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儀表網(wǎng) 儀表標(biāo)準(zhǔn)】為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國水污染防治法》《江蘇省水污染防治條例》等法律法規(guī),進(jìn)一步規(guī)范江蘇省湖庫藍(lán)藻水華及湖泛短期預(yù)測預(yù)警技術(shù)要求,江蘇省生態(tài)環(huán)境廳組織起草了江蘇省地方環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《湖庫藍(lán)藻水華及湖泛短期預(yù)測預(yù)警技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》,現(xiàn)向有關(guān)單位征求意見。
湖泊(水庫)是山水林田湖草生命共同體的重要組成部分。具有供水、防洪、養(yǎng)殖、調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性和生態(tài)安全的重要功能。但是,強烈的人類活動和氣候變化,對湖(庫)水的物理和化學(xué)性質(zhì)造成了顯著影響,導(dǎo)致水環(huán)境質(zhì)量下降、水生態(tài)系統(tǒng)退化、水資源供應(yīng)緊張。進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國經(jīng)濟(jì)社會得到快速發(fā)展,伴隨而來的是嚴(yán)峻的環(huán)境問題。水資源作為重要的戰(zhàn)略資源飽受富營養(yǎng)化的困擾,尤其是在我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。2007年暴發(fā)的震驚中外的無錫飲用水危機(jī)事件,使數(shù)百萬人的生活陷入了困境。此后,巢湖、洱海、青草沙水庫、于橋水庫、官廳水庫、三峽水庫等多個重要湖庫水源地均不同程度地受到藍(lán)藻水華威脅,富營養(yǎng)化引發(fā)的藍(lán)藻水華災(zāi)害對湖庫生態(tài)系統(tǒng)和供水安全的威脅呈高發(fā)態(tài)勢。
根據(jù)國家生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的2021年全國地表水環(huán)境質(zhì)量狀況報告,在所監(jiān)測的209個湖(庫)中,中度富營養(yǎng)有9個,占4.3%;輕度富營養(yǎng)48個,占23.0%。其中,太湖為輕度污染、輕度富營養(yǎng);巢湖為輕度污染、中度富營養(yǎng);滇池為輕度污染、中度富營養(yǎng);丹江口水庫、洱海和白洋淀均為中營養(yǎng)。與2020年同期相比,除了白洋淀營養(yǎng)狀態(tài)有所好轉(zhuǎn)外,巢湖營養(yǎng)狀態(tài)有所下降,太湖、滇池、丹江口水庫和洱海營養(yǎng)狀態(tài)均無明顯變化。
綜上所述,目前我國主要湖泊(庫)的水環(huán)境污染經(jīng)治理已基本被控制,水生態(tài)環(huán)境也得到改善,但水污染現(xiàn)象依然存在,如部分地區(qū)生活污水的直排,生活垃圾的丟棄,工業(yè)廢水廢品的偷排屢見不鮮,加上最近全球氣候變暖的影響,因此包括太湖水源地在內(nèi)的眾多湖泊水庫所面臨的形勢依然很嚴(yán)峻,藍(lán)藻水華暴發(fā)的風(fēng)險一直存在,對飲用水水源地的威脅也一直沒有消除。
為了避免水危機(jī)事件的再次發(fā)生,保障富營養(yǎng)化湖泊(水庫)飲用水的安全,有必要發(fā)展藍(lán)藻水華和湖泛的預(yù)測預(yù)警技術(shù)規(guī)范,指導(dǎo)富營養(yǎng)化湖庫在一定范圍內(nèi)和一定時間段,對藍(lán)藻水華和湖泛發(fā)生、發(fā)展的時間、空間分布特征進(jìn)行預(yù)測和分析,為政府部門的快速決策和應(yīng)急措施提供理論依據(jù),提高政府的應(yīng)對治理能力,最大程度降低其生態(tài)危害和健康風(fēng)險。
本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。參考HJ 1098 水華遙感與地面監(jiān)測評價技術(shù)規(guī)范;江蘇省太湖藍(lán)藻暴發(fā)應(yīng)急預(yù)案 蘇政辦函[2021]108號;江蘇省太湖湖泛應(yīng)急預(yù)案 蘇政辦函[2020]47號等規(guī)程內(nèi)容編制。
本文件規(guī)定了湖庫藍(lán)藻水華及其引起的湖泛事件的實施短期預(yù)測預(yù)警工作中的術(shù)語與定義、技術(shù)方案、工作流程、精度評估與質(zhì)量控制內(nèi)容及方法。本文件適用于湖泊、水庫等內(nèi)陸水體藍(lán)藻水華及其引起的湖泛事件的短期預(yù)測與預(yù)警。河流、池塘等類似水體藍(lán)藻水華預(yù)測預(yù)警、水草腐爛或外源有機(jī)質(zhì)輸入引起的湖泛預(yù)測預(yù)警也可參考本文件。
藍(lán)藻水華預(yù)測面積估算及風(fēng)險等級確定:
