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生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)2024-J-40
四川省水生態(tài)環(huán)境智慧中臺(tái)
申報(bào)單位
四川省環(huán)境政策研究與規(guī)劃院、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、武漢大學(xué)
推薦單位
四川省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
適用范圍
四川省水生態(tài)環(huán)境智慧中臺(tái)可廣泛應(yīng)用于省市縣政府的水生態(tài)環(huán)境管理工作，通過(guò)集成水生態(tài)環(huán)境空間地理信息庫(kù)、水生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)信息庫(kù)、氣象-水文-地表水水質(zhì)-水生態(tài)耦合模型，實(shí)現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的規(guī)范化管理；深入挖掘水生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)信息價(jià)值，開(kāi)展污染源精準(zhǔn)解析及動(dòng)態(tài)核算評(píng)估，實(shí)現(xiàn)流域地表水水質(zhì)的動(dòng)態(tài)管理、成因分析、污染溯源、趨勢(shì)研判；平臺(tái)提供覆蓋監(jiān)測(cè)-診斷-模擬-預(yù)報(bào)-預(yù)警-調(diào)度-控制的全過(guò)程技術(shù)支撐，為水環(huán)境管理決策提供科學(xué)、精準(zhǔn)、高效的解決方案。
工藝路線(xiàn)
(一)水生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建。平臺(tái)以流域及國(guó)省控?cái)嗝鎱R水范圍為基礎(chǔ)控制單元，整合疊加數(shù)字地形高程DEM、土壤類(lèi)型、土地利用、河湖水系等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和水文、氣象、水質(zhì)、污染源、排污口等水生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)構(gòu)建各類(lèi)數(shù)據(jù)間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，為水生態(tài)環(huán)境精細(xì)化管理提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。
(二)建立動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型?；诤雍蹈呕Y(jié)果，平臺(tái)集成SWAT分布式水文模型，以水文、氣象、水質(zhì)、污染源等作為SWAT模型輸入?yún)?shù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量實(shí)時(shí)模擬。
(三)結(jié)果輸出與應(yīng)用。通過(guò)GIS與遙感影像結(jié)合的方式，平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量模擬結(jié)果的在線(xiàn)展示，直觀地展現(xiàn)污染帶范圍、對(duì)下游敏感目標(biāo)的影響。同時(shí)，可以輸出下游水質(zhì)斷面水質(zhì)變化預(yù)測(cè)曲線(xiàn)、流域水質(zhì)沿程變化圖、斷面水質(zhì)日歷圖等多種形式的圖表，多角度地展現(xiàn)水環(huán)境變化趨勢(shì)，支撐水環(huán)境形勢(shì)分析預(yù)警工作。
技術(shù)特點(diǎn)
(一)多目標(biāo)智能管理平臺(tái)：四川省水生態(tài)環(huán)境智慧中臺(tái)采用創(chuàng)新的多目標(biāo)智能管理技術(shù)，整合水質(zhì)、水量、水生態(tài)等關(guān)鍵指標(biāo)，打通“污染源——入河排污口——受納水體——控制斷面”相關(guān)數(shù)據(jù)融合鏈，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)環(huán)境的全面監(jiān)控與分析。通過(guò)智能算法優(yōu)化資源配置，平臺(tái)能夠適應(yīng)不同管理需求，提供定制化解決方案，顯著提升管理效率和決策質(zhì)量。
(二)精細(xì)化的水質(zhì)類(lèi)別監(jiān)控：智慧中臺(tái)針對(duì)四川省目前以Ⅱ類(lèi)水質(zhì)為主體的現(xiàn)狀，對(duì)水質(zhì)類(lèi)別開(kāi)展精細(xì)化管理，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)分析。結(jié)合先進(jìn)的污染溯源算法，平臺(tái)能夠快速識(shí)別并定位水質(zhì)異常，為及時(shí)采取有效治理措施提供科學(xué)依據(jù)。
(三)形勢(shì)分析與預(yù)測(cè)決策支持：智慧中臺(tái)集成機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)理模型對(duì)水環(huán)境形勢(shì)進(jìn)行深入分析和預(yù)判。GIS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步增強(qiáng)了形勢(shì)分析的可視化和直觀性，使決策者能夠準(zhǔn)確把握水環(huán)境變化趨勢(shì)，制定更為前瞻性的管理策略。
(四)數(shù)據(jù)融合與實(shí)時(shí)響應(yīng)機(jī)制：智慧中臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將多源異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理和應(yīng)用。實(shí)時(shí)響應(yīng)機(jī)制能讓智慧中臺(tái)在水質(zhì)變化的瞬間啟動(dòng)分析并快速發(fā)出預(yù)警，助力實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的動(dòng)態(tài)管理和即時(shí)調(diào)控。
應(yīng)用效果
本技術(shù)面向各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、工作人員、社會(huì)公眾提供不同層次、不同維度、不同載體的查詢(xún)、上報(bào)、分析和決策管理應(yīng)用。主要應(yīng)用效果簡(jiǎn)述如下：
(一)水環(huán)境數(shù)據(jù)集中管理。實(shí)現(xiàn)地表水及地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)分析、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)曲線(xiàn)、質(zhì)量評(píng)價(jià)、報(bào)表輸出等功能。通過(guò)內(nèi)置的多種可靠性檢驗(yàn)和實(shí)時(shí)監(jiān)控方法能夠輔助對(duì)海量數(shù)據(jù)自動(dòng)篩檢，對(duì)異常數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，提高數(shù)據(jù)維護(hù)的自動(dòng)化水平和效率。同時(shí)，平臺(tái)預(yù)留多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)接口，可支持后續(xù)新建站點(diǎn)的接入，并可與第三方環(huán)保信息化平臺(tái)無(wú)縫集成。
(二)水環(huán)境形勢(shì)整體研判。平臺(tái)以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別從行政區(qū)、流域、經(jīng)濟(jì)片區(qū)、責(zé)任市(州)以及水功能區(qū)多維度展示分析各時(shí)段四川省水質(zhì)情況。結(jié)合水質(zhì)差異管控方法，識(shí)別定類(lèi)因子及突出問(wèn)題，預(yù)測(cè)水質(zhì)變化情況和目標(biāo)完成情況，并具備自動(dòng)生成分析報(bào)告的功能。根據(jù)目前四川省水環(huán)境情況，對(duì)Ⅲ類(lèi)或者Ⅱ類(lèi)水進(jìn)行分段分析，快速定位影響指標(biāo)，對(duì)水質(zhì)臨界超標(biāo)斷面進(jìn)行識(shí)別與分析。
(三)工程環(huán)境影響分析評(píng)估。通過(guò)平臺(tái)內(nèi)嵌的SWAT分布式水文模型和水功能區(qū)、水質(zhì)斷面、水文參數(shù)等基礎(chǔ)信息，輸入污染源排放量、排放位置、排放濃度等數(shù)據(jù)，可對(duì)污染擴(kuò)散范圍、下游水功能區(qū)水質(zhì)、國(guó)省考斷面水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)環(huán)評(píng)、排污口設(shè)置論證起到輔助判斷的作用。
應(yīng)用案例
什邡“三水”統(tǒng)籌智慧管理平臺(tái)、綿陽(yáng)市水環(huán)境智慧管理平臺(tái)。
原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|四川省水生態(tài)環(huán)境智慧中臺(tái)
