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中國給水排水2020年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會 (第十一屆)邀請函暨征稿啟事
 
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水專項為滇池水污染防治提供重要技術(shù)支撐

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-06-02  來源:中國環(huán)境報  瀏覽次數(shù):19
核心提示:記者了解到,“十二五”期間,國家水體污染控制與治理科技重大專項湖泊主題的滇池流域水污染治理與富營養(yǎng)化綜合控制技術(shù)及示范項目設(shè)置了“滇池流域水環(huán)境綜合管理支撐技術(shù)研究與平臺建設(shè)”課題(2010ZX07102-006),由中國環(huán)境監(jiān)測總站承擔(dān),中央財政劃撥資金1619.38萬元,參與單位包括北京大學(xué)、北京科技大學(xué)、云南省環(huán)境監(jiān)測中心站、昆明市環(huán)境科學(xué)研究院、昆明市環(huán)境監(jiān)測中心和昆明市環(huán)境監(jiān)控中心。
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2020年中國無廢城市建設(shè)及固廢資源化利用可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展大會
        滇池作為國家重點治理“三湖”之一的高原湖泊,數(shù)年來備受關(guān)注。有著“高原明珠”美譽的滇池一直是云南省昆明市百姓賴以生存的重要水源,但從20世紀(jì)80年代開始,隨著滇池地區(qū)人口增加和社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,生產(chǎn)和生活污水排放量增加與滇池自凈力減弱的矛盾日益突出,致使滇池水體飽受污染之苦。滇池的治理關(guān)系著當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的修復(fù),也將為其他江河湖泊治理提供寶貴的經(jīng)驗。

記者了解到,“十二五”期間,國家水體污染控制與治理科技重大專項湖泊主題的滇池流域水污染治理與富營養(yǎng)化綜合控制技術(shù)及示范項目設(shè)置了“滇池流域水環(huán)境綜合管理支撐技術(shù)研究與平臺建設(shè)”課題(2010ZX07102-006),由中國環(huán)境監(jiān)測總站承擔(dān),中央財政劃撥資金1619.38萬元,參與單位包括北京大學(xué)、北京科技大學(xué)、云南省環(huán)境監(jiān)測中心站、昆明市環(huán)境科學(xué)研究院、昆明市環(huán)境監(jiān)測中心和昆明市環(huán)境監(jiān)控中心。

課題在整合流域水環(huán)境多源異構(gòu)數(shù)據(jù)信息和集成“十一五”滇池項目成果的基礎(chǔ)上,突破了滇池流域水環(huán)境綜合管理決策控制支撐技術(shù),構(gòu)建了滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺并實現(xiàn)業(yè)務(wù)化運行,創(chuàng)新了流域水環(huán)境監(jiān)管模式,實現(xiàn)了流域水環(huán)境管理智能化,為“高原明珠”重獲新顏提供了有利的科技支撐。

近日,記者就滇池的污染防治及取得的成果,采訪了國家水體污染控制與治理科技重大專項有關(guān)負(fù)責(zé)人。

■ 構(gòu)建現(xiàn)代流域綜合管理體系是滇池污染防治的關(guān)鍵

據(jù)這位負(fù)責(zé)人介紹,滇池是重污染湖泊的典型代表,經(jīng)歷多年污染治理,水質(zhì)惡化趨勢雖然得到遏制,但未根本好轉(zhuǎn)。從經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護角度分析,滇池流域水污染防治滯后于經(jīng)濟增長,污染物排放量遠(yuǎn)超環(huán)境容量,特別是流域環(huán)境監(jiān)管方式與水污染防治的要求已不相適應(yīng),環(huán)境保護需求與當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日益突出。

從環(huán)境監(jiān)管方面看,滇池流域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和評價技術(shù)不能滿足流域環(huán)境管理的要求。水環(huán)境數(shù)據(jù)分散在多個部門、多個單位,形成數(shù)據(jù)孤島,水環(huán)境信息不完整、利用率低、傳輸滯后。所以迫切需要優(yōu)化流域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),優(yōu)選流域水質(zhì)評價指標(biāo),提升流域水環(huán)境質(zhì)量表征能力,整合流域不同來源的水環(huán)境信息,建設(shè)流域水環(huán)境數(shù)據(jù)庫,搭建流域水環(huán)境監(jiān)控信息系統(tǒng)。