1.應(yīng)根據(jù)預(yù)測水體的風(fēng)險承受程度,對目標(biāo)水域進(jìn)行藍(lán)藻水華敏感度風(fēng)險分區(qū)。
2.對于具有水源地功能水域、珍稀物種棲息地、公眾休閑重點場所等,應(yīng)當(dāng)設(shè)置更為嚴(yán)格的藍(lán)藻水華強度容忍度。
3.在單位格點藍(lán)藻水華概率的基礎(chǔ)上,通過格點數(shù)量及位置,對藍(lán)藻水華面積進(jìn)行統(tǒng)計,并結(jié)合發(fā)生位置的風(fēng)險控制要求等信息,確定藍(lán)藻水華的預(yù)警風(fēng)險等級。
4.按照 4.9.1 的單一格點或水域藍(lán)藻水華風(fēng)險概率系數(shù),統(tǒng)計大于概率值超過特定概率值(一般講單點概率大于 50%的格點進(jìn)行統(tǒng)計)格點數(shù)或水域數(shù),按照模型的空間網(wǎng)格化劃分,或者機(jī)器學(xué)習(xí)方法中單個斷面代表的水域面積,估算藍(lán)藻水華發(fā)生面積。
5.具體的風(fēng)險概率值應(yīng)根據(jù)各個湖庫的模型結(jié)果進(jìn)行率定、修訂。按照預(yù)測目標(biāo)的藍(lán)藻應(yīng)急預(yù)案等級劃分,如太湖藍(lán)藻暴發(fā)應(yīng)急預(yù)案,包括面積大小、發(fā)生敏感區(qū)位置等信息,確定該藍(lán)藻水華的發(fā)生強度及預(yù)警風(fēng)險等級。
6.藍(lán)藻水華的風(fēng)險等級宜按照紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色等劃分,分別對應(yīng)于重度水華、中度水華、輕度水華、少量水華、無風(fēng)險等,以便于公眾識別。
湖泛發(fā)生面積估算及預(yù)警風(fēng)險確定:
1.應(yīng)根據(jù)預(yù)測水體的風(fēng)險承受程度,對目標(biāo)水域進(jìn)行湖泛敏感度風(fēng)險分區(qū)。
2.對于具有水源地功能水域、珍稀物種棲息地、公眾休閑重點場所等,應(yīng)當(dāng)設(shè)置更為嚴(yán)格的湖泛強度容忍度。
3.與藍(lán)藻水華面積估算及預(yù)警風(fēng)險等級確定的原則類似,按照 4.7.1 的單一格點或水域的湖泛風(fēng)險概率系數(shù),統(tǒng)計大于概率值超過特定概率值(如 50%以上)格點數(shù)或水域數(shù),按照模型的空間網(wǎng)格化劃分,或者機(jī)器學(xué)習(xí)方法中單個斷面代表的水域面積,估算湖泛發(fā)生的面積值。
4.參照相關(guān)湖庫水質(zhì)風(fēng)險空間分級,結(jié)合預(yù)測的湖泛面積,確定湖泛預(yù)警風(fēng)險等級。
5.湖泛風(fēng)險等級宜按照紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色等劃分,分別對應(yīng)于重度湖泛風(fēng)險、中度湖泛風(fēng)險、輕度湖泛風(fēng)險、輕微湖泛風(fēng)險、無風(fēng)險等,以便于公眾識別。
監(jiān)測數(shù)據(jù)整理及預(yù)判:
根據(jù)預(yù)測模型的需求收集湖庫中藍(lán)藻水華及湖泛現(xiàn)狀信息、相關(guān)氣象與水文、水質(zhì)及生物等相關(guān)信息,以及未來3~7天天氣預(yù)報信息,完成預(yù)測模型所需數(shù)據(jù)整理及融合,并基于目標(biāo)湖庫長期的藍(lán)藻水華及規(guī)律,對藍(lán)藻水華及湖泛的后期發(fā)展趨勢做出初步的專業(yè)預(yù)判。
預(yù)測模型運行及結(jié)果分析:
運用數(shù)值模型或統(tǒng)計模型,對未來預(yù)見期的藍(lán)藻水華表征參數(shù)、湖泛表征參數(shù)等進(jìn)行運算、求解,獲得預(yù)見期的逐時或逐日藍(lán)藻水華表征參數(shù)或湖泛的表征參數(shù)時間序列,繪制相關(guān)結(jié)果的時空序列圖,結(jié)合相關(guān)湖庫藍(lán)藻水華及湖泛的歷史經(jīng)驗,初步確定目標(biāo)湖庫藍(lán)藻水華或湖泛的變化趨勢、強度及時空位置。
精度評估內(nèi)容:
1.藍(lán)藻水華及湖泛預(yù)測預(yù)警技術(shù)應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)測結(jié)果精度及預(yù)警質(zhì)量評估,每年應(yīng)當(dāng)對技術(shù)進(jìn)行評估,修訂完善模型參數(shù)。
2.評估內(nèi)容包括預(yù)報的葉綠素a濃度、溶解氧濃度、藍(lán)藻水華或湖泛發(fā)生的位置、面積、強度等預(yù)報結(jié)果、預(yù)警等級等。
質(zhì)量保障:
1.預(yù)測預(yù)警業(yè)務(wù)化運行中,藍(lán)藻水華及湖泛的預(yù)測精度應(yīng)大于60%,方可對外發(fā)布。
2.當(dāng)預(yù)測精度低于60%時,應(yīng)及時對模型進(jìn)行優(yōu)化。
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