2018年11月，廣東省第十三屆人民代表大會常務(wù)委員會第七次會議第三次修正了《廣東省東江水系水質(zhì)保護條例》，再一次明確管理部門及其職責，防止東江水污染。

東江是珠三角地區(qū)及香港的重要飲用水源,是我國最有代表性的飲用水源型河流，是名副其實的政治水、生命水和經(jīng)濟水。不論是在東江的源頭江西省尋烏縣，還是在浩浩東江途經(jīng)的500多公里的沿途各地，保護東江水環(huán)境，都是一項重要任務(wù)。

因此，國家水體污染控制與治理科技重大專項（以下簡稱“水專項”）河流主題東江流域飲用水源型河流水質(zhì)安全保障技術(shù)集成與綜合示范課題（以下簡稱“綜合示范課題”）建立了東江流域水質(zhì)風險實時數(shù)字化管理決策支持平臺，在東江流域水質(zhì)風險識別評估、監(jiān)控預警、滾動預報、溯源追蹤以及優(yōu)化控制等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果，并得到了有效應(yīng)用。

綜合示范課題顯著提升了東江水質(zhì)風險防控和管理決策支持能力，為《水污染防治計劃》（以下簡稱“水十條”）實施提供了技術(shù)支持，在諸多技術(shù)指南編訂、污染防治行動計劃制訂中發(fā)揮了科技支撐的作用，帶來了良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

為國家“水十條”重點任務(wù)實施提供科技支撐

在生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《水體達標方案編制技術(shù)指南》中，綜合示范課題研發(fā)的污染排放與水質(zhì)響應(yīng)關(guān)系模型構(gòu)建、污染物通量監(jiān)控等技術(shù)成果，在指導各地編制不達標水體水質(zhì)達標方案中發(fā)揮了重要作用。

同時，為落實“水十條”關(guān)于率先開展東江流域生態(tài)安全調(diào)查與評估的重要任務(wù)，以這個課題的水質(zhì)風險綜合管理成果為依托，編制了《東江流域生態(tài)環(huán)境保護方案》和《東江流域生態(tài)安全調(diào)查與評估研究報告》，優(yōu)化了東江流域生態(tài)安全評估體系，推動了東江全流域尺度生態(tài)完整性和水質(zhì)風險控制精細化管理。

基于水專項東江項目研究成果的良好基礎(chǔ)，東江流域率先成為國土江河綜合整治工作試點，獲得中央資金7.4億元，帶動地方投入超過數(shù)百億元，有力地推動了東江流域生態(tài)環(huán)境保護工作。

為廣東省實施“水十條”提供科技支撐

綜合示范課題研發(fā)的污染負荷精細模擬與調(diào)控技術(shù)、水環(huán)境智能研判與分析等技術(shù)手段為《南粵水更清行動計劃》修編、《廣東省水污染防治行動計劃實施方案》制定、東江流域生態(tài)安全調(diào)查與評估及生態(tài)環(huán)境保護方案編制以及東江沙河、泗盛等國考斷面水質(zhì)達標方案編制等工作提供了有力的科技支撐。

“我們提出的相關(guān)措施帶動了1800多億元的環(huán)保投入，有效削減了COD、氨氮、總磷等污染負荷，促使全省水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善。”課題負責人介紹說。

同時，綜合示范課題研發(fā)的水質(zhì)模擬技術(shù)與污染負荷調(diào)控技術(shù)等相關(guān)成果為廣東省及東江流域各市編制《東莞市水污染防治行動計劃實施方案》《惠州市水污染防治行動計劃實施方案》《中山市水污染防治行動計劃實施方案》《潮州市水污染防治行動計劃實施方案》《揭陽市水污染防治行動計劃實施方案》等技術(shù)文件提供了強有力的技術(shù)支撐，方案的實施有力地推動了各市的生態(tài)環(huán)境保護工作。

為東江流域水源安全保障提供科技支撐

綜合示范課題通過對深圳市南山區(qū)西麗水庫各水文單元的產(chǎn)流進行了優(yōu)化調(diào)控，對連片生態(tài)控制區(qū)的清潔徑流建設(shè)截流系統(tǒng)直接匯入水庫。

在連片建成區(qū)與水庫之間建設(shè)防護河，對水庫實施“鐵桶式”保護，將受面源微污染的產(chǎn)流匯入水庫下游的大沙河用于生態(tài)補水。

實施上述工程后，西麗水庫水質(zhì)明顯提升，總氮已基本達到Ⅲ類，其他水質(zhì)指標已穩(wěn)定達到Ⅱ類，同時每年為大沙河生態(tài)補水430萬立方米，保障大沙河水質(zhì)穩(wěn)定達到Ⅴ類。

