重慶GMP純化水設備解讀：長江經濟帶水質目標管理平臺構建與業務化應用
【重慶水處理設備網http://xqccscq.com/】2016年1月5日，習近平總書記在重慶召開推動長江經濟帶發展座談會,聽取對推動長江經濟帶發展的意見和建議并發表重要講話。強調，當前和今后相當長一個時期，要把修復長江生態環境擺在壓倒性位置，共抓大保護，不搞大開發。要把實施重大生態修復工程作為推動長江經濟帶發展項目的優先選項。生態環境部也指出：要強化資源整合與共享，制定統一信息管理與共享平臺，集成規范統一的大數據”形成“大平臺”大共享”大協作”構建支撐長江“共抓大保護”科技格局。
十一五”和“十二五”期間，國家水專項在流域水環境管理技術方面實現了共性關鍵技術的重點突破，為流域水質目標管理提供了有力技術支撐。但相關課題多在單一流域開展，從國家層面看，長三角、珠三角、京津冀以及長江經濟帶等大區域水環境水質目標管理技術體系尚未得到系統集成，流域管理模型及參數的規范化、外鄉化不夠，水質目標管理技術體系的規范化、規范化和信息化水平還有待提高，水質目標管理平臺業務化應用不足。
十三五”國家水體污染控制與治理科技重大專項“流域水質目標管理技術集成系統構建”課題（編號：2017ZX07301006緊密圍繞項目總體研究目標，以實現長江經濟帶（長江流域）水質目標管理技術集成系統化、規范化、規范化為宗旨，集成水生態功能分區、環境基準規范、排污許可、水污染防治最佳技術、水環境風險防控等技術成果，應用現代信息技術，構建長江經濟帶（長江流域）水質目標管理業務化平臺，有效提升長江經濟帶等典型區域/流域水環境水質目標管理能力。重慶GMP純化水設備
課題主要包括3個子課題：長江經濟帶水質目標管理平臺構建與業務化應用；流域水環境模型評估驗證關鍵技術研發與驗證系統構建；基于水質目標管理技術的洱海流域管理平臺業務化應用。
本課題負責單位為生態環境部南京環境科學研究所，參與單位有中國水利水電科學研究院、清華大學、生態環境部華南環境科學研究所和中國環境科學研究院等。
長江經濟帶水質目標管理平臺構建與業務化應用
國家水專項“十一五”和“十二五”相關項目、課題研究效果基礎上，課題組依據“分區、分類、分級、分期”流域水環境管理思路，系統評估了長江流域分區分類的生態環境問題；針對長江流域上游生態脆弱區和長江中下游沿江區域重化工業密集的污染特點，圍繞長江流域污染排放總量大、飲用水水源密布、流動源及碼頭眾多的水環境污染問題，緊密結合長江流域水環境管理的現實需求，開展了水質目標管理單項技術適用性分析，形成了包括水生態功能分區技術、水環境基準規范技術、容量總量控制與排污許可管理技術、水污染防治最佳可行技術和水環境風險管理技術等五大類近百項技術，構建了長江流域水質目標管理技術體系。
此基礎上，課題全面分析長江經濟帶水質目標管理的業務流程、功能性能與安全需求，基于長江經濟帶水生態功能分區，兼顧不同類別水質目標管理技術的協調性、銜接性和適應性，遙感、GIS及數據挖掘、三維可視化等技術的支持下，將水質目標管理技術模塊化及數字化，集成10項關鍵技術，研發構建了長江經濟帶（長江流域）水質目標管理業務化平臺：
建成了集長江經濟帶（長江流域）58個駐點城市593個控制單元污染源及社會經濟，長江干流、105條一級支流和重點湖庫、284個國控斷面的21類3萬多個數據文件的綜合管理數據庫，實現了跨系統、跨數據庫、跨業務的數據匯集及交換共享；
根據上、中、下游不同的區域特征及水質目標管理需求，篩選適用于長江經濟帶流域/區域的流域污染負荷模型、河流水質模型、湖庫水質模型、水環境容量計算模型，以長江流域干流和一級支流為主，構建了干支流一體的一維、分段二維的耦合水環境數學模型庫；
建立了水生態功能動態分區與評估系統，選取長江干流及一級支流的國控監測點位，包括國控水質斷面（284個）跨省界水質監控斷面、重點飲用水水源地取水口斷面，完成了面向長江經濟帶（長江流域）593個控制單元水生態功能分區水質達標動態評估；
