青島市陸源污染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)總體框架設(shè)計(jì)研究.pdf

1、陸源污染物排放總量控制是實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展方式的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是綜合解決當(dāng)前地表水、海洋等環(huán)境污染問題的有效手段。自2006年國家開始實(shí)施以COD減排為約束性指標(biāo)的“目標(biāo)總量控制管理”計(jì)劃以來，盡管采取了嚴(yán)格的政府責(zé)任制，但由于“目標(biāo)總量控制管理”方式存在減排指標(biāo)核定方法不科學(xué)和監(jiān)管模式缺乏整體性等固有的缺陷，不僅導(dǎo)致年均減排2％左右的強(qiáng)制目標(biāo)沒有實(shí)現(xiàn)，而且部分納污海域水質(zhì)改善實(shí)際效果不甚理想。根據(jù)美國、歐盟、日

2、本等有益經(jīng)驗(yàn)，我國陸源污染物排放總量控制迫切需要由現(xiàn)行的“目標(biāo)總量控制”向“容量總量控制”的轉(zhuǎn)變。一方面，可以采取以精準(zhǔn)數(shù)值計(jì)算的環(huán)境容量為科學(xué)依據(jù)的分配容量為量化管理指標(biāo)，結(jié)果可以細(xì)化到具體的行政區(qū)責(zé)任主體甚至到排污責(zé)任主體，同時(shí)在管理模式上可以采取“排污鏈全過程監(jiān)管模式”以有效提高管理的整體性。但由于陸源污染物“容量總量控制管理”是一個(gè)涉及從陸域污染源到納污海域的多界面、多層次、多節(jié)點(diǎn)的全過程連續(xù)動(dòng)態(tài)管理，因而不僅需要更加完備科學(xué)的

3、“排污鏈全過程管理”流程，而且也需要更加智能化的網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)。
　　 因此，本論文的研究目的是建立完善適合青島市實(shí)際情況的陸源污染物容量總量控制管理流程，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的總體框架，為實(shí)現(xiàn)由目標(biāo)總量控制向容量總量控制的轉(zhuǎn)變提供科學(xué)技術(shù)支撐。主要研究內(nèi)容有4個(gè)方面：(1)借鑒美國、歐盟、日本等總量控制管理經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮青島市目前“目標(biāo)總量控制管理”的實(shí)際情況，建立完善青島市陸源污染物排放總量控制管理

4、總流程。(2)按照“排污鏈全過程管理”模式要求，構(gòu)建總量控制管理總流程中關(guān)鍵功能模塊的運(yùn)行流程，主要包括陸域污染源排放數(shù)量核算、總量控制率定量化指標(biāo)體系、總量控制量化管理模式等。(3)根據(jù)總量控制管理總流程要求，設(shè)計(jì)青島市陸源污染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的總體框架。(4)以Microsoft.NET Framework和ArcGIS Engine為開發(fā)平臺(tái)，以C＃為開發(fā)語言，在青島市陸源污染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)總體框

5、架中，實(shí)現(xiàn)上述關(guān)鍵功能模塊的運(yùn)行。所取得的主要研究成果如下：
　　 (1)建立完善了青島市陸源污染物排放總量控制管理總流程。以美國總量控制管理流程為基本框架，借鑒歐盟、日本等經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮青島市現(xiàn)行“目標(biāo)總量控制管理”在數(shù)據(jù)管理、減排指標(biāo)行政核定不合理等實(shí)際情況，建立完善了青島市陸源污染物容量總量控制管理流程。該流程以青島市環(huán)保行政部門為綜合管理主體，圍繞青島市陸源污染物排放總量控制量化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)管理界域識(shí)別、行政區(qū)和排污單元鑒

6、別、數(shù)據(jù)管理、率定量化指標(biāo)體系、污染負(fù)荷判別、總量控制措施優(yōu)選、總量控制效果評(píng)價(jià)等管理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)化、規(guī)范化和程序化。其中數(shù)據(jù)管理、率定量化指標(biāo)體系、污染負(fù)荷判別等是流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　 “數(shù)據(jù)管理”不僅可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)尤其是監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、匯總、加工等常規(guī)處理，而且應(yīng)具有數(shù)據(jù)篩選、互校、整合等預(yù)處理功能。其中，行政區(qū)和排污單元污染物排放數(shù)量核算是重要核心任務(wù)，前者一般可應(yīng)用直接統(tǒng)計(jì)方法，后者既可以應(yīng)用直接統(tǒng)計(jì)方法，也可以應(yīng)用間

7、接計(jì)算方法。計(jì)算表明，青島市各行政區(qū)所在的排污管理區(qū)排放數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果與排污單元累加統(tǒng)計(jì)和計(jì)算結(jié)果平均相差26.7％，與應(yīng)用污染物陸海響應(yīng)數(shù)值模型推算結(jié)果平均相差47.4％。
　　 “率定量化指標(biāo)體系”是青島市12區(qū)市和12735個(gè)排污單元污染物排放總量控制量化管理約束性指標(biāo)，采取“一主多輔”序列指標(biāo)構(gòu)成。這里，“主體指標(biāo)”是指分配容量，對(duì)于行政區(qū)是根據(jù)目標(biāo)海域水環(huán)境質(zhì)量要求，以目標(biāo)海域環(huán)境容量為限值，綜合考慮經(jīng)濟(jì)規(guī)模、人口數(shù)量、

