技术成果:水环境“污染溯源-容量核算”协同决策技术体系

发布人:陈英敏

(一)技术名称:
       水环境“污染溯源-容量核算”协同决策技术体系
(二)技术提供方:
       麻豆传媒  胡嘉镗  [email protected]
(三)适用范围:
       本技术针对城市感潮河网、近岸海域等复杂水体污染溯源难、传输路径不清、纳污能力核定难等问题,构建了集正逆向溯源、污染责任界定、容量动态核算与治污决策评估于一体的技术体系,系统解决污染来源精准识别及其污染贡献量化等关键问题,为实现水环境精细化管理提供技术支撑。主要适用情景包括:
       1、污染溯源与责任界定 —— 面向水质超标排查与跨界水体管控等需求,开展污染源解析与区域/行业贡献量化,识别重点污染单元与责任区,为污染责任界定和治理优先级排序提供依据;
       2、容量管控与环境决策 —— 适用于支撑水环境容量核算、污染排放总量动态分配、减排方案比选、排污许可额度核定、排污权交易评估等管理需求,为区域污染物排放管理和治理目标分解提供科学定量的决策支持。
(四)技术内容:
       本技术基于“溯源—定责—核算—决策”一体化协同治理架构,涵盖污染溯源、贡献量化、容量核算与决策三大模块,形成科学闭环、切实可行的技术路线,具体技术内容如下。

       1、技术原理
       (1)“正-逆结合”精准溯源与污染贡献解析模块
       采用“正向模拟+逆向识别”相结合的技术路径开展污染溯源:正向溯源利用水动力—水质机理模型,动态追踪污染物在复杂水体中的迁移扩散全过程;逆向溯源依托稳定同位素与水质指纹技术,从受纳水体水质特征反推污染类型与来源(包括从哪些区域输入、来自哪些重点行业等)。综合正-逆向溯源结果,构建污染源与受纳水体响应系数矩阵,定量解析各污染来源、不同区域或排口对重点断面的影响程度,清晰刻画污染传输路径、直观反映受纳水体主要污染来源。
       (2)水环境容量核算与指标分解模块
在明确污染来源与贡献关系的基础上,结合水质目标、水动力特征、污染物迁移转化规律等参数,对受纳水体的环境容量(纳污能力)进行核算,科学计算水体在目标水质要求下可承载的最大污染负荷。结合贡献矩阵,将管控指标精准分解到具体行政区、行业或排口,形成分区、分源、分时段的减排和管控方案。

       2、技术创新性及优势
       (1)融合过程模拟与特征指纹的双向溯源技术
       本技术突破传统单一溯源方法的局限,深度融合正向水动力—水质模型模拟与逆向稳定同位素、水质指纹识别技术,实现对污染传输路径与污染来源的协同解析,可同步支撑“污染如何迁移传输”和“污染源自何处”等关键问题的判识;通过量化不同污染源对受纳水体的贡献比例,可以更清楚地识别主要责任区域和主要污染单元,为跨行政区水质交接考核、解决跨界污染纠纷提供客观的数据基础,为跨区域协同治理、排口整治和执法监管提供依据。此外,利用特征指纹技术限定污染源类型的边界条件,利用水质模型弥补指纹技术在物理传输过程上的空白,实现了污染类型识别与空间迁移刻画的相互印证,提高了复杂水网区污染识别的置信度。
       (2)“溯源-核算-分配”全链条协同决策机制
       传统工作中,污染溯源、容量核算和排放分配往往由不同环节分别开展,各部分管理工作相对独立。本技术将三者联动,打通从“现状诊断”到“治理方案生成”的技术链条,基于溯源与容量核算结果,将减排指标合理、精准地分配至具体污染单元,提高结果的可操作性;同时支持接入日常监管平台,用于动态跟踪污染变化、评估治理效果和优化管控策略,助力形成“问题发现—溯源解析—方案制定—效果评估”的智慧化管理闭环,为水环境精细化管理提供系统性创新方案。
       3、推广应用情况及成效
       目前,该技术已在东莞水乡片区(典型河网区)、石马河流域、广州近岸海域(感潮与海域交汇区)等多个复杂水域落地应用,为当地水环境质量提升、排口管理和精准治污提供了有力支撑。应用结果表明,该技术能够较好地适应复杂水网和感潮环境条件下的污染分析需求,提升了污染溯源和管控决策的针对性。相关核心技术成果荣获2025年度广东省环境保护科学技术一等奖。