以國控跨界斷面水質達標為約束條件，建立長江經濟帶跨界國控斷面多目標達標的水環境容量、污染物動態通量計算方法及超標通量核算方法體系，構建了長江經濟帶（長江流域）容量總量污染通量監管系統，實現了對跨界區COD氨氮、總磷等主要污染物超標量及跨界通量動態超標監控；重慶GMP純化水設備
開展了工業污染源、集中廢棄物處置場所、面源、危化品倉庫等風險源的風險評估，建成了集突發水污染事故預警響應、預測模擬、專家會商、應急處置為一體的風險預測預警系統，實現了長江經濟帶（長江流域）突發事故的模擬與風險聯防聯控。
平臺以長江經濟帶水環境綜合管理的數據流為中心，通過統一開放式接口，實現水質目標管理數據共享“一張圖”水生態功能分區動態管理、數據匯交與共享、總量核算及排污許可管理、風險預測預警等方面實現了業務化運行，能夠有效規范整合平臺與各子系統效果，實現全景式水質達標形勢研判、一體化風險聯防聯控，有效提升長江經濟帶水環境綜合管理能力。
三峽庫區水環境治理管理系統助力水質管理目標實現
2016年1月，重慶市召開的推動長江經濟帶發展座談會為長江治理開出了治本良方，提出要“共抓大保護、不搞大開發”走“生態優先，綠色發展”之路。
三峽工程作為世界上最大的水利樞紐工程，防洪、發電、航運、水資源調度等方面發揮了巨大的綜合效益。三峽水庫作為我國重要的戰略淡水資源庫，維系著長江中下游生態環境健康和國家供水平安。十一五”和“十二五”期間，國家水專項在三峽庫區流域安排了12個課題，圍繞深大水庫水質目標管理，開展了一系列創新研究，構建了三峽水庫流域污染負荷解析及環境風險預測預警模型，定量解析了三峽水庫環境問題及污染源強特征，提出了三峽水庫污染物總量控制方案和水平安保證對策，完成了次級支流污染負荷削減、消落帶生態維護與水環境治理、流域生態屏障帶建設及面源控制、小流域磷污染綜合治理、支流水華及控藻等20多項關鍵技術的突破及規模化工程示范，形成了改善水環境的水庫群聯合調度、水生態環境感知技術系統及業務化運行平臺。
十三五”期間，由中國水利水電科學研究院水生態環境研究所承當的基于水質目標管理技術業務化應用的三峽庫區流域管理平臺（2017ZX07301006005子課題，以三峽庫區水生態環境問題為導向，結合課題組臨時在三峽庫區系統研究的優勢，充分調研和收集“十一五”十二五”國家水專項三峽庫區流域水質管理效果的基礎上，對庫區水功能分區、污染總量控制、水生態變化預測等技術的科學水平及應用效果開展評估，進一步驗證和優化了三峽庫區環境管理目標制定的關鍵支撐技術，通過整合集成三峽庫區水質模型和其他相關技術，提升了自動傳感器的丈量精度和穩定性，校核了核心模型的參數，對水生態環境平安感知信息化和預測預警平臺進行了升級，水質和水生態預測精度提高了10%基本實現了平臺的業務化運行，有力支撐了流域水質管理目標技術在三峽庫區流域的應用示范。
流域水環境模型評估驗證關鍵技術研發與驗證
針對水環境模型日益廣泛應用于流域水質目標管理潛在決策風險，課題系統開展了流域水環境模型評估驗證關鍵技術與驗證系統研究，促進我國水環境模型應用的規范化、規范化和本地化。課題調研和分析了國流域水環境模型應用于流域水質目標管理及決策的實際需求，針對模型類型、決策功能等特征，提出結構特征、數據質量、模擬性能、決策功能等技術要求；研究流域水環境模型評估驗證關鍵技術，建立技術清單，開發關鍵共性技術的計算機順序和工具箱；建立規范化的流域水環境模型評估驗證技術應用流程，形成相關技術指南。
課題在長江典型流域和洱海流域應用模型評估驗證技術框架，對受試模型的適用對象和條件、參數可識別性和取值合理性、模擬結果的不確定性、適宜的決策支持功能等進行功能性認定，提出輸入數據、參數率定、模擬精度等模型應用的技術要求；評估受試模型對于不同水環境特征和監測數據條件的適用性以及相應的模型應用技術要求，同時提出受試模型對不同水環境應用的外地化參數取值建議。
課題研究建立了流域水環境模型評估驗證的測試案例庫以及受試模型的技術文檔庫；集成模型評估驗證技術工具箱、模型測試案例庫、受試模型技術文檔庫等核心組件，開發與流域水環境模型評估驗證技術指南相匹配的驗證系統，實現模型開發者、評估技術人員、管理部門等不同用戶間的動態交互；通過國內外典型水環境模型的評估驗證，測試和完善驗證系統的功能；編制流域水環境模型驗證系統使用手冊，已實現業務化運行。