廣東省省長馬興瑞高度評價南山區(qū)水源保護走出了一條“保護更嚴格，發(fā)展更充分”的新路子，解決了困擾南山北部片區(qū)多年的保護和發(fā)展雙重難題，取得了巨大的環(huán)境、經(jīng)濟與社會效益。

據(jù)介紹，綜合示范課題研發(fā)的綜合水質(zhì)風險管理決策支持平臺還為東江低溶解氧調(diào)控管理提供了直接的決策支持。

針對2018年7月～8月粵港供水水源及下游沿江水廠水源水質(zhì)低溶解氧的問題，上述平臺優(yōu)化比選提出了東江干流溶解氧提升方案，方案的實施促使東江干流溶解氧基本達到地表水Ⅲ類標準，有力保障了東江飲用水水源水質(zhì)安全。

綜合示范課題還依托東江水質(zhì)風險管理決策支持系統(tǒng)構(gòu)建了沙河流域水環(huán)境精準治理掛圖作戰(zhàn)管理平臺，推動開展“散亂污”清理、養(yǎng)殖業(yè)清理、自備水源清理、排放總量減排等專項行動。

“實施重點工程掛圖作戰(zhàn)、拉條掛賬的全過程管理，顯著提升了沙河治理的系統(tǒng)化、科學化、精細化與信息化水平，推動沙河流域水環(huán)境質(zhì)量取得階段性改善。”課題負責人表示。

東江水質(zhì)風險實時數(shù)字化管理決策支持平臺為科學制定石馬河、東莞運河——寒溪水、東莞水鄉(xiāng)流域水污染整治思路、技術(shù)路線和達標方案提供了關(guān)鍵技術(shù)支持，編制的一系列水污染防治方案得到了東莞市委、市人大和社會各界的充分肯定，并在近兩年東莞市水環(huán)境治理實踐中發(fā)揮了重要指導作用。

《東江流域水華水生態(tài)風險應(yīng)急調(diào)控技術(shù)方案》的實施保障了近3年來東江干流沒有再發(fā)生水華現(xiàn)象，顯著提高了東江流域水華水生態(tài)風險防控水平。

成果一

集成了水源型河流優(yōu)控污染物風險管理技術(shù)

綜合示范課題建立了水源型河流包括常規(guī)污染物、優(yōu)控污染物、生物毒性與水生態(tài)在內(nèi)的水質(zhì)風險綜合管理技術(shù)體系，實現(xiàn)了從“水質(zhì)達標管理”向“水質(zhì)風險管理”的轉(zhuǎn)變。

綜合示范課題以東江優(yōu)控污染物的“監(jiān)測——估算——評估——控制”技術(shù)為主線，針對“十一五”水專項東江項目篩選出來的27種優(yōu)控污染物，通過系統(tǒng)的監(jiān)測和評估，明確了每一個子流域內(nèi)重點行業(yè)點源、城市和農(nóng)業(yè)面源優(yōu)控污染物的排放特征。

例如，綜合示范課題采用基于化學品生命周期的重點行業(yè)優(yōu)控污染物排放量核算方法，獲得了東江各子流域重點行業(yè)優(yōu)控污染物排放負荷清單，評估了東江主要支流河涌優(yōu)控污染物的生態(tài)風險等級。

在應(yīng)用方面，綜合示范課題基于東江流域重點行業(yè)優(yōu)控污染物排放特征以及生態(tài)風險評估結(jié)果，擬定了東江流域重點行業(yè)優(yōu)控污染物排放限值，研究成果已通過廣東省生態(tài)環(huán)境廳組織的專家評審。

綜合示范課題還通過集成應(yīng)用東江項目工程課題的治理技術(shù)，提出了東江流域種植、養(yǎng)殖、印染、電子等重點行業(yè)和面源優(yōu)控污染物總體控制方案，研究成果在《惠州市水質(zhì)風險控制策略與行動計劃》中得到全面應(yīng)用，行動計劃的實施保障了東江淡水河、東深供水工程和東江干流惠州段的優(yōu)控污染物達到推薦的排放限值要求。

成果二

集成了水源型河流生物毒性風險管理技術(shù)

