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【辽河流域】辽河流域水环境管理技术实现“逻辑”评估
2017-03-20

管理工作化繁为简可视化三维场景展示技术最前沿

    辽河流域是我国七大重点流域之一,曾在“九五”期间被列入全国“三河三湖”重度污染名单,从2009年开始,历经“十一五”、“十二五”两个阶段的系统管理后,辽河流域现已焕然一新。
  到目前为止,辽河流域的水环境管理能力究竟提高多少?污染减排是否得到促进?水生态环境改善程度如何?区域经济与产业结构优化是否更加合理?针对这些问题,辽宁省环境监测实验中心承担了“辽河流域水环境管理实施效果评估与流域技术集成”课题(2012ZX07505-005),联合辽宁工程技术大学、辽宁省环境科学研究院、中国环境科学研究院共同开展了“一个评估、两个集成”研究工作。
  该课题围绕“国家水体污染控制与治理重大专项”(以下简称“水专项”)在辽河流域实施的各项水环境管理技术开展实施效果评估,通过优化水环境管理技术体系系统结构和适用条件,实现水环境管理关键技术的规范化、标准化、模式化,为全国重点流域水环境管理技术全面推广和运行提供支撑,为国家层面的流域水环境管理模式和管理体制战略转变提供实施建议。
  水环境管理技术评估也要讲“逻辑因果”
  为改善辽河流域水环境状况,“十一五”、“十二五”期间,水专项在辽河流域开展了一系列的水环境管理技术研究并进行示范。
  但各项管理技术体系纷繁复杂、时空跨度大,究竟用什么方法评估这些技术的实施效果呢?这并没有难倒该课题组的研究人员,经过反复比较分析验证,他们最终选用“逻辑框架法”。
  课题组相关人员介绍,逻辑框架法,简称LFA,是一种设计、计划和评估的工具,用于项目的规划、实施、监督和评价。其核心概念是事物层次间的因果逻辑关系,分为垂直逻辑和水平逻辑。
  所谓垂直逻辑关系,即因果关系,从下往上或从上往下进行四个层次的分析,关键在于层次纲要与假定条件的关系分析,以表达“投入”、“产出”、“目的”、“目标”之间的因果关系。
  而水平逻辑,则主要是指验证指标和验证方法,由“验证指标”、“验证方法”和“重要外部条件”构成。总的来说,逻辑框架法可以通过垂直逻辑关系可以检验项目的效果和作用,也可以通过水平逻辑关系对资源和成果进行说明和绩效评价。
  据介绍,本次“逻辑框架法”评估的对象即水专项在辽河流域实施的水环境管理技术,包括水生态功能分区技术、水生态承载力计算技术、水环境容量总量控制技术、流域风险评估预警技术等。
  示范流域水环境管理能力逐年提高
  辽河流域水质管理技术实施中的各项内容都对应垂直逻辑关系中的那些方面?课题组人员解释,管理技术实施中的“投入”是指所采用的“分区、分类、分级、分期”的流域水环境管理办法;“产出”是指管理办法下的产出物,即水生态功能管理、容量总量控制、排污许可证管理、水环境监控技术、风险评估与预警、污染防治最佳可行技术;“目的”是指项目的直接效果和作用,是指在水质管理技术下达到的水质理化指标改善、流域水生态健康程度提高等;“目标”则是指项目实施对水环境管理能力提高、污染减排效果的支撑、对水生态环境的改善、区域经济和产业布局的促进。
  在水平逻辑分析中,课题组构建出完整的四套指标体系,实现了水环境管理技术实施效果的“三维评估”。
  目前,课题已采用该法对清河示范流域进行了实施效果评估。结果表明,自2011年以来,清河流域水环境管理能力逐年提高,污染减排能力逐年增强,水生态环境总体向好,产业结构更加合理。
  可以这样说,该项研究填补了我国对水环境管理技术进行实施效果评估的空白,未来可以在不同流域推广水质目标管理技术中发挥重要作用,也可以应用其来检视、验证不同流域的水环境管理技术的科学性、协调性、可操作性以及实施效果,具有广泛的应用价值。