此外,缺乏有效的信息共享機制和數(shù)據(jù)平臺也是滇池流域污染治理的一個重要問題。原有管理方法和手段不能適應(yīng)水環(huán)境保護的要求,迫切需要建設(shè)一個以現(xiàn)代流域綜合管理理論為基礎(chǔ)、以先進的理念和信息化技術(shù)整合、分析、評估與應(yīng)用滇池流域水環(huán)境信息,整合多部門、多源數(shù)據(jù)的共享基礎(chǔ)平臺和技術(shù)服務(wù)平臺,并在此基礎(chǔ)上初步構(gòu)建一個對滇池流域水環(huán)境進行實時監(jiān)控、對滇池水體水質(zhì)進行長期預(yù)測預(yù)警、對具體治理項目進行評估,并能與流域其他管理部門進行信息交流與共享的技術(shù)支撐平臺。

■ 把水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系和評價體系建設(shè)作為重中之重

水專項有關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“十二五”期間,根據(jù)污染防治管理的需要,水專項充分發(fā)揮了國家重大專項的優(yōu)勢,集中創(chuàng)新、研究和實踐了一系列科技成果。其創(chuàng)新成果之一,就是突破水環(huán)境表征指標(biāo)篩選、監(jiān)測與評估技術(shù),構(gòu)建監(jiān)測技術(shù)體系和評價體系,有效提升了水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性和時空代表性。

他說,課題首次對滇池流域各級別控制的監(jiān)測點位采用加密監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)相結(jié)合,與環(huán)境管理的實際需要相結(jié)合,對滇池湖體、出入湖河流、流域湖庫的85個監(jiān)測斷面進行篩選,優(yōu)化了滇池流域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),全面客觀地反映滇池流域水環(huán)境質(zhì)量狀況,增強了監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性,為實際監(jiān)測業(yè)務(wù)工作提供參考,為流域水環(huán)境綜合治理和管理決策提供科學(xué)支持。

在滇池流域關(guān)鍵特征指標(biāo)優(yōu)選方面,課題組針對流域內(nèi)同一條河流中的國控、省控和市控斷面因功能要求不同,監(jiān)測斷面的監(jiān)測指標(biāo)不統(tǒng)一,各屬性監(jiān)測斷面水質(zhì)無法用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行比較分析的問題,采用多元逐步回歸優(yōu)化模型,以綜合污染指數(shù)、水質(zhì)指數(shù)、富營養(yǎng)化指數(shù)等為多目標(biāo)參數(shù),優(yōu)選出7項滇池流域污染的特征指標(biāo)和10項流域內(nèi)湖庫污染的特征指標(biāo),使其更能代表流域特征污染狀況,有利于對河流間、湖庫間的水質(zhì)情況進行對比分析,對管理部門的污染控制與治理具有指導(dǎo)作用。同時,課題組研究探討了水環(huán)境變化與浮游藻類群落變化的對應(yīng)關(guān)系,明確提出了適用于滇池藍(lán)藻水華不同發(fā)生階段的生物表征指標(biāo)。

在構(gòu)建滇池流域水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系方面,課題組梳理了國內(nèi)外水環(huán)境監(jiān)測分析方法現(xiàn)狀,補充完善藻密度測定方法,研究并驗證了《水質(zhì)藻密度的測定對角線法》,獲得了完整的實驗室內(nèi)和實驗室間的技術(shù)指標(biāo)。據(jù)了解,該方法已在國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目中立項。同時,課題組還開拓研究了藻密度自動檢測技術(shù),研發(fā)了藻密度自動檢測儀樣機并獲得兩項發(fā)明專利;研發(fā)了水質(zhì)安全預(yù)警儀,實現(xiàn)了傳統(tǒng)藻類生物毒性的自動化測試;研究建立適合滇池水體的藍(lán)藻熒光快速檢測法,并把該方法應(yīng)用于整個滇池水體的例行及應(yīng)急監(jiān)測。以流域為單元,優(yōu)化斷面為基礎(chǔ),人工采樣及實驗室分析為主,現(xiàn)場快速應(yīng)急檢測為輔,從例行、仲裁、服務(wù)、應(yīng)急等四個方面構(gòu)建了滇池流域水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系。

