以大数据建模为核心
来源:http://www.ecubehosting.com 责任编辑:918博天堂 更新日期:2018-11-09 17:27

  慧聪水工业网2016年1月5日,习主席在重庆召开的推动长江经济带发展座谈会上指出:“推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑,走生态优先、绿色发展之路,使绿水青山产生巨大生态效益、经济效益、社会效益,使母亲河永葆生机活力。”、“长江拥有独特的生态系统,是我国重要的生态宝库。当前和今后相当长一个时期,要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发”。发出这一号召至今已近3年。另一时间节点是,到2020年,全国“坚决打好污染防治攻坚战”,距验收也只有2年多时间。这两个时间节点告诉我们,至2020年,必须用长江水质改善的成果对长江大保护的号召给予回应,为污染防治攻坚战的长江行动画上句号,时间逼人,长江治污行动顶层设计刻不容缓。

  围绕污染防治攻坚战的总目标,长江治污行动一要体现“共抓”,各部门形成合力;二要“系统”,从山顶到海洋统筹;三要体现“调度”,全流域电力、水量资源利用均应生态调度;四要体现“指标”,突出氮磷污染物流域总量控制;五要体现“行动”,流域、区域、设施三个层次均为一市一策。

  必须强调的是,对长江治污行动进行科学研究的目的是形成决策行动,见诸综合效益,而不是纯学科研究或某种污染物迁移转化规律的研究。例如,从山顶到海洋统筹,涉及滇池、洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖五湖与长江的关系,在各学科研究尚未获得共同认识之前,决策研究则应立足于制定五湖富营养化评价标准,和中下游饮用水源地富营养化防治,开展氮磷污染物流域总量控制行动决策研究。又如全流域电力、水量资源利用生态调度,无需再开展三峡水利枢纽的利弊评价研究,只需正视三峡水利枢纽已产生的水文情势和节律变化影响,从污染防治、生态保护的需求提出调度要求,利用三峡及以上河段已存在的水工建筑物实现生态流量需求。又如做出“一市一策”的结论,必须从开列环境问题清单、提出解决问题顺序,比较不同解决方案,优化技术经济投入、评估投入产出效益等方面给城市画像、出点子,不能脱离区域和城市特点,这是“把论文写在祖国的大地上”的具体行动。

  在2020水污染防治攻坚战长江治污行动中,最具标志性的任务是构建长江流域水文水质数据云平台,因为共抓大保护要从数据共享证明形成合力,实现从山顶到海洋的水文、水质、污染源及海洋数据的全覆盖和全收集,形成跨部门、跨区域、跨水域的目标管理平台架构。以长江治污行动决策需求为导向,汇集长江近800个控制单元资料为基础,划分三峡以上和三峡以下两大区域,预留滇池、洞庭湖、鄱阳湖、太湖、巢湖接口,预留40个主要城市水质提升行动接口,建立4+1的数据云平台结构,4为原始数据采集与汇聚层、数据优化与数据湖建设层、长江水质目标管理支持大脑,和长江水质提升综合决策平台;1为长江经济带生态环境展示体系。以各部门、各省及沿江40个驻点城市数据为对象,采用终端采集、数据交换、网络交互等手段,实现水文、水质等相关数据搜集,打通各部门、各行业信息孤岛和共享壁垒。

  除了数据共享要求,还需要不同专业共同出力,例如长江流域数据优化与数据湖建设,需要在原始数据收集的基础上,采用清洗、融合、归类、分割等方式对数据进行优化,以大数据建模为核心,统一数据格式和标准,建设不同尺度下(不同级别流域及控制单元、不同级别行政区)的结构化数据库和数据仓库。以非定制科研和水质目标管理需求为主,集合原始数据(结构和非结构数据)、基于控制单元的结构化数据、大数据算力云数据构建长江流域数据湖(Hadoop集群)。建设大数据算力云,采用大数据挖掘技术、分布式计算引擎、GPU、分析沙箱等技术,实现以数据产生数据、让数据发现问题的功能。

  最困难的是第一步,跨部门、跨区域数据实现共享和无缝连接,才是共抓大保护的实际行动。建设长江水文水质数据云平台成功迈出第一步后,后续的长江全流域全过程水质目标决策支持系统和长江经济带生态环境展示系统才有可能呈现作用,标志性成果才能真正成为标志。

  长江污染防治行动的主线是确保长江纳污能力不超标。中共中央办公厅和囯务院办公厅要求生态环境部“确定大气、水、海洋等纳污能力”,“提出实施总量控制的污染物名称和控制指标”,首先应该在长江实现。由于长江纳污能力的确定离不开长江生态流量,中共中央办公厅和国务院办公厅也同时下达水利部指导各部门确定生态流量的职责。由于纳污能力的确定依据长江流域水质标准和湖泊富营养化评价标准,依据排污方式和排污布局,在给定质量标准条件下,限定长江流量条件和排污条件下,确定长江所能容纳的各类污染物最大数量。由于此项工作不是单纯计算一个数值,而是把质量标准、生态流量、工业布局、结构调整、增长方式、排放标准、总量控制等要素连接为一个质量目标决策系统,循环往复设置不同情景进行目标和指标系统决策,并付诸行动,所以将其定为长江治污行动主线。

