生態(tài)環(huán)保產業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設和高質量發(fā)展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環(huán)保新質生產力，正成為推動產業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產業(yè)的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術進步獎項，全面介紹行業(yè)內的實用技術裝備和示范工程，引導行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
 

　　生態(tài)環(huán)境保護實用技術
 

　　2023-J-46
 

　　申報單位
 

　　生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院
 

　　中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
 

　　上海起杭數(shù)字科技有限公司
 

　　推薦單位
 

　　生態(tài)環(huán)境部土壤與農業(yè)農村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術中心
 

　　一、技術簡介
 

　　適用范圍
 

　　基于數(shù)字孿生的在產企業(yè)土壤環(huán)境管理平臺可廣泛應用于化工、焦化、電鍍、制革、有色金屬采選冶等重點行業(yè)企業(yè)環(huán)境管理，使在產企業(yè)在數(shù)字虛體空間中所創(chuàng)建的數(shù)字模型與企業(yè)環(huán)境在形、態(tài)、質地、行為和發(fā)展規(guī)律上都形成虛實精確映射，構建高效協(xié)同的數(shù)字孿生管理系統(tǒng)，對企業(yè)用地土壤環(huán)境進行管理，實現(xiàn)物理空間資源配置和運行的按需響應、快速迭代和動態(tài)優(yōu)化。
 

　　技術原理
 

　　本技術充分利用物理模型和物聯(lián)網傳感器采集的全生命周期的運行歷史數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真模擬，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體對象的全生命周期過程。其核心是一種物理空間與虛擬空間的虛實交融、智能操控的映射關系，通過在實體世界，以及數(shù)字虛擬空間中，記錄仿真、預測對象全生命周期的運行軌跡，實現(xiàn)系統(tǒng)內信息資源物質資源的最優(yōu)化配置。需要充分運用大數(shù)據(jù)、GIS、BIM、IoT、AI、VR/AR等技術手段，構建新形勢下的在產企業(yè)數(shù)字孿生底座?；跀?shù)字孿生的在產企業(yè)土壤環(huán)境管理平臺以GIS系統(tǒng)為基礎框架形成生態(tài)環(huán)境信息“一張圖”，融合無人機傾斜攝影，對重點監(jiān)管企業(yè)進行高精度實景三維建模，建立空-天-地一體化模型，以自動監(jiān)控為非現(xiàn)場監(jiān)管的主要手段，推行視頻監(jiān)控和在線監(jiān)測等物聯(lián)網監(jiān)管手段，監(jiān)管部門通過在線監(jiān)測獲取相關數(shù)據(jù)，全覆蓋、全天候、全自動監(jiān)測，真正做到既無時不在又無事不擾，可逐步實現(xiàn)重點監(jiān)管安全非現(xiàn)場智能化監(jiān)管。
 

　　工藝路線
 

　　基于數(shù)字孿生的在產企業(yè)土壤環(huán)境管理是基于國家相關法律法規(guī)、政策制度提出的一種新型的集成化、可視化、系統(tǒng)化的管理模式，主要由四個部分組成：在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度體系構建、在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度落實、平臺管理結果應用、制度實施評估考核，該管理模式覆蓋了在產企業(yè)的建設期、運營期、關停期全過程。(1)在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度體系建設。分析土壤污染重點監(jiān)管單位的行業(yè)類型、污染分布特征等因素，制定完善在產企業(yè)土壤環(huán)境風險管理制度，構建土壤環(huán)境風險管控制度體系。
 

　　(2)制度實施與數(shù)字化平臺建設。通過制度實施，獲取反映企業(yè)用地土壤和地下水環(huán)境質量狀況數(shù)據(jù)，通過“多源數(shù)據(jù)”+“算法”+“應用場景”相結合，實現(xiàn)土壤和地下水環(huán)境數(shù)據(jù)價值深度挖掘，并應用于在產企業(yè)土壤和地下水污染預防、應急、管控與修復體系的建立，針對在產企業(yè)污染區(qū)域進行風險管控和局部治理，兼顧企業(yè)生產、滲漏點排查隔斷、污染擴散抑制、污染濃度下降，實現(xiàn)污染物精準識別與溯源追蹤，最大程度減少“增量”污染產生。
 

　　(3)管理結果應用。在產企業(yè)數(shù)字化展示與可視化監(jiān)管；在產企業(yè)土壤環(huán)境污染模擬與預測預警；在產企業(yè)三維數(shù)字化檔案建立；實現(xiàn)土地風險分級管理(燈號管理)；開展土地資產價值跟蹤評估，提出土地資產全生命周期規(guī)劃戰(zhàn)略建議。
 