綜合示范課題在“十一五”東江本地物種選育技術(shù)和急性生物毒性測試技術(shù)研究成果基礎(chǔ)上，以構(gòu)建短期慢性生物毒性“測試——評估——管控”技術(shù)方法為主線，采用東江本地代表種作為受試生物，建立了東江流域本地種短期慢性生物毒性測試技術(shù)方法和典型行業(yè)排水生物降解效應(yīng)評估標準方法。

基于以上生物毒性測試方法，以最敏感物種/指標為基準，擬定了重點行業(yè)排水生物毒性閾值。例如，電子行業(yè)生物毒性閾值為8.1，造紙行業(yè)生物毒性閾值為4.5，城市污水處理廠的毒性閾值為4.0等。

采用這個課題建立的生物毒性測試、評估技術(shù)方法對東江項目淡水河、東深供水工程、東江干流惠州段等3個工程課題的示范工程開展了脫毒績效評估，針對東江流域印染、電子、生活污水處理廠等行業(yè)特點，分別提出了源頭控制和末端治理的生物毒性管理策略。

成果三

集成了水源型河流水華水生態(tài)風險管理技術(shù)

綜合示范課題在“十一五”東江項目水生生物監(jiān)測與評估成果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了東江典型河段2011年～2014年長時間序列的水質(zhì)和水生態(tài)狀況監(jiān)測。

在監(jiān)測的過程中，綜合分析了社會經(jīng)濟、水文氣象、污染源、水質(zhì)與水生態(tài)等因素的變化特征，集成了東江水華水生態(tài)風險識別技術(shù)，評估了東江流域水華水生態(tài)風險水平，在空間分布上確定了東江干流惠州劍潭河段為水華水生態(tài)風險重點監(jiān)控區(qū)域。

基于此，全國首部關(guān)于水華監(jiān)測的技術(shù)規(guī)范《水華風險分級與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》通過同行專家技術(shù)評審并在東江得到應(yīng)用，有力推動了東江流域水生態(tài)風險監(jiān)測工作。

綜合示范課題還針對東江流域惠州河段水生態(tài)異常造成的水華風險，綜合應(yīng)用室內(nèi)模擬試驗、現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬等手段研究了藻類水華發(fā)生的水動力條件。結(jié)合東江流域水資源條件提出的《東江流域水華水生態(tài)風險應(yīng)急調(diào)控技術(shù)方案》通過同行專家評審并在實際管理工作中得到應(yīng)用。

成果四

研發(fā)了華南地區(qū)感潮閘控河流水環(huán)境精細化

模擬技術(shù)

在應(yīng)用與實踐上，示范項目課題建立了具有水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度、仿真模擬突發(fā)污染事故水質(zhì)影響、預報入河排放口污染通量、優(yōu)化水質(zhì)與水生態(tài)風險控制措施等功能的水源型河流水質(zhì)風險管理決策支持平臺，實現(xiàn)了對東江流域主要控制斷面水質(zhì)狀況的實時監(jiān)控、滾動預報和優(yōu)化控制，顯著提升了東江水質(zhì)風險防控和決策支持能力。

在粵港近年聯(lián)合開發(fā)的珠江三角洲及近岸海域水動力水質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，綜合示范課題從模擬范圍更系統(tǒng)、模型結(jié)構(gòu)更精細、污染源強更準確、模型參數(shù)更優(yōu)化等幾個方面對模型進行了改進和優(yōu)化。

通過擴展模擬范圍、改進模型結(jié)構(gòu)、細化污染源強、優(yōu)化模型參數(shù)等邊界條件，有效地提高了華南地區(qū)水源型河流水質(zhì)模型精度。

在2017年，綜合示范項目驗證了東江枯水期、平水期、豐水期的結(jié)果，結(jié)果表明，東江上游的臨江斷面、中游的劍潭斷面和下游的橋頭斷面模擬與實測的DO、COD、氨氮和總磷等常規(guī)污染物濃度日均值誤差范圍達到了20%以內(nèi)。

成果五

改進了華南地區(qū)水源型河流支流河涌產(chǎn)匯污模擬技術(shù)

綜合示范課題基于東江流域5個典型下墊面野外徑流場實驗成果以及石馬河、淡水河、沙河3個典型子流域產(chǎn)匯污機理以及污染負荷變化規(guī)律的長期觀測成果，應(yīng)用“坡面——水文單元——小流域”的流域分級理論，從“計算單元——模型輸入——參數(shù)優(yōu)化——輸出統(tǒng)計”等方面提出了綜合自然地理與社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、多尺度模型空間離散化和參數(shù)全局優(yōu)化于一體的精細化模擬方法，從以下幾方面改進優(yōu)化了東江全流域分布式產(chǎn)匯污機理模型。

