施监测中，电子水尺、超声波流量计成为核心设备。上海临港新片区的海绵城市项目，在雨水管网关键节点安装电子水尺，实时监测管内水位变化，当水位超过预警阈值时自动触发泵站调度；调蓄池内的液位传感器与水质传感器联动，既监测蓄水量确保防洪安全，又检测水质指标（如浊度、COD），为雨水回用提供依据。这种全链条水文监测，使海绵城市从 “被动应对” 转向 “主动预判”。

2. 设施运行状态监测：保障功能稳定发挥

海绵城市设施（如雨水花园、植草沟、蓄水池、渗透塘）的运行状态直接影响调控效果，智慧监测技术通过对设施关键参数的实时监测，及时发现运行异常。对于雨水花园、植草沟等绿色设施，通过监测土壤湿度、植被生长状态（利用物联网植被传感器），判断设施下渗能力是否下降，例如杭州钱江新城的海绵项目中，当植被传感器检测到植被覆盖率低于 80% 时，系统自动推送养护提醒，避免因植被枯萎导致下渗效率降低。

对于蓄水池、泵站等灰色设施，监测重点集中在设备运行参数与结构安全。泵站的电机电流、电压传感器实时监测设备运行状态，避免过载损坏；蓄水池的结构应力传感器可捕捉池体变形数据，防范渗漏风险。深圳前海合作区的智慧海绵系统，通过对 12 座调蓄泵站的 24 小时监测，实现设备故障预警准确率达 95%，运维响应时间缩短至 2 小时内。

3. 环境质量监测：兼顾防洪与生态效益

海绵城市建设不仅追求防洪排涝效果，还需保障水环境质量，智慧监测技术通过对水质、空气等环境指标的监测，实现生态效益的量化评估。在水质监测方面，布设在线水质监测设备，实时检测雨水回用系统中的浊度、总磷、总氮等指标，确保回用水质符合 GB/T 50335-2016《污水再生利用工程设计规范》；在生态环境监测方面，通过监测区域内的温湿度、PM2.5 浓度、生物多样性等数据，评估海绵设施对城市微气候的改善效果。例如，武汉花山生态新城的海绵项目中，智慧监测系统显示，海绵设施覆盖区域的夏季平均气温比周边低 1.8℃，PM2.5 浓度下降 22%，直观体现了生态效益。

三、过程管控：实现海绵城市 “精细化调度”

智慧监测技术采集的海量数据，通过物联网传输至云端平台，经大数据分析与 AI 算法处理后，转化为精准的调度指令，实现海绵城市各设施的协同运行，最大化调控效果。

1. 多设施协同调度：优化水文循环

海绵城市的核心设施（绿色设施 + 灰色设施）需协同工作才能发挥最佳效果，智慧监测系统通过数据联动实现精准调度。例如，当雨量计监测到强降雨即将来临，系统可提前指令调蓄池预降水位，预留储水空间；降雨过程中，根据地表径流流量计数据，调整植草沟、雨水花园的溢流阀状态，优先通过绿色设施下渗雨水，超出下渗能力的雨水再导入调蓄池；降雨结束后，结合水质监测数据，将达标的雨水用于绿化灌溉、道路清扫，实现雨水资源化利用。

苏州工业园区的智慧海绵调度平台，整合了 350 余个监测点位数据，通过 AI 算法自动生成调度方案，在 2024 年汛期的一场暴雨中，成功将区域内涝积水时间从过去的 40 分钟缩短至 15 分钟，雨水回用率提升至 38%。这种协同调度模式，打破了传统设施 “各自为战” 的局限，实现了水文循环的优化调控。

2. 区域差异化调控：适配不同场景需求

城市不同区域的地形、用地类型、海绵设施配置存在差异，智慧监测技术支持区域差异化调度。在老城区，由于海绵设施覆盖率低、管网老化，监测系统重点关注管网水位与内涝风险，通过加密监测点位、优化泵站调度，优先保障排涝安全；在新城区，依托完善的海绵设施体系，监测系统平衡防洪排涝与雨水回用，通过调控绿色设施与调蓄池的运行，最大化雨水资源化效率。

南京江北新区的智慧海绵项目中，针对老城区（浦口老城）与新城区（核心区）设计了不同的调度策略：老城区以 “快速排涝” 为核心，泵站响应阈值设定为管网水位 80%；新城区以 “蓄用结合” 为核心，泵站响应阈值提高至 90%，多余雨水优先储存回用。这种差异化调控，使不同区域的海绵城市功能得到精准发挥。

3. 动态优化调整：适配环境变化

城市水文环境、设施状态会随时间变化，智慧监测系统通过长期数据积累与分析，动态优化调度策略。例如，通过分析不同季节的降雨规律，调整调蓄池预降水位的时间节点；根据设施运行年限，逐步调整下渗能力参数，确保调度方案的准确性。

北京通州副中心的海绵城市项目，智慧监测系统通过对 3 年降雨数据的分析，发现夏季暴雨多为短时强降雨，冬季降雨则以小雨为主，据此优化了调度策略：夏季提前 2 小时预降调蓄池水位，冬季则减少预降幅度，优先保障地下水补给。这种动态优化机制，使海绵城市的调控能力始终与实际环境匹配。

四、效益评估：量化海绵城市 “建设成效”

海绵城市建设的成效需要科学量化，智慧监测技术通过对核心指标的长期监测与数据分析，为成效评估提供客观依据，也为后续项目优化提供支撑。

1. 防洪排涝效益评估

通过监测降雨前后的内涝面积、积水深度、积水时长等数据，量化海绵城市的排涝效果。例如，通过对比智慧监测系统记录的建设前后数据，可直观得出内涝发生率、平均积水时长等指标的改善幅度。深圳光明新区海绵城市项目建成后，智慧监测数据显示，区域内涝发生率从过去的 35% 降至 8%，平均积水时长从 60 分钟缩短至 10 分钟，防洪排涝效益显著。