评估框架图

  四大技术模式化 管理工作化繁为简
  水环境管理工作繁冗复杂,如何提高管理者工作效率,将管理工作化繁为简?以此为出发点,辽河流域水环境管理模式化系统应运而生。该系统基于ArcGis控件技术,采用C#语言,结合Silverlight,实现了水生态功能分区、水生态承载力计算、容量总量计算、排污许可证管理四大技术的模式化。
  在分区与控制单元划分模块中展示了辽河流域三级生态功能分区划分结果,包括:分区原则、方法、过程。可以查询到各功能区的基本信息、水质目标、经济产业结构、人口、污染源等信息。
  在水生态承载力计算模块中,基于流域的地理空间数据及三级分区的结果,通过设定相关参数,可以完成基于水量-水资源可利用量、基于污染物入河量-水环境容量两种模型的水生态承载力的计算,可查询流域承载力的历史数据并进行趋势预测。
  在容量总量计算模块中,采用辽河流域现阶段容量总量控制方法,基于三级分区结果,以清河、凡河、蒲河为示范区,综合考虑支流、直排源和污水处理厂,实现了示范流域环境容量总量计算和存储功能。
  在排污许可证管理模块中,以环境容量计算的结果为依据、以污染源信息为基础,实现了示范流域内各点、面源在不同的水期的污染负荷核定及排污许可分配功能,可以为管理者提供一套可行的容量总量控制方案;
  基于四大核心技术构建了辅助决策支持模块,根据容量计算、污染负荷分配结果,可以模拟流域内污染源的变化对水环境的影响,以便于决策者进行流域整体规划。
  辽河流域水环境管理模式化系统的投入使用,为流域的日常环境监测、监管业务自动化、执法稽查和减排核查、总量控制管理、管理决策的科学化等提供有效的技术支持,对流域水环境管理的综合决策具有重要支撑作用。

辽河流域水环境管理模式化系统


  搭建水环境管理“云平台” 管理理念完成“四大转变”
  互联网时代,“云”也有了新的定义。数据、应用、技术都可以飞上云端……云的应用,加速推动了技术的发展,带来了更好的平台和更高的效率。
  为了实现水环境管理技术科技成果推广和转化,科研人员搭建起国内首家互联网+环境云技术服务平台-流域水环境管理技术综合信息平台(www.wemtech.cn)。
  在这里,你可以了解最全面的水环境管理政策、掌握最前沿的水环境管理技术、学习使用最先进的水环境管理工具、领悟最先进的水环境管理理念、领略最顶尖的水环境管理专家风采。
  据了解,在平台技术体系栏目中,详细介绍了水专项提出的两大核心技术体系之一的流域水质目标管理技术体系,包括:基本概念、基本特征、子体系构成和基本关系。
  该技术体系为实现我国水环境管理从水质达标管理向水生态健康管理,目标总量控制向容量总量控制,行政区管理向流域管理,被动应急管理向主动风险管理的理念转变和中国水体污染控制与治理提供了强有力的科技支撑。
  通过可视化三维场景 了解最前沿技术
  想了解水环境管理的前沿技术,也可以通过这个“云平台”的三维可视化科技来更直观、更快速的实现。
  课题组人员介绍,这个“云平台”中的流域示范栏目,介绍了辽河、松花江、海河和淮河四个流域的自然、地理、社会、人文和环境等特征,用户观看科技成果的宣传视频的同时,可以WebGIS的形式浏览和查询水生态功能分区等研究结果。
  课题组依托辽河流域水专项研究成果,在松辽流域示范区开展了控制单元划分、水环境容量总量控制及排污许可证示范研究。该项研究支撑了地方管理部门落实《水十条》关于“加强水功能区监督管理,从严核定水域纳污能力”的要求。
  现在,用户可以登录松花江流域三维可视化科技成果查询系统,通过轻松浏览漫游松花江流域三维场景的方式,获取相关的前沿技术。通过对阿什河流域控制单元划分、水环境容量计算、污染负荷分配优化,实现流域水质目标技术体系在重点流域的推广应用。
  平台自2015年10月上线以来,取得了较好的反响,目前访问量已累积突破48万。
  流域水环境管理技术综合信息平台以水专项监控预警主题“十一五”和“十二五”期间的研究成果为依托,以流域水质目标管理技术体系为核心内容,以提高国家水环境管理理念和推广应用先进技术为己任,以促进国家创新能力提升为使命,全力打造“互联网+环境”技术服务的流域水质目标管理技术生态圈,让更多的研究机构、中小企业、创业者、投资者等利益相关者都能够受益于平台带来的信息价值,为中国的环境事业贡献力量。

流域水环境管理综合信息平台

流域水质目标管理技术体系

 

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