大氣網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)分析

時(shí)間:2022-05-16 10:36:59

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大氣網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)分析

水體污染、霧霾、噪聲等環(huán)境問(wèn)題日益受到社會(huì)各界的重視,近年來(lái),國(guó)家也相繼加大了環(huán)境污染監(jiān)測(cè)和整治工作。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,為環(huán)境污染監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。大氣污染網(wǎng)格化監(jiān)控是通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù),針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域采取的大密度布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域的常態(tài)化監(jiān)控,實(shí)時(shí)掌握被監(jiān)測(cè)區(qū)域的主要污染物動(dòng)態(tài)變化情況,并在第一時(shí)間里獲取污染源異常數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了大氣污染防治的實(shí)時(shí)預(yù)警,并為城市大氣污染防治的精準(zhǔn)化提供了數(shù)據(jù)支撐。實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,提升了大氣污染防治監(jiān)管能力和水平。

構(gòu)建大氣網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)目的

全覆蓋式網(wǎng)格化精準(zhǔn)監(jiān)控。通過(guò)環(huán)境質(zhì)量加密監(jiān)控網(wǎng)格的建設(shè)和延伸,實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的全覆蓋式網(wǎng)格精準(zhǔn)監(jiān)控,消滅監(jiān)測(cè)盲區(qū),實(shí)時(shí)掌握區(qū)域內(nèi)環(huán)境污染分布狀況及空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)。建立網(wǎng)格間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)污染來(lái)源及擴(kuò)散趨勢(shì),準(zhǔn)確分析污染物漂移、遷移過(guò)程。全面提升環(huán)境監(jiān)管水平。以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為管理基礎(chǔ),及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染事件或突發(fā)問(wèn)題,縮短環(huán)境異常事件的響應(yīng)與處理時(shí)間,并可為監(jiān)管提供定性定量的數(shù)據(jù)支撐。打通監(jiān)測(cè)與監(jiān)管之間的通道,形成一套集監(jiān)測(cè)、預(yù)警、指揮、執(zhí)法、管理五位一體的環(huán)境監(jiān)管模式,實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”(執(zhí)法人員對(duì)具體排污單位)的監(jiān)測(cè)監(jiān)管模式向“點(diǎn)對(duì)面”(執(zhí)法人員掌握所有點(diǎn)位的污染狀況)模式轉(zhuǎn)變,提高了監(jiān)測(cè)和監(jiān)管工作效率。行業(yè)曲線linkindustryappraisementpointDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2018.10.013可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度中長(zhǎng)期的大氣污染防治決策支持。利用大量數(shù)據(jù)分析結(jié)果,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、多種環(huán)境質(zhì)量模型,甑別影響區(qū)域空氣質(zhì)量的主要因素及其污染貢獻(xiàn)率,實(shí)現(xiàn)靶向治理和更精準(zhǔn)的預(yù)警預(yù)報(bào)。通過(guò)中長(zhǎng)期的連續(xù)監(jiān)測(cè),對(duì)短期管理手段和長(zhǎng)期治理效果評(píng)價(jià),為政府優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、制定大氣污染防治決策支持行動(dòng)計(jì)劃等提供科學(xué)依據(jù)。

大氣網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

基本功能。實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、指揮、執(zhí)法、管理五位一體的監(jiān)管,創(chuàng)新監(jiān)管模式,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與監(jiān)管協(xié)同聯(lián)動(dòng),系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù),通過(guò)手機(jī)APP、微信等方式自動(dòng)推送至責(zé)任單位及主管部門,實(shí)現(xiàn)定向管控、限時(shí)治理、及時(shí)。1)對(duì)區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行全景展示和數(shù)據(jù)查詢。2)滿足區(qū)域污染時(shí)空分布與分析。實(shí)現(xiàn)重污染過(guò)程形成及消散過(guò)程歷史回顧;同一個(gè)點(diǎn)位不同時(shí)間段的污染分布;不同點(diǎn)位同一時(shí)間段的污染分布;實(shí)時(shí)源追蹤,根據(jù)敏感點(diǎn)周邊不同點(diǎn)位隨時(shí)間的濃度污染變化,結(jié)合氣象參數(shù),鎖定污染來(lái)源。打通了大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與污染源監(jiān)控、監(jiān)督管理與執(zhí)法、精準(zhǔn)治理、預(yù)警預(yù)報(bào)、評(píng)估評(píng)價(jià)和政府決策的通道,實(shí)現(xiàn)政府監(jiān)管同步一體化。3)精準(zhǔn)監(jiān)控,定向整治。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格點(diǎn)污染狀況的實(shí)時(shí)排名;同類型企業(yè)橫向比較、監(jiān)管實(shí)效顯著,實(shí)現(xiàn)了定向污染環(huán)境整治效果。擴(kuò)展功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)源解析,靶向治理。結(jié)合顆粒物成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)源解析模型,對(duì)物理空間與污染源類化學(xué)空間相結(jié)合印證,掌握不同區(qū)域、不同行業(yè)的污染貢獻(xiàn),實(shí)現(xiàn)靶向治理。實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)警預(yù)報(bào)結(jié)合環(huán)境質(zhì)量分析模型,實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)預(yù)警,增強(qiáng)重污染天氣、環(huán)境突發(fā)事件快速反應(yīng)和處置能力。

大氣網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)

