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构建国家水环境监测智能化管理综合平台

发布日期:2021-02-03 11:35浏览次数:
本文摘要:跨省监测断面产生于平台监测断面、平台信息共享地图发布系统、松花江流域水生态功能区划及其国家控制断面,国家重点流域水环境监测网络系统是我国环境管理的重要组成部分。根据《国家中长期科技发展规划》和《国家水体污染掌控与管理科技根本性专项》确定的目标,十一五期间构建我国水生态功能区划体系是可行的。然而,基于水生态功能区划的流域水环境监测网络体系和技术方法的建设还有待进一步完善。

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跨省监测断面产生于平台监测断面、平台信息共享地图发布系统、松花江流域水生态功能区划及其国家控制断面,国家重点流域水环境监测网络系统是我国环境管理的重要组成部分。根据《国家中长期科技发展规划》和《国家水体污染掌控与管理科技根本性专项》确定的目标,十一五期间构建我国水生态功能区划体系是可行的。然而,基于水生态功能区划的流域水环境监测网络体系和技术方法的建设还有待进一步完善。

在“区划、分类、分级、分期”的理念指导下,进一步拓展和完善我国流域水环境监测与评价的关键技术,构建国家水环境监测网动态优化调整机制,明确提出国家水环境监测网动态优化调整方案。研究初期的水环境监测网络缺乏网络控制的系统思想。地表水环境监测网不仅覆盖面广,而且没有综合考虑重点流域的水功能区划,不能有效反映水生态功能。

在生态文明建设的新时期,原有的监测断面已不能满足管理市场的需求。同时,全国统一的跨省界水环境监测网络尚未重新建立,原有的流域跨省界监测体系和有效的跨省水环境监测机制缺失,部分跨省界断面几乎无法被上下游省份接受。我国水环境监测信息管理已经具备可行性,由国家站、省级站、地级站和部分区级站组成四级水环境监测数据传输和管理平台。

水环境监测数据采集能力大大提高,地表水自动监测发生快速变化,为环境监测信息化建设奠定了坚实基础。然而,水环境监测数据的审查功能需要进一步加强。水环境监测数据库和业务应用于系统独立的国家,急需整合,信息管理亟待规范,智能化和可视化尚未构建。“十二五”期间,国家水污染控制与管理科技基础专项设立了由中国环境监测中心共享的“国家水环境监测智能管理集成平台建设技术与运行模式”(2014ZX07502-002),参与单位为中国环境科学研究院、吉林环境监测中心站、黑龙江环境监测中心站和北京商鞅东方环境科技有限公司.本课题呼应了我国流域水环境监测综合管理问题,紧密围绕解决流域水环境综合管理问题的市场需求展开。

经过近四年的成功研发,取得了明显的成效。明确提出了基于水生态功能区划的重点流域水环境监测网络的嵌入原则、水环境监测评价方法体系、优化调整机制和运行管理机制,指导了国家控制性地表水环境质量监测网络点位的调整。调整后全国联系科(点)数为2767个。明确提出跨省域流域优化调整原则,优化调整了重点跨省域流域水环境监测网络体系,其中也包括299个断面,编制了主导监测实施方案,由部办公厅发布。

松花江、太湖流域水环境监测智能管理国家综合平台已建成并示范运行。该平台使用以下关键技术 以水生态功能区划为基础,对重点流域的水质监测断面进行了优化调整,形成了有效符合水生态功能区划的地表水环境监测网络体系。

1.建立了基于水生态功能区划和水环境监测评价体系的重点流域水环境监测网络的嵌入原则。基于水生态功能区划的重点流域水环境监测网络的嵌入原则主要包括代表性、连续性、综合性和多功能性。重点结合流域水环境监测的特点,在明确断面选择的前提下,考虑在水生态功能三级和四级设置监测断面;在不同水生态功能区的交汇处设置横断面,代表适宜区的水环境特征。

基于水生态功能区划的水环境监测方法明确提出了“环境驱动因子”的概念,研究构建了水生态功能区划中不同层次的不同要素,从水生态功能区划的角度明确提出了水环境监测方法体系研究的方向和目标。基于水生态功能区划的流域水环境监测与评价明确提出了“熵权法”的应用,通过熵权法对环境监测数据进行计算和优化,计算不同断面指标的熵和权重。构建了以数理统计为核心的自动数据处理能力监控操作系统。

断面优化、指标优化和分配各不相同,不同的水生态功能区采用不同的监测方法。将上述研究成果应用于水生态功能概念下的水环境监测综合评价方法,反映了水生态功能区划的结果。

这些结果对今后积极开展水生态功能监测具有最重要的指导意义。2.明确提出重点流域水环境监测网络优化调整机制和运行管理机制,并应用于《“十三五”国家地表水环境质量监测网设置方案》。

随着环境条件和管理市场需求的变化,当原控制的监测断面不需要代表水体的水生态状况时,将按照水环境监测网动态优化调整方案中确立的动态优化调整方法、剔除和明确的工作方法进行优化调整,形成定期会议机制,确保水环境监测网的监测数据客观反映地表水环境质量状况,更科学地指导环境管理。水环境监测网络的动态优化调整将有效整合环境监测资源,增加重复投资和建设,以更合理的断面(点)埋设客观反映地表水环境质量状况,更科学地指导环境管理工作。该研究创建了流域水环境监测网络运行管理体系的总体框架,明确提出了集测分离、异地质量控制、上下游先行监测等新的监测模式,并应用于社会监测机构集测分离、地方监测站分析的新模式。创建“三个中心”,建设水质自动站现场运行维护远程管理、远程质控考核管理和数据综合应用。

