数字孪生丹江口水质安全建设挑战与举措

丹江口水库是南水北调中线工程水源地，担负着“一泓清水永续北送”的重任。结合丹江口水库特点和现状，剖析数字孪生丹江口水质安全建设面临的短板、机遇与挑战，提出了水质安全建设总体框架，阐述了数据底板建设、模型与知识库扩展、业务应用支撑等主体建设内容与核心技术，总结了水质安全建设特色与亮点。研究可为高质量开展南水北调中线水源工程数字孪生建设提供支撑，为其他水源水库水质安全数字孪生建设提供经验借鉴。     

南水北调中线水源地水质保护立法及建议

南水北调中线水源地水质保护法规建设,是中线水源地保护管理的重要内容和关键环节。通过分析中线水源地水质保护相关法规的现状,总结了现行法规在管理体制、水源保护区划分与污染防治、监测预警、突发事件应急管理、生态补偿、环境信息共享与公众参与、法律责任、保护经费投入等方面的规定对中线水源地水质保护管理的适用性,并指出了存在的问题。针对中线水源地水质保护法规建设需求和现行法规存在的不足,借鉴国外饮用水水源地保护立法的成功经验,提出了完善中线水源地水质保护法规的立法建议。     

数字孪生南水北调中线工程建设思路

南水北调工程受限于当时规划设计和信息化总体建设水平，存在输水调度不能与沿线受水区实现供需最优 配置，水质监测自动预警程度不高、水污染突发事件应急处置缺乏科学决策支持及工程安全风险不能主动精准预 警等问题。为解决上述问题，基于南水北调中线工程的建设现状和数字孪生技术特点，从框架设计、技术路线规 划 2 个方面提出数字孪生南水北调中线工程的总体建设思路，并且围绕工程安全、供水安全、水质安全的“四预” 需求，详细阐述实施路径和重点建设内容，为数字孪生南水北调中线工程建设提供重要参考。     

南水北调中线工程水源地生态环境保护研究

2014年南水北调中线工程即将建成通水,其水质问题备受各方关注。以南水北调中线工程水源地生态环境保护为主题,分析了中线水源地生态环境的现状和问题,总结了中线水源地生态环境保护已有的相关研究成果。结合丹江口水库调水水质目标与目前的水质现状,提出了中线水源地生态环境保护的科技需求,并展望了未来水源地保护的研究成果应用、实践管理与理论提升等方面的趋势及方向。     

南水北调中线水质安全潜在风险及对策

南水北调中线来水主要作为北京市生活饮用水源,水质安全决定调水成败.长距离输水存在水质风险,分析了南水北调中线潜在的水源地水质风险、输送过程风险、突发性水污染事故及水质差异影响等风险.在此基础上,提出构建水环境监测网络及预警体系,建立健全突发水污染事件预案及应急处置体系,提高抵御灾害及应对突发水污染事件的能力;加强本市调蓄池库水生态环境建设;加强外调水与本地水适应性生态研究等输水水质安全对策,以保障南水北调调水水质安全和水生态安全.     

南水北调中线水源地饮用水源保护区划分研究

丹江口水库水质安全是南水北调中线工程的生命线,开展中线水源地饮用水水源保护区划分是“一库清水”永续北送的重要保障,也是中线工程成功的关键之一。针对中线水源地特点,以南水北调中线陶岔渠首为核心开展了保护区划分工作,在分析国内外保护区划分成功经验的基础上,提出了南水北调中线水源地饮用水水源保护区划分的基本原则和方法。结合丹江口水库分流情况、污染源对调水水质的影响以及污染物浓度年龄时空分布特征等,采用类比经验法、不利排污情景法以及应急响应法等3种方法,提出了中线水源地一级保护区水域范围。在此基础上,应用饮用水水源保护区划分技术规范推荐方法,辅以GIS技术,分别划分一级保护区陆域范围、二级保护区范围以及准保护区范围,并对各方案进行了分析比较。研究成果有利于协调周边省份和地区的水环境保护管理,推动水源保护立法,为南水北调中线供水水质长期稳定达标提供重要保障,体现新时期“水生态文明建设”理念。     