城市斷面監(jiān)測(cè)。根據(jù)烏魯木齊市地理環(huán)境,從北向南將城區(qū)劃分為10個(gè)斷面,按照2~3km網(wǎng)格密度進(jìn)行加密布點(diǎn)。采用小型化空氣站(監(jiān)測(cè)方法與指標(biāo)與現(xiàn)有空氣站相同)與六參數(shù)微型站(傳感器原理,監(jiān)測(cè)參數(shù)PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3)相結(jié)合的方式進(jìn)行布點(diǎn),其中小型化空氣站與六參數(shù)微型站數(shù)量比例不低于1比25。也可以利用現(xiàn)有空氣自動(dòng)站代替部分小型化空氣站,減少設(shè)備投入。10個(gè)監(jiān)測(cè)斷面共建設(shè)96個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,其中包括90臺(tái)六參數(shù)微型站和6臺(tái)小型化空氣站。國(guó)控點(diǎn)周邊專項(xiàng)監(jiān)測(cè)。烏魯木齊市區(qū)現(xiàn)有新疆農(nóng)科院農(nóng)場(chǎng)、米東區(qū)環(huán)保局、鐵路局、七十四中、監(jiān)測(cè)站、三十一中及收費(fèi)所等共計(jì)7個(gè)國(guó)控空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。為準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)站點(diǎn)周邊局部環(huán)境對(duì)站點(diǎn)數(shù)據(jù)的影響,在7個(gè)站點(diǎn)周邊1km范圍內(nèi)、污染相對(duì)嚴(yán)重的區(qū)域各布置一臺(tái)六參數(shù)微型站,共布設(shè)7臺(tái)六參數(shù)微型站。敏感區(qū)域?qū)m?xiàng)監(jiān)測(cè)。在自治區(qū)政府、烏魯木齊市政府、大會(huì)堂、會(huì)展中心等敏感區(qū)域布設(shè)4個(gè)專項(xiàng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn),每個(gè)站點(diǎn)安裝1臺(tái)六參數(shù)微型站,實(shí)時(shí)監(jiān)控空氣質(zhì)量變化情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)周邊污染信息并實(shí)時(shí)預(yù)警。重點(diǎn)污染源專項(xiàng)監(jiān)測(cè)。對(duì)烏魯木齊市及周邊的重點(diǎn)污染源進(jìn)行空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在每個(gè)企業(yè)主要生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域各安裝1臺(tái)六參數(shù)微型站,實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)污染物排放情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)偷排偷放行為,環(huán)境事件提前預(yù)警。重點(diǎn)污染源專項(xiàng)監(jiān)測(cè)共布設(shè)六參數(shù)微型站7臺(tái)。重點(diǎn)道路專項(xiàng)監(jiān)測(cè)。對(duì)烏魯木齊市的河灘路、外環(huán)路、阿勒泰高架、克南高架等重點(diǎn)道路進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè),監(jiān)控道路揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)城市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。由于城市斷面監(jiān)測(cè)的部分點(diǎn)位落在上述道路上或道路周邊,重點(diǎn)道路監(jiān)測(cè)點(diǎn)位在已布設(shè)斷面監(jiān)測(cè)的點(diǎn)不再重復(fù)建設(shè)。其中,河灘路新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)位3個(gè),阿勒泰高架新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1個(gè),克南高架新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)位3個(gè),外環(huán)路新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)位5個(gè)。重點(diǎn)道路專項(xiàng)監(jiān)測(cè)共布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位12個(gè),需建設(shè)六參數(shù)微型站12臺(tái)。工地?fù)P塵專項(xiàng)監(jiān)測(cè)。顆粒物污染是烏魯木齊市大氣污染的主要來(lái)源之一。顆粒物來(lái)源和構(gòu)成非常復(fù)雜,煙塵、工業(yè)粉塵、揚(yáng)塵等都可能是顆粒物污染的潛在“元兇”。揚(yáng)塵污染引起大氣顆粒物污染在顆粒污染物總量中所占的比重在逐年增加,目前己成為造成城市顆粒物污染的主要因素。針對(duì)烏魯木齊市的機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建等重點(diǎn)工程建筑施工工地,進(jìn)行揚(yáng)塵專項(xiàng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的建設(shè)。每個(gè)站點(diǎn)布設(shè)1臺(tái)便攜式β射線顆粒物監(jiān)測(cè)儀,預(yù)計(jì)建設(shè)站點(diǎn)20個(gè),共需要便攜式β射線顆粒物監(jiān)測(cè)儀20臺(tái)。

大氣網(wǎng)格化在線監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)分析

與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式相比,網(wǎng)格化在線監(jiān)控具有諸多優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控精細(xì)化管理。網(wǎng)格化在線監(jiān)控能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到各個(gè)污染源排放情況,并為后期環(huán)境污染治理提供精確的數(shù)據(jù)支撐。宏觀上,網(wǎng)格化監(jiān)控能夠全面反映整個(gè)網(wǎng)格區(qū)域大氣質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化,并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)境中異常情況,從而及時(shí)作出預(yù)警和預(yù)報(bào),環(huán)境監(jiān)管人員根據(jù)異常情況準(zhǔn)確定位超標(biāo)區(qū)域,為環(huán)境監(jiān)管提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控智能化管理。從在線監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成來(lái)看,有效推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)智能化管理,不僅能夠直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),還可以利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)直接對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析數(shù)據(jù)之間的因果聯(lián)系,為政府環(huán)境監(jiān)管和大氣污染風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控,等提供技術(shù)支持。實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控高效化管理。網(wǎng)格化在線監(jiān)控改變了傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理模式,通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高頻次數(shù)據(jù)采集分析,實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境治理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控,極大地提升了環(huán)境監(jiān)測(cè)和監(jiān)管的工作效率。

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算時(shí)代的來(lái)臨,為大氣網(wǎng)格化在線監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐,對(duì)區(qū)域環(huán)境監(jiān)管、大氣污染防治、節(jié)能減排等工作具有積極影響。因此,應(yīng)加大大氣網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和推廣應(yīng)用范圍,為改善環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮積極作用。

作者:劉亮