运营保障管理中心负责管理日常运营维护工作的评估、管理和评估;质量控制和保证中心采用系统状态监测、自动质量控制、实验室验证监测、数据有效性分析等手段控制和保证监测数据的质量;数据综合应用中心负责管理站点末端上传的基础数据和相关信息,并挖掘出来进行应用。它被编译成01 1.根据重点流域跨省域水环境特点,明确提出跨省域流域优化调整原则,优化调整299个断面的重点流域跨省域水环境监测网络系统。根据跨界水环境管理的市场需求,本课题对现有跨界监测断面进行了评价。

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根据“零公里”、“入境段”、“无争议”的原则,经评估,原151个跨省段中,104个符合要求,以后不再保留,47个不得调整。近几年支流再次发生多起跨省水污染纠纷,因此第三、四支流跨省断面不会减少,会编制《国家重点流域水环境监测网络建设方案(全面推行)》。按照“代表性”、“连续性”、“零公里”的调整原则,共跨省界设立299个重点流域,其中长江流域78个,黄河流域44个,松花江流域26个,海河流域54个,辽河流域15个,淮河流域34个,珠江流域22个,西南河流3个,西北河流2个,浙闽5省,太湖流域自动监测(建设214个自动站)是以流域跨省界监测为主,人工监测为辅的大部分。自动监测除常规的9个参数外,还应重点监测CODCr、BOD5、石油、氟化物、溶解酚、阴离子表面活性剂、硫化物、汞、砷、六价铬等特征因子。

2.明确提出跨境水质监测运行机制,公布《“十三五”国家地表水环境质量监测网设置方案》项目,明确提出建立跨省水质主导监测、流域信息交流、主导监测执法人员、基础设施资源共享等机制,其中主导监测对提高水质监测数据的准确性、公正性和权威性具有最为重要的意义。结合国内几个领先的监测经验,根据管理工作的研究成果和市场需求,编制了《重点流域国家横跨省界水环境监测网络体系方案》和《跨界(省界、市界)水体水质牵头监测实施方案》。

原环境保护部办公厅公布了上述规划(环保监测[2016]28号),责成省台、市级台积极开展先行监测工作。通过铅监测的实施,跨境监测的准确性、规范性和科学性得到显著提高。在主导监测机制的基础上,项目进一步提出了部分流域的补偿实施方案。3.构建了重点流域水环境跨省监测预警预报平台,并在松花江流域开发了模型。

开发了水环境跨省监测预警预报关键技术,构建了水环境跨省监测预警预报平台。该平台基于统计分析、聚类分析、回归分析和多维空间计算的原理,构建了20多个数学模型来收集和预警水质监测数据。该平台具有水质异常报警分析、监测数据质量分析和智能审查、监测数据统计分析和报表等功能。并通过水质异常分析模型启动了水质异常应急报警。

该平台以松花江流域为模型,结合松花江干流16个监测断面和5个国家自动监测站(西郎口、吉林、松花江村、松原宋林、招远、通江)的月度常规监测,充分发挥仅常规监测指标和双低自动监测的优势,整合流域重点污染源监测数据,构建跨境污染源废气和水质变化模型,预测不同污染物废气条件下的水质变化。2016年5月4日,4:00点,松花江流域某自动监测断面开始产生大量与氨氮、高锰酸盐指数相关的报警,平台甚至自动将其总结为水质异常 构建了水环境质量监测数据智能检测等3项关键技术,构建了国家重点流域智能管理平台并作为模型运行。1.国家流域水环境监测智能管理集成平台开发设计等一批指南已经完成,国家流域水环境监测智能管理集成平台开发设计涉及的指南充分考虑了平台的总体框架、技术路线、关键技术、性能指标等内容,从系统设计的角度考虑了系统模块的区分和相关技术的构建方法。该指南主要作为系统开发者进行系统设计的参考,并限制设计范围。

数据库设计指南解释了平台使用的数据库和设计工具,解释了数据库的命名规则,总结了系统数据库的逻辑设计和物理设计。此外,还阐述了数据库系统的用户管理方案,得出了一系列保证和优化数据库的方法,以供参考。

通过对本平台使用的数据库系统的特点和指南中的数据库设计方案的整体描述,用户可以更直观地了解数据库系统的应用方法,解读本系统数据库的设计思想,使用户能够尽可能快速有效地管理系统。操作技术指南解释了平台的系统安装和部署。

2.构建国家重点流域水环境监测智能管理平台,并应用于国家级流域水环境管理相关业务问题。构建水环境监测数据智能检测、跨境流域水环境监测预警预报、水环境智能管理与调控决策支持系统等关键技术,构建全国水环境监测智能管理综合平台,推出运营模式。水环境监测数据智能审核技术主要包括数据验证、自动可行性审核和人工审核三个主要过程。利用计算机智能、数理统计和人工识别技术,构建了一个准确、高效的水环境监测数据审核系统。

流域跨境预警预报技术基于大量监测数据的机器学习,找出水质监测数据中单指标和多指标特征之间的相关性,基于统计分析、聚类分析和回归分析原理,开发构建了20多个数学模型,可以自动发现水质监测数据中不存在的异常,对污染事件进行预警。该平台包括水环境质量人工和自动监测数据、饮用水源监测数据、污染源监测数据、水生生物监测数据等。

整合各业务所需的市场需求,完成水环境数据库、知识库、模型库,构成水环境管控决策平台。它在水环境管理和规范公文业务流程方面发挥着最重要的作用,也大大提高了工作效率。与传统的管理平台不同,该平台大多集中在小区域或流域,已经应用于国家级流域水环境管理,并已建成运营。

2018年10月12日,平台通过国家水利工程组织的第三方评估。


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