洱海流域水專項效果評估與水質目標管理技術集成平臺業務化應用
盡管洱海在水環境管理方面不時創新，但仍未形成洱海水質目標管理體系。針對目前已有水環境管理平臺信息傳輸及數據共享不全面、水華聯防聯控能力不足、已有工程評估管理不到位等問題，課題以洱海流域為典型示范區之一，開展基于水質目標管理技術業務化應用的洱海流域管理平臺優化升級，為地方科學治湖、精準施策提供技術支撐。
構建技術體系，強化效果推廣
課題組在現有水質目標管理技術及示范應用分析的基礎上，從經濟、環境、社會三方面對水專項實施效果進行了評估，同時圍繞富營養化初期湖泊水質目標管理的技術需求，依照“水質改善、污染源信息化-重點工程優化-藍藻水華動態監控”思路，優選適用于洱海的治理及管理技術進行集成，補充了現有技術庫及管理手段，為洱海今后的維護治理提供了技術支持和決策依據。
實施長效維護，踐行綠色發展
結合富營養化初期湖泊特點，課題組圍繞流域功能定位，系統梳理洱海流域目前面臨的主要環境問題及維護治理需求，科學統籌發展與保護、區域與流域、當前與長遠、水環境與水生態，從空間管控優化、產業結構調控、水資源統籌管理、污染源系統控制、生態修復與保護、流域綜合監管等方面，分期、分區提出水環境維護具體措施，為洱海流域的綠色發展和水生態環境維護提供助力。重慶GMP純化水設備
優化管理平臺，助力精準管理
課題組在洱海已建平臺的基礎上，針對管理決策缺少定量分析、水華聯防聯控能力缺乏等問題，有效整合水專項取得的相關效果和監測數據，開展陸域污染負荷核算、湖泊泥水界面營養鹽遷移轉化規律研究、浮游動植物相互關系研究等，為多手段進行洱海藍藻水華預警提供了關鍵參數，支撐了平臺藍藻水華預報預警的業務化運行，提升了流域智能監管水平。
課題效果技術帶來多重效益
課題負責人介紹：課題圍繞長江經濟帶水質目標管理的技術需求，研發了長江經濟帶水生態功能分區、水環境基準規范、排污許可管理、水污染防治最佳可行技術，構建了水環境風險預測預警等管理系統，建立了系統化、數字化、規范化的長江經濟帶水質目標管理平臺。課題重點解決了三大關鍵技術問題：適用于長江經濟帶特征和差異化需求的水質目標管理技術組合與成套化模式配套技術；涵蓋流域面源模型、河流與湖庫水環境模型等的流域水環境模型評估驗證系統；基于“互聯網+與大數據耦合的區域/流域水質目標管理平臺構建等關鍵技術。
課題以典型區域/流域水質目標管理技術體系集成與平臺建設為核心成果，主要構建了3個平臺：長江經濟帶水質目標管理業務化平臺；流域水環境模型驗證系統；通過對洱海流域現有平臺的優化升級，形成基于流域水質目標管理技術應用的業務化平臺。
課題通過集成十大流域六大水環境管理技術，直接為各流域水環境污染提供全面的關鍵技術支撐，有利于引導建設資金的合理使用；課題構建的長江經濟帶水質目標管理業務化平臺，將有效促進長江經濟帶水質目標管理技術體系的系統化、科學化、法制化、精細化和信息化，推進長江經濟帶跨部門、跨區域、跨流域監管與應急協調聯動機制建設，實現省際環境風險與應急大數據的共享與綜合應用。
課題相關研究效果的推廣意義重大，各類效果可應用于國內其他水系的污染綜合防治及水質管理，有利推動水污染綜合防治和水質目標管理的科技進步，降低水質目標管理本錢。
通過課題實施，對“十一五”和“十二五”期間建立的多個流域水環境管理平臺進行了優化和升級，并通過構建長江經濟帶水質目標管理業務化平臺，大大提升沿江各省市水污染防治行政執法能力、整體監管能力和水污染事故應急能力，促進流域水環境質量改善，推動環境維護工作的歷史性轉變。
課題促進了區域水污染物削減，水生態環境向良好趨勢轉變，生物多樣性得到恢復。課題提高了十三五”期間流域水污染治理與水環境改善的綜合效果，帶動邊境地區社會、經濟、環境的可協調發展。課題建立了適合區域/流域特色的水質目標管理關鍵技術體系，為構建水污染控制和水環境管理技術體系奠定了科學基礎。
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