在建立滇池流域多層次水環(huán)境評價體系方面,針對目前滇池流域水質(zhì)評價方法單一、缺乏沉積物和生物評價方法等問題,課題組根據(jù)滇池湖體、出入湖河流、流域內(nèi)湖庫的不同特點及污染特征,確定了評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn),提出以滇池綜合水質(zhì)指數(shù)為主的水質(zhì)評價方法和以潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)為主的水體中沉積物評價方法以及基于層次分析法的水環(huán)境綜合評價方法;并且將水環(huán)境和沉積物這兩個既相互獨立又相互聯(lián)系的體系納入到同一個評價體系,建立了包括水質(zhì)、沉積物及整個水體生態(tài)環(huán)境多層次水環(huán)境評價體系,解決了高原重污染湖泊水環(huán)境綜合評價的管理需求。

■ 流域水環(huán)境信息數(shù)字化建設(shè)為環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)管提供了有效的信息支持

滇池課題的另一個創(chuàng)新成果,是突破了滇池流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)采集傳輸、融合共享及動態(tài)表征技術(shù),構(gòu)建了滇池流域水環(huán)境信息系統(tǒng),實現(xiàn)了流域水環(huán)境信息數(shù)字化,為滇池流域水環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)管提供信息支持。

針對滇池流域水環(huán)境信息分散、采集重復(fù)、缺乏有效的數(shù)據(jù)傳輸通道等問題,課題組通過多項技術(shù)創(chuàng)新,完成了滇池流域不同來源的水環(huán)境數(shù)據(jù)信息的采集,實現(xiàn)了流域多元環(huán)境數(shù)據(jù)可靠傳輸和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫無縫連接,以及分布異構(gòu)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的流域各類多元數(shù)據(jù)采集與傳輸。

這位負(fù)責(zé)人說,過去滇池水環(huán)境信息分散于多部門而形成數(shù)據(jù)孤島、缺乏統(tǒng)一高效的環(huán)境信息共享平臺,這是過去滇池環(huán)境管理中存在的又一個問題。針對這一問題,課題組在整合滇池流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立了兼顧多個部門、多個單位安全性、時效性、操作靈活性和訪問效率的異構(gòu)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng),具備了環(huán)保、統(tǒng)計、國土、規(guī)劃、水文、水利、城建、農(nóng)業(yè)等不同部門,多種類、多格式、多標(biāo)準(zhǔn)的水環(huán)境質(zhì)量、水質(zhì)自動監(jiān)測、飲用水水源地、水污染源、藍(lán)藻監(jiān)測,以及各類涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的交換與共享的功能。

而針對水環(huán)境信息表征單一、不直觀、信息利用程度低等問題,課題組研究采用在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的融合空間信息仿真和模擬及表征技術(shù),搭建流域水環(huán)境質(zhì)量和污染源的實時監(jiān)控、入湖污染物總量動態(tài)監(jiān)控、水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測預(yù)報、污染治理項目評估的滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺,實現(xiàn)了涉滇基礎(chǔ)信息、點位信息、水環(huán)境質(zhì)量及污染源、水質(zhì)預(yù)測預(yù)報、應(yīng)急事故模擬分析及預(yù)測等內(nèi)容的動態(tài)展示,從而為滇池流域水環(huán)境綜合管理提供了可視化決策依據(jù)。

■ 在高原湖泊多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)上取得突破

據(jù)這位負(fù)責(zé)人介紹,“十二五”期間滇池課題的另一個創(chuàng)新,是突破了高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù),構(gòu)建滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng),實現(xiàn)流域水環(huán)境管理智能化,為流域水環(huán)境管理供科學(xué)、全面和綜合的決策支持。