　　(4)結果考核。在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度執(zhí)行情況應納入年度考核。將制度的執(zhí)行情況與企業(yè)負責人離任審計相關聯(lián)，將環(huán)境債務納入企業(yè)債務，建立政策扶持、企業(yè)融資、信貸審批負面清單。
 

　　應用效果
 

　　1. 開展隱患排查，實現(xiàn)燈號管理。按照國家和廣西土壤污染防治相關法律政策要求，基于土地資產現(xiàn)狀，自2020—2023年開展年度企業(yè)土壤和地下水污染自行監(jiān)測和隱患排查工作，提高企業(yè)土壤污染防治技術水平和管理水平，及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)土地存在的污染風險。
 

　　2. 以問題為導向，提出綜合對策。根據(jù)排查發(fā)現(xiàn)問題，開展風險等級劃分(即燈號分級)，再根據(jù)不同燈號分級單元，分類分區(qū)提出風險預警、原位修復及土地資產保值的對策措施，逐步減輕或消除土地污染風險。
 

　　3. 以科技為先導，規(guī)劃土地使用。結合企業(yè)風險排查情況，降低企業(yè)環(huán)保投資和成本，提高企業(yè)環(huán)境管理水平。結合企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提出土地資產全生命周期規(guī)劃戰(zhàn)略建議。以在產企業(yè)全生命周期大數(shù)據(jù)為基礎，打造基于GIS+BIM+IOT+AI 的數(shù)字孿生體，從以往被動響應逐步轉變?yōu)槿騾f(xié)同治理、智能預警，實現(xiàn)污染物精準識別和源頭防控。
 

　　研發(fā)背景
 

　　2018年5月18日，習近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會上強調：“要全面落實土壤(地下水)污染防治行動計劃，推動制定和實施土壤(地下水)污染防治法。突出重點區(qū)域、行業(yè)和污染物，強化土壤(地下水)污染管控和修復，有效防范風險。”2019年1月1日《中華人民共和國土壤污染防治法》正式實施，一系列相關政策、法規(guī)及規(guī)范性文件先后出臺，土壤環(huán)境問題越來越被重視。《數(shù)字中國建設整體布局規(guī)劃》指出：“建設數(shù)字中國是數(shù)字時代推進中國式現(xiàn)代化的重要引擎，推進數(shù)字技術與經濟、政治、文化、社會、生態(tài)文明建設“五位一體”深度融合。”
 

　　技術特點
 

　　1. 三維化：實景三維模型+GIS+BIM+IOT形成三維電子沙盤，真實刻畫空間細節(jié)，打造精準、動態(tài)、可視化的數(shù)字孿生底座。
 

　　2. 動態(tài)化：通過構建一個組織的高頻、多中心、短鏈路決策機制，在未來的不確定性中快速做出決策。
 

　　3. 精細化：強大精準映射能力，可結合三維可視化引擎，真實刻畫空間細節(jié)，打造精準、動態(tài)、可視化的數(shù)字場景。在靜態(tài)建?；A上，通過疊加多維實時動態(tài)數(shù)據(jù)和AI分析數(shù)據(jù)，支持以生命體、有機體這樣的視角對最小治理單元進行感知和管理，并且構建了系統(tǒng)化的數(shù)字生命體征，實現(xiàn)在產企業(yè)管理的實時預判、實時發(fā)現(xiàn)、實時處置。
 

　　4. 聯(lián)動化：消除數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)全域全要素數(shù)字化多源信息生態(tài)聯(lián)動，并建立信息之間的關聯(lián)，再現(xiàn)企業(yè)全景、全周期變化和內在關系。以數(shù)據(jù)的自動流動化解復雜系統(tǒng)的不確定性，優(yōu)化資源配置效率，解決全局優(yōu)化的需求和碎片化供給之間的矛盾。
 

　　5. 智能化：基于歷史和實時數(shù)據(jù)和先進的算法模型，可以高效地在數(shù)字世界對物理對象的狀態(tài)和行為進行反映；通過在數(shù)字世界中的模擬試驗和分析預測，可為實體對象的指令下達、流程體系的進一步優(yōu)化提供決策依據(jù)。
 