丹江口水库水环境评价方法探讨

从南水北调中线水源地丹江口水库的水质监测评价出发,初步分析了目前水源地水质监测评价的现状。指出单因子评价法在评价水质时存在的过保护问题等,并进一步分析了水质监测评价存在的问题,阐明了丹江口水库作为南水北调中线水源地的重要性。提出根据水质指标对水体功能类别的影响程度进行改进评价,以及需采取的相关水质监测评价措施等。     

丹江口水库水体中微量有机污染物种类初探

丹江水库是南水北调中线工程的水源地，其水质优劣对工程效益有直接影响，长江流域水环境监测中心首次采用色－质联用仪，分别于１９９５年枯水期和丰水期，对丹江口水库水体中的微量有机污染物，进行了初步探查，基本掌握了丹江口水库微量有机物污染分布状况及库区主要污染物种，为库区及水源地的水控制与水资源保护及规划提供了极为重要的科学依据。     

南水北调中线工程水源地水质保护工作研究

阐述了南水北调中线工程水质保护的重要性，分析了河南省南水北调水源地水质保护工作面临的严峻形势和任务。从思想观念、运行机制、治理措施等方面，对丹江口水库水质保护工作提出了建议。     

南水北调中线水源地农业面源污染时空演化特征

基于清单分析法对 2010—2019 年南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 和 TP 的排放量进行测算，并结 合 ArcGIS 软件对其时空演变特征进行分析。结果表明：2010—2019 年，南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 负荷和 TP 负荷整体上呈现先增加后减少的趋势；TN 和 TP 污染强度呈先升后降趋势；化肥、畜禽养殖和农村 生活是水源地农业面源污染 TN 和 TP 负荷的主要来源，且化肥比重缓慢增加，畜禽养殖比重不断下降，农村生活 比重不断增加。研究结果可为中线水源地农业面源污染治理、生态保护等方面政策及措施的制定提供决策 支持。     

丹江口水库中微量有机氯污染物的初步评价

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地，其水质优劣对工程效益有直接影响。长江流域水环境监测中心首次采用气相色谱仪-ECD,分别于1995年3月和10月，对丹江口水库水体中的微量有机氯污染物进行了概要性调查。结果表明，丹江口水库中微量有机氯污染物的含量很低，对水体尚未造成污染。     

南水北调中线输供水水质管理协作机制探讨

为保障南水北调中线工程持续稳定向北方地区供水,在分析中线总干渠工程特点基础上初步研究了中线输供水水质管理中信息共享、日常协作和应急协作机制。调查研究发现目前供水、用水、退水三方水质信息分散且存在水质信息共享需求,并根据水质监测现状提出水质信息共享机制。通过对沿线水厂制水工艺污染物去除能力进行分析,提出了干渠原水微污染状态下供水和用水双方的协作机制。另外对于干渠水发生严重突发水污染事故时供水方与退水方的应急协作机制进行了简要分析,为南水北调中线总干渠水质管理提供技术支撑。     

丹江口库区及上游水质状况与监测工作建议

为加强丹江口库区及上游地区的水质监测工作,为南水北调中线水源地的水资源保护和管理以及水质安全提供基础资料,对丹江口水库的水质监测工作现状和工作中存在的问题进行了分析研究,并且指出：目前水库水质总体良好,局部库湾及支流污染较重,且存在突发水污染隐患;水质监测网点布设有待优化,应加强监测信息共享、水质监测与预警能力。针对上述问题,提出了6项具体工作建议,以提升水质监测工作能力,为保障水库水质安全提供数据支持。     

南水北调水源补给潮白河水源地对地下水质的影响分析

为查明南水北调水源入渗补给潮白河水源地后地下水的水质现状及其变化趋势,对南水北调水源和水源地下水质进行了持续监测。结果表明:南水北调来水水质优良,对地下水的稀释混合作用占主导地位;同时,地下水中发生了显著的硝化作用,地下水中K~+、Cl~-、HCO_3-、TH、NO_2-N、NH_3-N及NO_3-N的质量浓度明显降低,pH值升高。研究结果对南水北调水源回补地下水决策具有重要的指导作用。     

