Advanced sensor-computer technology for urban runoff monitoring

Current Instruments and Future Development of Intelligent Stormwater Management in the US

“…，连续测量水体营养成分、金属含量和细菌等有关 水质管理的重要数据，为水域生态环境治理提供宝贵的第一 手的资料。 其次，自动操作和维护。在已有的水利基础设施上安装 低成本可靠的感测器和控制器可以提高对城市径流的自动管 理 [7] 处理的雨污合流排放频率 [5] 。在华盛顿州西雅图的一个试点 项目中，一种智能算法综合考虑了系统的动态复杂性、不确 定的雨洪合流量、水库的适时监控，达到了对雨污合流控制 的近似最优化管理 [10] 。控制过量径流和蓄水节水的目标可以 由同一个智能技术的应用达到 [11] 。安装在马里兰州最大的 炼煤厂附近的雨洪排放智能控制系统不仅可以有效降低雨 洪排放的频率和水量，而且还将蓄水池的水运用于控制空 气煤尘(图 3a) [12] 。 其次，在水质监测方面的探索。集成无线感测器已经用 于水体质量的监控、控制和管理 [6] 。智能感测计算用于监测 接收水域的污水径流排放情况和水质检测 [13] 。模拟研究显示 将智能实时控制运用在保持水分上，系统去除水中小颗粒的 能力较传统的设计提高了 60% [14] 。在佛罗里达州中部进行的 有关人工雨洪池塘和湿地的研究中，智能感测网络可以评测 控制侵蚀程度的能力，监测地下污染物的迁移，记录水利停 留时间等 [15] 。 再次，在提高系统功能和效率方面的探索。通过实时 监控、有预见性的控制、危机应对和反应，以及自我维护 等相关智能技术的一系列用途，智能技术在雨洪管理系统 中的应用有利于提高该系统的工作表现和弹性 [4] 。 在马里 兰大学的绿色屋顶实验项目中，智能感测器网络被用来实 时监测绿色屋顶运行的各项参数，包括水量蒸发率和径流 量控制的效率等，有利于提高对绿色基础设施性能的全面 评估 [16] 。在华盛顿环境保护局总部和科罗拉多州丹佛安装 的贮税器可以根据未来天气情况提前对水箱进行控制和管 理(图 3b,3c) [12] 。 最后，在环境和生态系统保护方面的探索。在绿色基础 设施和周边环境的实地研究中，智能感测器用于实时和连续 地监测一系列的环境参数，包括空气和土壤温度、相对湿度， 风速，光合和太阳辐射，降水量的数据 [16,17] 。纽约布鲁克林 智能池塘的设计和运行充分考虑了降低环境影响和维护水域 生态系统的功能(图 3d) [12] 。水利系统的最优化控制可以提 高能源效率、降低成本，有利于环境保护 [18]…”