　　二、典型應用案例
 

　　案例名稱
 

　　廣西大華土地資產全生命周期環(huán)境風險管理試點項目
 

　　案例簡介
 

　　廣西藍星大華化工有限責任公司是鈦白粉生產廠家，廣西出口商品生產基地企業(yè)之一。公司總占地面積約89658m2，分別于1988年、2005年、2015年依次建成3條鈦白粉生產線，產能分別為1.2萬t/a、2.4萬t/a、3.1萬t/a，共6.7萬噸/年，配套建設有鍋爐房、煤氣站、紅石膏渣庫及污水處理站。鍋爐房內設兩臺鍋爐，型號分別為 25t/h、35t/h；煤氣站設 7 臺煤氣發(fā)生爐(2018年已停用，改為天然氣)；紅石膏渣庫庫容 135.39萬m3；污水處理站處理規(guī)模為 21000m3/d。以在產企業(yè)全生命周期大數(shù)據(jù)為基礎，打造基于GIS+BIM+IOT+AI 的數(shù)字孿生體，從以往被動響應逐步轉變?yōu)槿騾f(xié)同治理、智能預警，實現(xiàn)污染物精準識別和源頭防控， 降低環(huán)境風險和治理費用，從而實現(xiàn)土地資產全生命周期環(huán)境風險的科學管理。土地資產全生命周期環(huán)境風險管理集中解決三個問題：1)如何使企業(yè)所持有的土地資產保有其價值；2)如何降低甚至消除環(huán)境污染(包括歷史原因)對土地資產產生的負面影響；3)如何避免因無序化的污染土壤修復治理工作而產生的過度投資。
 

　　達到的標準或性能要求
 

　　依據(jù)污染監(jiān)測數(shù)據(jù)開展污染物超標評價工作，污染物超標評價標準為《土壤環(huán)境質量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB36600-2018)。評價過程中，優(yōu)先使用國家標準，國家標準中未涉及的污染物可參考地方有關標準或行業(yè)標準。在產企業(yè)土壤和地下水環(huán)境污染的人體健康風險評估參照《建設用地土壤污染風險評估技術導則》(HJ25.3-2019)執(zhí)行。
 

　　業(yè)主單位
 

　　廣西藍星大華化工有限責任公司
 

　　投運時間
 

　　2021年4月1日
 

　　工藝流程
 

　　基于數(shù)字孿生的在產企業(yè)土壤環(huán)境管理是基于國家相關法律法規(guī)、政策制度提出的一種新型的集成化、可視化、系統(tǒng)化的管理模式，主要由四個部分組成：在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度體系構建、在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度落實、平臺管理結果應用、制度實施評估考核，該管理模式覆蓋了在產企業(yè)的建設期、運營期、關停期全過程。(1)在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度體系建設。
 

　　(2)制度實施與數(shù)字化平臺建設。通過“多源數(shù)據(jù)”+“算法”+“應用場景”相結合，應用于在產企業(yè)土壤和地下水污染預防、應急、管控與修復體系的建立，針對在產企業(yè)污染區(qū)域進行風險管控和局部治理，兼顧企業(yè)生產、滲漏點排查隔斷、污染擴散抑制、污染濃度下降，實現(xiàn)污染物精準識別與溯源追蹤，最大程度減少“增量”污染產生。
 

　　(3)管理結果應用。在產企業(yè)數(shù)字化展示與可視化監(jiān)管；在產企業(yè)土壤環(huán)境污染模擬與預測預警；實現(xiàn)土地風險分級管理(燈號管理)；開展土地資產價值跟蹤評估，提出土地資產全生命周期規(guī)劃戰(zhàn)略建議。
 

　　(4)結果考核。在產企業(yè)土壤環(huán)境管理制度執(zhí)行情況應納入年度考核。將制度的執(zhí)行情況與企業(yè)負責人離任審計相關聯(lián)，將環(huán)境債務納入企業(yè)債務，建立政策扶持、企業(yè)融資、信貸審批負面清單。
 

　　運行情況
 

　　連續(xù)運行中。
 

　　三、技術申報單位聯(lián)系信息
 

　　單位名稱：生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院
 

　　單位地址：北京市石景山區(qū)實興大街15號院
 

　　聯(lián)系人：鄭燚楠
 

　　單位名稱：中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
 

　　單位地址：浙江省杭州市西湖區(qū)燈彩街321號(華東勘測設計研究院紫金港院區(qū))
 

　　聯(lián)系人：呂一彥
 

　　單位名稱：上海起杭數(shù)字科技有限公司
 

　　單位地址：上海市閔行區(qū)昆陽路1508號2幢2層
 

　　聯(lián)系人：魏興剛
 

　　原標題：環(huán)保新質生產力 | 基于數(shù)字孿生的在產企業(yè)土壤環(huán)境管理平臺