水环境管理决策支持系统中的污染物溯源分析功能设计

李晶++周浩++于晓英

摘要 参考当前污染物溯源分析研究进展，结合牡丹江污染物排放特征，设计水环境管理决策支持系统中的污染物溯源分析功能，以期提高牡丹江流域的水环境监管能力。

关键词 水环境；决策支持系统；污染物溯源；分析功能；设计

中图分类号 X502 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0172-02

Design of Contamination Tracing Analysis Function in Decision Support System of Water Environment Management

LI Jing ZHOU Hao YU Xiao-ying

（Heilongjiang Academy of Environmental Sciences，Harbin Heilongjiang 150056）

Abstract Regarding the research advances on contamination tracing analysis，combined with the feature of pollutant emission in Mudan River，contamination tracing analysis function in decision support system of water environment management was designed，so as to improve the ability of water environment regulation in Mudan River basin.

Key words water environment；decision support system；contamination tracing；analysis function；design

随着社会的进步、经济的发展，人民生活水平逐渐提高，环境与安全问题越来越受关注[1]。我国流域污染问题日益突出，据环保部门对118个大中城市调查，地下水严重污染的城市占64%，轻污染的占33%[2]，我国跨国河流涉及19个国家，共计40多条[3]。如何科学界定环境影响成为难点，控制和消除河流污染源是防止污染的根本[4-5]，而污染源溯源是水污染防治和环境管理的基础和关键。

1 污染物溯源分析的研究进展

目前，研究大气污染源解析的报道很多[6-8]，而针对水环境研究的报道却不是很多。随着水污染防治工作的深入，我国的水环境污染物源解析研究也开始陆续出现报道，于丽捷等[9]通过对牡丹江干流海浪、柴河断面各污染源量的估算，为牡丹江流域治理提供依据。富国[10]的研究说明了实测河流断面时段通量中时间平均离散通量的贡献，并讨论了污染源的点源、非点源类型的差别对选择年通量估算方法的影响。王新兰[11]对辽河盘锦段氮污染源解析，认为氮主要来源是农业面源污染及生活排污，引起氮浓度波动的是农业面源及工业源。金菊良等[12]提出了基于加速遗传算法的投影寻踪对应分析方法，并应用于流域非点源污染源解析研究中。陈玉成等[13]研究得出重庆市39个区县农业面源污染主要污染物是TP、TN，主要污染源是畜禽养殖和化肥施用，主要影响因子是农业总产值。水环境污染物溯源实际工作中常用传统排查方法，首先调研勘查确定污染物质和范围，然后筛查疑似污染源，采集该污染源下游断面具有代表性的水样进行监测分析，进而确定污染源。经过多年的研究，污染溯源已经形成多种求解方法，主要包括确定性方法和随机方法。其中，确定性方法包括解析法、模拟优化及向后法，随机方法是以概率学为基础的溯源方法。按照所需基础数据量及溯源的精确程度，大致可分为基于少量监测数据的水动力学理论反演法、基于一定量监测数据的成分比例分析法、基于大量监测数据的污染源排查法、基于特殊监测方法的溯源法及其他辅助方法等。参考当前污染物溯源分析研究进展，结合牡丹江污染物排放特征，设计牡丹江流域水环境管理决策支持系统中的污染物溯源分析功能。

2 牡丹江流域污染物溯源分析功能设计

2.1 监视日常水质监测断面污染物浓度

定期监视河流各水质监测断面污染物浓度（COD和氨氮），当发现某断面污染物浓度突然大幅升高时，系统自动发出报警信息，提示用户可能发生污染事故。当用户收到报警信息后，由用户启动污染溯源分析功能。

2.2 圈定污染范围

污染溯源分析功能启动后，系统对干流各水质监测断面进行扫描，查找未发生污染物超标和污染物超标相邻的2个断面，初步確定污染事故发生在这2个水质监测断面之间，然后将这2个断面之间的排污企业（单位）圈定为疑似污染源。

2.3 反推污染范围内各排口污染物浓度

根据一维稳态水质模型和监测断面COD/氨氮值逆推各排口浓度值（图1），并计算各排口处COD与氨氮比值。

2.4 筛查超排企业（单位）

将各排口所控制的排污企业COD/氨氮比值与2.3计算得到的COD/氨氮比值进行比较，比值较为接近的企业即认为重点疑似企业。

以上牡丹江流域污染物溯源分析方法，是基于以下几种假设：①一次污染事故（超排、偷排）仅发生在一家排污企业（单位）；②同一排放源不同时间排放的物质相同，即污染物组成成分相同；③污染物在受纳水体运移过程中物质组分不发生变化；④污染物在运移过程中只考虑综合衰减作用；⑤假设污染物在向下游运移过程中无大的支流汇入，即无明显的稀释作用；⑥假设排污口污染物和上游来水污染物瞬时或极短时间内混合；⑦假设干流流量Q远大于排污口污水流量q。当以上假设发生变化，还需进一步的调研。开展污染溯源工作是环境规划、环境管理、污染防治的基础，既需要理论基础，又需要基础设施和大量的资料数据支持，以便在实际问题中可以实时、准确地获取污染源信息。

3 参考文献

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