也就是說,通過數(shù)據(jù)模型,集成現(xiàn)有的文獻知識和專家意見,研發(fā)滇池流域污染源與水質(zhì)動態(tài)實時監(jiān)控、入湖通量與污染物總量、水質(zhì)預(yù)測預(yù)報、治理項目評估、應(yīng)急決策管理等重點模塊,形成專家支持系統(tǒng)的推理機制,構(gòu)建了流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng),實現(xiàn)了流域水環(huán)境信息的自動采集、動態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)分析、整合及虛擬再現(xiàn)等多層次和多目標(biāo)的復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策。

課題組攻克了高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)。在數(shù)據(jù)流和信息流支撐下通過模型驅(qū)動,完成從總量控制到湖體水質(zhì)預(yù)測的流域水環(huán)境管理控制技術(shù)集成,實現(xiàn)流域污染物從源頭產(chǎn)生量、途中輸送遷移到入湖水質(zhì)響應(yīng)的全過程數(shù)值模擬計算。使29條主要入湖河流各監(jiān)測斷面的總磷、總氮等特征污染物通量和入湖總量做到心中有數(shù),并且通過滇池湖體總磷、總氮、葉綠素a等遷移、沉積、營養(yǎng)化與生化過程模擬,實現(xiàn)了滇池入湖河流和湖體短時間水質(zhì)預(yù)測、長時間水質(zhì)模擬、突發(fā)事故水質(zhì)預(yù)測。并將多元環(huán)境數(shù)據(jù)的模型數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程可靠傳輸和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫無縫連接,實現(xiàn)流域水環(huán)境預(yù)測預(yù)報各類多元數(shù)據(jù)的可視化共享。

這位負(fù)責(zé)人說,為了使決策更加科學(xué)、規(guī)范和及時,課題組還建成了滇池流域水環(huán)境專家決策支持系統(tǒng)。這個專家決策支持系統(tǒng)整合了已有滇池水環(huán)境和相關(guān)基礎(chǔ)信息,集成現(xiàn)有的文獻知識和專家判斷,形成流域水環(huán)境綜合管理模型和方法庫。

專家決策支持系統(tǒng)通過構(gòu)建滇池流域污染源與水質(zhì)動態(tài)實時監(jiān)控模塊,實現(xiàn)滇池流域水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)超標(biāo)預(yù)警設(shè)備運行狀況監(jiān)控以及監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、對比分析、報表制作等功能的統(tǒng)一管理。

通過構(gòu)建滇池流域入湖通量與污染物總量監(jiān)控模塊,實現(xiàn)河道總量模擬和流域排放監(jiān)控、總量控制;構(gòu)建滇池流域水環(huán)境預(yù)測預(yù)報模塊,實現(xiàn)滇池流域水質(zhì)短期、中長期和突發(fā)預(yù)測。

通過構(gòu)建滇池流域應(yīng)急決策模塊,實現(xiàn)流域水環(huán)境突發(fā)事件的應(yīng)急決策、動態(tài)模擬和仿真。

通過構(gòu)建滇池流域水污染治理項目評估模塊,完成了30個流域規(guī)劃項目的評估,實現(xiàn)規(guī)劃項目執(zhí)行目標(biāo)考核任務(wù)落實情況、監(jiān)督管理、保障措施等五個方面的評估。

通過構(gòu)建滇池流域?qū)<以u估模塊,實現(xiàn)滇池流域水污染治理項目的結(jié)果結(jié)論、報表分析、項目基礎(chǔ)信息、水質(zhì)指標(biāo)計算、總量指標(biāo)計算、項目完成指標(biāo)計算、項目投資計算、監(jiān)督保障指標(biāo)計算和項目信息管理等的評估。滇池流域水環(huán)境專家決策支持系統(tǒng)的建設(shè),實現(xiàn)了流域水環(huán)境的總量管理、預(yù)測預(yù)報、水污染治理項目評估和應(yīng)急決策的科學(xué)性、系統(tǒng)性和有效性。