关于加强南水北调中线水源地保护和管理的思考

丹江口水库是南水北调中线工程水源地。通水以来,工程持续安全平稳运行。然而,由于丹江口水库面积大,范围广,涉及陕西、河南和湖北省3省,在水源地保护和管理方面仍存在亟需解决的问题,包括:①水库管理薄弱,如水库管理设施缺乏、水库保护和管理经费尚无渠道落实、消落区管理难度大等;②部分入库支流水质难以达标及入库支流总氮负荷高,如2017—2018年神定河和泗河入库断面水质仍为Ⅴ类甚至劣Ⅴ类,入库支流总氮浓度在2~10 mg/L之间;③中线水源地保护和管理的体制和机制仍未明确,相关法律法规尚不健全。针对水源地保护和管理中存在的突出问题,提出建设必要的水库管理设施和核增水库保护和管理经费,规范消落区的保护和利用模式,明确入库支流水质改善和提升监督管理办法及总氮负荷削减措施,以及尽快制定并颁布《南水北调中线水源地保护与管理条例》等相关法规。     

南水北调中线水源区农业面源污染防治对策研究

南水北调工程的成败在水质,农业面源污染是南水北调中线水源的主要污染源之一。近年来为了保护水源水质安全,水源区开工建设了一大批点源污染治理项目,但是对农业面源污染的重视和投入还很不够。北京市水源地延庆县在生态县的建设过程中,始终重视经济和生态协调发展,大力发展循环经济,在面源污染防治方面取得了巨大成就,为南水北调中线水源区生态环境保护树立了学习的榜样。建议国家和地方在南水北调水源区面源污染防治方面加大投入力度,加强基础设施和能力建设,确保南水北调中线水源水质长期稳定达标。     

典型工程数字孪生建设经验对 数字孪生南水北调工程建设的启示

大型调水工程是实现水资源优化配置的关键，也是构建国家水网的基础，具有跨流域覆盖区域广、水工建筑 物种类多、运行工况复杂等特点。采用调查研究的方法分别对浙东引水工程、千岛湖配水工程、南水北调东线工 程等大型调水工程数字孪生关键内容如数据底板、模型库和知识引擎等建设现状进行调研，根据各自工程特点分 析其数字孪生建设的特色，总结上述大型调水工程数字孪生建设的经验。在此基础上分析南水北调后续工程数 字孪生建设要求，提出数字孪生南水北调工程建设的若干建议，为南水北调后续数字孪生工程建设提供参考。     

再论南水北调中线工程应尽早开工建设

对我国水资源分析和华北地区缺水分析，阐述了实现我国国民经济可持续发展战略，实施南水北调中线工程的迫切性和必要性，并针对当前中线工程的一些争议问题，如水量水质，调蓄，投资等方面阐明了笔者观点，期望南水北调中线工程尽早决策实施。     

十堰市废污水排放量对丹江口水库的影响及对策

通过对十堰市的废污水排放量及各主要河流排污口的调查评价 ,分析了汉江天河口—浪河口保留区及汉江丹江口水库调水水源地保护区的环境容量 ,论述了废污水及污染物对南水北调中线工程水源区的影响。根据环境容量计算 ,认为十堰市排入到汉江丹江口水库调水水源地的污染物没有超过其污染物控制排放量 ,但在这个区域内 ,受汉江天河口—浪河口保留区的水质影响 ,要保持保留区Ⅱ类水质标准 ,必须对入河排污量进行削减 ;神定河的污水已造成水库局部污染     

集中式饮用水水源地水质安全评估和保护对策研究 ——以海南省昌江县为例

开展水源地水质安全评估工作,对切实保护人民群众饮水安全具有重要意义。以海南省昌江县为例,通过收集水源地近3 a(2014—2016年)水质数据,具体包括3个水库型水源地(石碌水库、山竹沟水库及新田水库)及4个河流型水源地(石碌河、七差河、南苗河和峨沟河),对水质现状、变化趋势进行了分析和评估,探讨了水质超标原因及存在的问题。结果表明,石碌水库水质较好,符合《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质标准,为中营养状态;山竹沟水库处于中营养与轻度富营养之间,超标污染物为总氮等;新田水库水质较差,已处于轻—中度富营养化状态,超标污染物为总氮、CODMn、粪大肠菌群等;河流型水源地中,石碌河和七差河水质较好,符合《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质标准,南苗河和峨沟河水质存在一定程度的污染,超标污染物为总氮、总磷等。针对水源地存在的问题,从农村生活污水防治、农业面源污染以及畜禽养殖污染控制、工业污染削减方面提出了水源地水质改善措施。