從計算單元劃分、模型數(shù)據(jù)輸入、模型參數(shù)盡量本地化等幾個方面改進優(yōu)化了東江全流域分布式產(chǎn)匯污機理模型，有效提高了東江主要污染物通量的模擬精度。

例如通過遙感解譯及實測調(diào)查61個點位，細化了土地斑塊復雜區(qū)域用地類型和土壤類型數(shù)據(jù)；以荔枝、臍橙、水稻及生菜為代表作物，結(jié)合各類作物在華南地區(qū)的種植施肥規(guī)律，同時細化了農(nóng)業(yè)污染源強輸入數(shù)據(jù)。

在本地化模型參數(shù)方面，綜合示范課題基于多場典型降雨條件和多種地類野外徑流場的污染負荷變化特征，“分類分段”對各子流域水文水質(zhì)48個主要敏感性參數(shù)進行了本地化率定，建立了一套適用于華南豐水地區(qū)產(chǎn)匯污過程模擬的敏感參數(shù)集。在上述技術(shù)研發(fā)和改進的基礎(chǔ)上，建立了東江流域分布式產(chǎn)匯污機理模型。

成果六

建立了華南地區(qū)感潮河流水環(huán)境實時滾動預報系統(tǒng)

綜合示范課題通過研發(fā)河流—海洋大區(qū)域模型潮位邊界預報、上游邊界水量水質(zhì)預報、數(shù)據(jù)同化及參數(shù)實時校正等關(guān)鍵技術(shù)，并耦合中尺度氣象數(shù)值模型、流域產(chǎn)匯污模型與河流水動力水質(zhì)模型，實現(xiàn)了東江流域水環(huán)境實時滾動預報。

“我們通過龍川新村、臨江、劍潭和橋頭4個站點模擬結(jié)果與實測結(jié)果的對比分析，逐步優(yōu)化、細化各水文單元的模型參數(shù)，實現(xiàn)了東江流域主要水質(zhì)監(jiān)測斷面未來7天的水文水質(zhì)實時滾動預報，預報精度基本滿足水源型河流水質(zhì)管理要求。”課題組負責人說。

據(jù)介紹，綜合示范課題集成了多種預報方法，例如基于全球潮汐同化數(shù)據(jù)（OTIS）和粵港共同聯(lián)合開發(fā)的珠江口海洋模型，可較準確地預報未來短時間內(nèi)東江流域下邊界水位變化過程，通過東江流域分布式產(chǎn)匯污機理模型，可預報各匯流區(qū)間和主要支流的水量與污染負荷過程等，有效提升水質(zhì)預報精度。

成果七

東江流域水質(zhì)風險實時數(shù)字化管理決策支持平臺

實現(xiàn)業(yè)務(wù)化運行

這個課題創(chuàng)新集成了東江流域環(huán)境大數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)科學分析、水質(zhì)目標管理與水質(zhì)風險管理等模塊。

在流域大數(shù)據(jù)管理方面，針對水源型河流的特點搭建了科學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從時空不同尺度客觀反映流域社會經(jīng)濟與自然環(huán)境狀況，統(tǒng)籌水資源、水環(huán)境和水生態(tài)各要素，兼顧常規(guī)污染物和優(yōu)控污染物、生物毒性管理，實現(xiàn)了水質(zhì)風險常規(guī)數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)的有機統(tǒng)一。

在數(shù)據(jù)科學分析方面，平臺支持流域污染產(chǎn)生與排放、水環(huán)境質(zhì)量、水生態(tài)狀況等單要素時序、空間差異統(tǒng)計分析，以及涉及污染發(fā)生、水質(zhì)水生態(tài)響應(yīng)等各要素間的復雜圖形探索分析和多要素相關(guān)分析。

在水質(zhì)目標管理方面，實現(xiàn)了流域污染負荷分析、水質(zhì)變化趨勢研判分析、水質(zhì)達標分析等主要功能。

在水質(zhì)風險管理方面，通過實時在線數(shù)據(jù)異常識別、污染排放與水質(zhì)響應(yīng)機理模擬、水質(zhì)事件溯源追蹤、水質(zhì)風險優(yōu)化控制等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，實現(xiàn)了水源型河流水質(zhì)風險“可觀測、可追蹤、可預報與可控制”。

“我們這一平臺于2018年3月完成部署，截至目前已穩(wěn)定業(yè)務(wù)化運行半年以上，顯著提升了東江流域粵港供水有限公司等業(yè)務(wù)部門的風險防控和決策支持能力。”項目負責人表示。