  构成这条主线、制定长江流域湖泊富营养化评价标准、水源地保护水质标准、长江流域氮磷污染物总量控制标准、长江流域沿江省市地方污染物排放标准,用质量标准引路,排放标准区别区域差异,形成长江流域分区分段执行的执法标准。2、确定长江干流水生生物多样性保护的生态流量需求,长江干流及河口、近岸海域水质控制(特别是氮、磷)的生态流量需求,改善江湖关系及两岸湿地保护的生态流量需求,并从三峡以上水电站联合生态调度寻求解决方案。

  3、提出长江工业园区布局和全过程控制技术,集成工业、农业、城市污水处理厂、城市黑臭水体及一次性塑料用品白色污染控制的各类先进技术,从源头控制、清洁生产、提标改造、淘汰替代、循环利用等方面实现污染控制目标有效改善,使排放标准有达标技术、质量标准体现目标导向。

  4、沿江主要城市在全流域优化分配纳污能力、各区域优化分配技术经济投入的基础上,实现一市一策,有针对性的制定区域行动方案和工程设施规划,真正落实环境质量为核心,消减污染物投资方案最优化,使各部门共抓大保护的决策有强有力的沿江城市行动作为基础。

  2020水污染防治攻坚战长江治污行动考核评估的重点是治污成效和百姓感觉,着眼于增强实现长江大保护的信心。第一、考核数据共享,跨部门跨区域数据能否实现从山顶到海洋系统连接和应用,实现污染源和环境目标间输入响应、优化调控,既考核多学科技术人员通力合作,又考核各部门、各区域共抓大保护的实际行动。在此基础上考核长江800个控制单元分别建立水质目标管理体系,确定优先控制单元和优先解决问题,形成一张控制单元图、一张环境目标图、一张治理决策图。

  第二、考核生态调度,长江母亲河按污染防治和生态保护,实现生态调度,确保生态流量,此事关系长江大保护全局。

  生态流量的可持续保障需要研究中下游用水对上游电站的生态补偿,需要研究生态流量改善对航道整治、治污提标、三场保护、排污方式以及纳污能力的影响,及时对治污方案技术经济投入进行优化决策。

  <第三、考核氮磷削减,鉴于长江战略环境影响评价已确定氮磷污染物对江湖关系的影响,亟待解决。要从沿江主要城市污水处理厂氮磷出口指标、农村畜禽粪便、人粪尿生产有机肥数量指标、主要磷矿和工业源源头控制和排放口指标、干支流主要控制断面氮磷浓度改善指标、南水北调东线、引江济太、引江济淮等引水口氮磷指标、长江口与近岸海域赤潮输入响应指标进行全系统考核。

  第四、考核城市行动,长江两岸主要城市的人民群众是长江大保护的主要受益者,也应是长江大保护的参与者,沿江主要城市均有科研院所、大专院校派员驻点,协助各城市提出一市一策行动方案,并自建监督、评估体系。每个城市均应遵照长江治污行动的顶层设计,建立市政府统一领导下的环保、住建、水务、农村等部门合作,本着跟着百姓感觉走的原则,优先解决好本市人民最关心的问题,特别注意饮用水源地、流域氮磷削减、区域黑臭水体及特征污染物控制,统筹协调好本市行动和长江流域大保护,区域问题优先解决的关系。

  第五、考核生态评价,针对流域治污行动与生态修复目标的下一步衔接要求,同时开展生态问题、生态风险、生态健康三个方面的评价研究。生态问题评价要体现问题导向,生态风险评价要完成管理方案,生态健康评价要形成量化指标,从行动、管理、诊断三个方面回答“长江病了,而且病得还不轻”,回答“如何治好‘长江病’?”,实现“要科学运用中医整体观,追根溯源、诊断病因、找准病根、分类施策、系统治疗”的指示。

  长江治污行动是中国流域治污的新高度,不同于过去二十年“三河三湖”等重点流域治污之处是:过去是国家规划确定目标,开列项目清单,地方政府实施清单项目,国家立项并予以补贴。这次长江治污行动,有共抓长江大保护的方向指引,有各部门各区域形成合力的条件,有各领域各学科科技人员驻点城市,现场解决问题。是既有流域顶层设计、统一行动目标,又有区域综合治理方案,各省市自主行动的大会战。充分的技术准备,充足的资金条件,让我们有信心面对两年后的国家考核,向全国人民交一份满意答卷,为长江污染防治攻坚战之后的生态环境根本好转奠定坚实基础。

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