8、排放強(qiáng)度和污染治理技術(shù)等因素優(yōu)化分配而得到的，對(duì)于排污單元是依據(jù)各排污單元準(zhǔn)入的排放強(qiáng)度與相關(guān)規(guī)模度量要素如產(chǎn)值、人口等計(jì)算得到?！拜o助指標(biāo)”是實(shí)現(xiàn)量化管理目標(biāo)的充分或必要條件，主要包括經(jīng)濟(jì)總量、人口規(guī)模、污染物排放強(qiáng)度、污染源結(jié)構(gòu)、工程減排等(非)約束性指標(biāo)。
　　 “污染負(fù)荷判別”是根據(jù)行政責(zé)任主體和污染排放主體超排率％大小確定其總量控制管理等級(jí)，一般劃分為紅、橙、黃、綠和藍(lán)色五個(gè)等級(jí)，其中可將超排率％=0％作為判別基準(zhǔn)，可

9、參照數(shù)據(jù)序列間差異程度確定等級(jí)分級(jí)幅度為±25％。分析表明，在青島市12區(qū)市中，只有城陽區(qū)超排率％大于25％，需要實(shí)行橙色管理，其他區(qū)市都小于25％，可實(shí)行黃色、綠色或藍(lán)色管理。其中15％的街鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)需要實(shí)行紅色或橙色管理，主要分布在城陽區(qū)、李滄區(qū)和萊西市，其余85％需要實(shí)行黃色、綠色或藍(lán)色管理。
　　 (2)青島市陸源污染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的總體框架設(shè)計(jì)。根據(jù)陸源污染物總量控制管理總流程的要求，設(shè)計(jì)青島市陸源污

10、染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的總體框架，不僅要實(shí)現(xiàn)陸域污染物容量總量控制的全過程、動(dòng)態(tài)化管理，同時(shí)要解決由目標(biāo)總量控制向容量總量控制轉(zhuǎn)變過程中所需要解決的實(shí)際問題，如不同部門數(shù)據(jù)的整合和共享、總量控制指標(biāo)建立和完善、總量控制效果評(píng)估和反饋等。這樣，綜合管理平臺(tái)在邏輯上采用“三層”架構(gòu)，中層是由環(huán)保行政管理部門負(fù)責(zé)運(yùn)行操作的“系統(tǒng)運(yùn)行操作模塊”，同時(shí)將與總量控制相關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)模塊匯總生成“數(shù)據(jù)中心模塊”，將資訊產(chǎn)品模塊與用

11、戶界面分離生成“功能產(chǎn)品模塊”，歸并為中層。系統(tǒng)運(yùn)行操作模塊除具有用戶管理、安全管理等常規(guī)功能外，還應(yīng)具有數(shù)據(jù)管理、功能產(chǎn)品管理、系統(tǒng)運(yùn)行管理等專門功能。這樣，在中層內(nèi)可以通過功能產(chǎn)品管理功能從“數(shù)據(jù)中心模塊”中分別調(diào)用模型或方法和專業(yè)或公共數(shù)據(jù)，生成各類功能資訊產(chǎn)品；在中層外可以通過系統(tǒng)運(yùn)行管理功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心模塊的更新，或?qū)崿F(xiàn)前層不同用戶界面的功能產(chǎn)品模塊的調(diào)整，等等。
　　 (3)陸源污染物排放總量控制日常管理功能的運(yùn)行實(shí)

12、現(xiàn)。以Windows Server2003為操作運(yùn)行平臺(tái)，以SQL Server2005為數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，以Microsoft.NETFramework為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，以C＃為系統(tǒng)開發(fā)語言，將GIS組件與“數(shù)據(jù)中心模塊”中數(shù)據(jù)庫、模型庫等進(jìn)行組件式二次開發(fā)集成。初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)青島市陸源污染物排放數(shù)量核算和青島市膠州灣納污海域總量控制效果評(píng)價(jià)功能。
　　 總之，本論文研究工作主要是按照“容量總量控制管理”的要求，在建立完善陸源污染物排放

13、總量控制管理總流程基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了青島市陸源污染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的總體框架。論文創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在青島市陸源污染物排放總量控制網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的“三層”架構(gòu)設(shè)計(jì)中突出強(qiáng)化了“運(yùn)行操作模塊”的功能，并將其作為獨(dú)立操作界面，以適應(yīng)青島市現(xiàn)行環(huán)境管理多部門數(shù)據(jù)綜合管理、多用戶功能產(chǎn)品擴(kuò)展等需求，不僅整體上滿足從排污單元監(jiān)測數(shù)據(jù)采集到總量控制效果綜合評(píng)估全過程管理要求，而且可以適應(yīng)由“目標(biāo)總量控制”向“容量總量控制”轉(zhuǎn)變的需求。同