同时，通过监测河道水位、流量数据，评估海绵城市对流域防洪的贡献。例如，杭州西湖区的海绵项目，智慧监测系统显示，项目运行后周边河道的洪峰流量削减了 28%，有效降低了流域防洪压力。

2. 水资源利用效益评估

通过监测雨水收集量、回用量、地下水补给量等数据，量化水资源利用成效。智慧监测系统可精确统计调蓄池的雨水收集量、回用途径及用量（如绿化灌溉用量、道路清扫用量），计算雨水回用率；通过监测地下水位变化数据，评估海绵设施对地下水的补给效果。

北京亦庄经济技术开发区的海绵项目，智慧监测数据显示，年均雨水回用量达 120 万立方米，占区域总用水量的 15%；地下水位年均上升 0.3 米，有效缓解了区域地下水超采问题。这些量化数据，为海绵城市的水资源利用效益提供了有力证明。

3. 生态环境效益评估

通过监测区域内的温湿度、空气质量、生物多样性等环境指标，评估海绵城市对生态环境的改善效果。例如，通过监测 PM2.5、PM10 浓度变化，评估海绵设施的滞尘效果；通过监测植被覆盖率、鸟类数量等数据，评估生态系统的恢复情况。

武汉东湖新城的海绵项目，智慧监测系统记录显示，项目建成后区域内的植被覆盖率从 65% 提升至 82%，夏季平均气温下降 2.1℃，PM2.5 浓度年均下降 25%，生态环境质量显著提升。这些数据不仅量化了生态效益，也为海绵城市的生态价值核算提供了参考。

五、应急响应：提升海绵城市 “风险处置能力”

在极端降雨等突发场景下，智慧监测技术通过实时监测、快速预警、精准调度，提升海绵城市的应急处置能力，最大限度降低灾害损失。

1. 实时预警：提前规避风险

智慧监测系统通过分析降雨数据、管网水位数据、河道流量数据，结合预设阈值，实现内涝风险的实时预警。当监测到数据超出安全阈值时，系统可通过短信、APP 推送、城市广播等多种渠道，向相关部门与市民发布预警信息，提醒做好防范准备。

嘉兴秀洲区的智慧海绵应急系统，在 2024 年一场特大暴雨中，提前 30 分钟向市民推送内涝预警，向相关部门推送泵站调度指令，使低洼区域居民提前转移，减少了人员伤亡与财产损失。这种实时预警机制，为应急处置争取了宝贵时间。

2. 应急调度：快速处置险情

当突发内涝险情时，智慧监测系统可根据实时数据快速生成应急调度方案，指令相关设施协同运行。例如，当监测到某区域管网水位急剧上升，系统可自动指令周边泵站满负荷运行，同时开启溢流通道，将雨水导入调蓄池或备用排涝河道；对于积水严重区域，通过视频监控与水位监测数据联动，精准调配抢险设备与人员。

郑州郑东新区的智慧海绵应急系统，在 2023 年汛期的应急处置中，通过实时监测数据调度 8 座泵站、12 座调蓄池协同运行，成功处置了 3 处严重内涝险情，使险情处置时间缩短至 40 分钟内。

3. 灾后评估：支撑快速恢复

灾害过后，智慧监测系统通过分析监测数据，评估灾害影响范围、设施损坏情况，为灾后恢复提供依据。例如，通过对比灾害前后的设施运行数据，判断哪些设施存在损坏；通过分析积水数据，确定灾后清淤、维修的重点区域。

广州南沙新区的海绵项目，在 2024 年台风过后，智慧监测系统快速评估出 3 处调蓄池存在渗漏、5 个雨水花园植被受损，为灾后恢复提供了精准靶向，使项目恢复运行时间缩短了 3 天。

六、典型案例：智慧监测技术的落地实践成效

1. 深圳前海合作区：全链条智慧海绵体系

深圳前海合作区构建了 “感知 - 传输 - 分析 - 决策” 全链条智慧海绵监测系统，布设各类传感器 1500 余个，覆盖降雨、径流、设施运行、水质等 12 类核心指标。通过该系统，实现了海绵设施的协同调度与精准运维，区域内涝发生率从 40% 降至 5%，雨水回用率达 42%，成为国内智慧海绵城市建设的标杆。

2. 杭州钱江新城：数字孪生赋能海绵调控

杭州钱江新城将数字孪生技术融入智慧监测体系，构建了与物理世界 1:1 对应的数字孪生模型，实时映射海绵设施运行状态与水文变化。通过数字孪生模型，可模拟不同降雨场景下的水文响应，提前优化调度方案，使区域防洪标准从 50 年一遇提升至 100 年一遇，同时雨水资源化利用效益提升 30%。

七、结论：智慧监测是海绵城市高质量建设的核心支撑

智慧监测技术通过构建全要素感知网络、实现精细化调度、量化建设成效、提升应急响应能力，贯穿海绵城市建设、运行、维护的全生命周期，成为破解传统海绵城市 “监测滞后、调度盲目、成效难量化” 痛点的关键手段。

从实践效果看，智慧监测技术不仅能显著提升海绵城市的防洪排涝与水资源利用效益，还能为项目优化、政策制定提供科学依据，推动海绵城市建设从 “经验驱动” 转向 “数据驱动”。未来，随着 AI、数字孪生、6G 等技术的持续融入，智慧监测系统将实现从 “被动响应” 到 “主动预判”、从 “单点监测” 到 “全域协同” 的升级，为海绵城市高质量发展注入更强动力，助力城市实现 “人与自然和谐共生” 的发展目标。