■ 在綜合管理技術(shù)平臺的研發(fā)和建設(shè)上不斷創(chuàng)新

記者了解到,滇池流域水污染防治綜合管理技術(shù)平臺包括信息數(shù)字化、支持多元化、管理智能化等系統(tǒng)。“十二五”期間,水專項滇池課題構(gòu)建了以“數(shù)據(jù)中心——業(yè)務(wù)系統(tǒng)——信息發(fā)布”為主要功能的滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺,實現(xiàn)水環(huán)境管理信息數(shù)字化、支持多元化、管理智能化。

據(jù)水專項滇池課題負(fù)責(zé)人介紹,課題組通過數(shù)據(jù)共享機制,可將環(huán)境數(shù)據(jù)與水務(wù)、氣象、國土、滇管等部門數(shù)據(jù)庫對接,實現(xiàn)涉滇部門間異構(gòu)數(shù)據(jù)的分級管理和交換共享。同時,制定了數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、交換、整合的標(biāo)準(zhǔn)和流程,建立部門間數(shù)據(jù)交換機制,接入水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、水質(zhì)自動監(jiān)測、飲用水水源地、水污染源、藍(lán)藻監(jiān)測和知識模型方法數(shù)據(jù),以及水文、氣象、土地利用等涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù),具備異構(gòu)數(shù)據(jù)的分級管理和交換共享,形成了滇池流域水環(huán)境數(shù)據(jù)中心。

同時,課題還建立了流域水環(huán)境大數(shù)據(jù)的可視化分析管理業(yè)務(wù)系統(tǒng),實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)控預(yù)警、藍(lán)藻天地一體化監(jiān)測、流域污染總量管理、水質(zhì)預(yù)測預(yù)報、治理項目評估和應(yīng)急決策支持的等功能,大幅提升了滇池流域水環(huán)境管理的決策判斷能力。

據(jù)介紹,滇池流域水質(zhì)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)負(fù)責(zé)地表水自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理,包括數(shù)據(jù)采集入庫,數(shù)據(jù)自動、人工審核,數(shù)據(jù)綜合查詢,數(shù)據(jù)圖表分析,統(tǒng)計報表生成,數(shù)據(jù)報警預(yù)警,數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出等主要功能。

滇池流域藍(lán)藻天地一體化監(jiān)測平臺主要功能包括手工數(shù)據(jù)錄入,浮標(biāo)站數(shù)據(jù)采集,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)入庫,數(shù)據(jù)綜合查詢,數(shù)據(jù)圖形對比,數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,每周簡報生成,藍(lán)藻GIS演示等。

滇池流域水環(huán)境信息系統(tǒng)將兩個系統(tǒng)和水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測子系統(tǒng)合并組裝,可實時說清滇池流域水環(huán)境質(zhì)量、開展滇池藍(lán)藻水華監(jiān)測與預(yù)警。

記者在采訪中了解到,課題組于2015年2月10日順利通過了云南省水專項辦對課題所建設(shè)實施的兩項示范工程的第三方評估。在實際示范應(yīng)用過程中,滇池流域的水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺打破了長期困擾滇池流域水環(huán)境管理的“信息孤島”的現(xiàn)象,實現(xiàn)了流域水環(huán)境信息的實時共享。

平臺將項目其他課題的“滇池流域入湖通量、污染物總量與水質(zhì)預(yù)測預(yù)報”等研究成果進行了集成,形成具有動態(tài)實時監(jiān)控、入湖總量模擬、治理項目評估、應(yīng)急決策管理等的專家支持功能。業(yè)務(wù)化運行的平臺每年為昆明市環(huán)保局及涉滇監(jiān)管部門提供150余份等各類報告、報表,并與監(jiān)察部門形成聯(lián)動監(jiān)管機制。該平臺達(dá)到了國內(nèi)同行業(yè)集成創(chuàng)新應(yīng)用先進水平。其整體的理念、規(guī)范和設(shè)計技術(shù)在國內(nèi)首次使用,對今后我國流域水環(huán)境信息綜合管理、決策支持平臺建設(shè)具有極大參考指導(dǎo)價值,其中技術(shù)和數(shù)據(jù)方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定奠定了基礎(chǔ)。

 
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