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水環(huán)境污染物通量監(jiān)測解決方案，推動流域生態(tài)補償

閱讀：5144 發(fā)布時間：2022/6/16

水環(huán)境污染物通量是將不同時間尺度下水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和同步流量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行多模式融合的結(jié)果。采用合理的通量模型和計算公式開展通量核算，主要考慮以下影響因素：
1、行政區(qū)域或流域的點源、面源等污染源分布及比例；
2、流域水系情況及匯水分區(qū)(子分區(qū))分布情況；
3、汛期污染強度問題；
4、感潮河段往復(fù)流特征；
5、季節(jié)性影響因素，含平水期、豐水期和枯水期。
通量核算的主要意義：
1、用于厘清行政區(qū)之間的污染責(zé)任，精準(zhǔn)支撐生態(tài)區(qū)域補償。
2、為水生態(tài)健康與風(fēng)險評估、水生態(tài)修復(fù)與可持續(xù)利用提供數(shù)據(jù)支撐。
先河環(huán)保推出面向多場景應(yīng)用的污染物通量監(jiān)測解決方案。通過水質(zhì)在線監(jiān)測子系統(tǒng)、流量在線監(jiān)測子系統(tǒng)，分別實現(xiàn)水質(zhì)、流量的自動監(jiān)測，采用支持多場景算法的通量模型開展通量核算。

水質(zhì)在線監(jiān)測子系統(tǒng)由采配水單元、儀器設(shè)備單元、控制與數(shù)據(jù)采集單元、站房等組成，實現(xiàn)了以氮、磷為主的水質(zhì)污染物的自動連續(xù)監(jiān)測。支持以下水質(zhì)參數(shù)：pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、溫度、氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、總磷、總氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、總有機碳、持久性有機污染物、揮發(fā)酚、生物毒性、重金屬、水中油、CDOM、氟化物、葉綠素、藍綠藻等。

流量在線監(jiān)測子系統(tǒng)可采用聲學(xué)多普勒法(ADCP)、超聲波時差法、雷達波測流法等多種方式，需根據(jù)實際情況選型。以水平式ADCP為例，將剖面流速測量結(jié)果與走航式ADCP測量結(jié)果進行比測校正，建立穩(wěn)定的層流速與斷面平均流速、水位與斷面面積的關(guān)系模型，進而計算斷面流量。

測量方法	測量原理	優(yōu)點	缺點
聲學(xué)多普勒法	利用聲學(xué)多普勒原理測量水流某一段上各點的流速或垂線河底到水面多點流速。根據(jù)預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型得到斷面平均流速，結(jié)合過水面積推算流量值。	測量精度較高；只需在河岸的一側(cè)布設(shè)測流設(shè)備，施工難度低（水平式ADCP）；受航運影響和水位變化影響?。ㄗ资紸DCP）。	在洪水期間受漂浮物影響、水體中氣泡、泥沙干擾，而且底沙等對儀器會有損害，需要定期清淤、維護成本高。
超聲波時差法	利用一對超聲波換能器相向交替（或同時）收發(fā)超聲波，通過觀測超聲波在介質(zhì)中的順流和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，結(jié)合過水面積推算流量值。	結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，在復(fù)雜的水體中具備*性。	在斷面較寬、水淺和含沙量較高的條件下無法使用；需要在河道兩岸安置設(shè)備和布設(shè)穿越河道線纜，易受行船影響，致使測流精度降低。
雷達波測流法	利用測量河流水表面點流速，再由水表面點流速推算河道流量。	不受含沙量及漂浮物的影響。	對測量條件敏感，易受大風(fēng)大雨及測量角度影響，低流速測量誤差大。

通量核算方法-通量核算模型綜合考慮了點源和面源等污染源分布及比例、流域水系情況及匯水分區(qū)（子分區(qū)）分布情況、汛期污染強度問題、感潮河段往復(fù)流特征、季節(jié)性等影響因素，適合在入?？凇⒑恿骺缃鐢嗝?、入河/海排污口等重點水域環(huán)境應(yīng)用，采用多種算法滿足多場景應(yīng)用需求。

通量算法	要點	應(yīng)用范圍
A	瞬時濃度平均與瞬時流量平均之積	對流項遠大于時均離散項的情況，弱化徑流量的作用。
B	瞬時濃度平均與時段平均流量平均之積	對流項遠大于時均離散項的情況，強調(diào)徑流量的作用。
C	瞬時通量平均	弱化徑流量的作用，較適合點源占優(yōu)的情況。
D	瞬時濃度與代表時段平均流量之積	強調(diào)徑流量的作用，較適合非點源占優(yōu)的情況。
E	時段通量平均濃度與時段平均流量之積	強調(diào)時段總徑流量的作用，較適合非點源占優(yōu)的情況。