闽江流域突发性水污染事故预警应急系统构架初探

闽江流域突发性水污染事故预警应急系统构架初探

饶清华,许丽忠,张江山

(11福建师范大学福清分校,福建　福清　350300;21福建师范大学环境科学研究所,福建　福州　350007)

摘　要:在介绍突发性水污染事故的概念、类型、特点和危害以及突发性水污染事故预警应急系统的结构和功能的基础上,结合闽江特点,对闽江流域突发性水污染事故预警应急系统的基本构架进行初步探索。

关键词:突发性水污染;应急系统;构架;闽江中图分类号:X507　　文献标识码:A　　文章编号:1673-9655(2009)03-0069-041　突发性水污染事故概述111　定义

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突发性水污染事故不同于一般的水污染,它没有固定的排放方式和排放途径,突然发生、来势凶猛,在瞬时或短时间内大量地排放污染物质,对水体造成严重污染和破坏,给人民和国家财产造成重大损失。112　分类突发性水污染事故按污染物的性质可以分为以

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下几种:

(1)剧毒农药和有毒有害化学物质泄漏事故,如DDT、乐果、氰化钾等;

(2)溢油事故,如油车泄漏、油船触礁等;(3)非正常大量排放废水事故,如化工厂废水、矿业废水等;

(4)放射性污染事故,如放射性废料渗出。按照事故发生的水域可分为河流污染、湖泊污染、水库污染、河口污染、海洋污染等突发性事故;按发生的范围可分为整个水域(如整个水库)和局部水域(如河道岸边)突发性水污染事故。113　特点

(1)不确定性

水上交通事故、管道破裂等造成的,这些事件发生

时间和地点的不确定性,决定了突发性水污染事故的不确定性。

②事故水域性质的不确定性。水域可以分为河流、水库、湖泊、河口、海洋和地下水等类型,还有洪水、潮汐、风浪等瞬时水文变化。

③污染源的不确定性。事故释放的污染物类型、数量、危害方式和环境破坏能力的不确定性。④危害的不确定性。同等规模和程度的水污染事故,造成的污染危害是千差万别的,如污染事故发生地点距离城市水源地很近,城市供水就会中断,其后果将是灾难性的。

(2)流域性河流具有流域属性决定了水污染事故同样具有流域性。水体被污染后呈条带状,线路长,危害容易被放大。与该流域水体发生联系的环境因素都可能受到水体污染的影响,如河流两侧的植被、饮用河水的动物、从河流引水的工农业水用户等,甚至流域内地下水通过与地表水的交换也可能导致地下水污染等。

(3)处理的艰巨性和影响的长期性

突发性水污染事故处理涉及因素较多,且事发突然,危害强度大,导致应急监测、应急处置的难度很大。即使污染事故得到及时控制后,其对当地的环境和自然生态也可能造成严重的破坏,甚至会对人体健康造成长期的影响,需要长期的整治和恢复。

(4)应急主体不明确

由于污染物随流输移,造成事故现场的不断变

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①发生时间和地点的不确定性。引发突发性水污染事故的直接原因可能是企业违规或事故排污、

　收稿日期:2008-08-07

　基金项目:福建省发展与改革委员会重大技术装备研制和重大产业技术专项“环境监测、预警及应急决策支持系统”。　作者简介:饶清华(1981-),男,助教。

环境科学导刊　第28卷　第3期　2009年6月化,在输移扩散的过程还可能因为各种水力因素的作用产生脱离,出现多个污染区域,这直接造成了

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应急主体不明确。特别是当污染事故发生在两个地区交界的地方,按照快速响应的原则,就近的基层组织或企业应快速组织起来处理事故,但由于协调权力在上一级组织,经过若干次的通报、请示、指示程序,可能已经错过最佳的处理时间。114　突发性水污染事故的危害

分为南北两支,南支经长乐市梅花镇入海,北支经

连江县官头镇长门流入东海。212　水文特性闽江下游属亚热带海洋季风气候区,流域内植被较好,气候温和,雨量充沛,全年冬短夏长,温暖湿润,年平均气温16～20℃,区域多年平均降

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水量1617mm。多年平均径流量59117亿m,占全省地表径流量的5118%,居全国第七位,多年平均径流深为97011mm,全年径流量主要集中在汛期,4～9月径流量占年径流量的75%左右。

与一般河流相比,闽江水文的特性还表现在其潮期特点。闽江下游为感潮河段,闽江口属陆相强潮河口,潮形是正规半日潮,平均潮差为401m。枯季大潮时,潮区界可达分流口之上的侯官,近年来,由于水口电站建成以及河道采沙等原因,下游河道普遍刷深下切。213　闽江水环境质量及突发性污染事故安全隐[3]患

21311　闽江水环境质量现状

近年来,我国接连发生多起突发性水污染事故

(见表1),严重影响当地的人民生活,社会稳定和经济发展。

表1　近年来我国特大突发性水污染事故一览表

事故名称松花江特

大污染事故沱江特大污染事故闽江沙溪水污染事故淮河特大污染事故

发生时间

发生地点

污染原因石化公司双苯厂爆炸导致苯泄漏川化集团违法排污上游农药厂违法排污

污染损失给下游的哈尔滨等城市带来严重的饮用水危机

造成上百万群众生产生活用水困难,直接经济损失上亿元导致上百公里流域上千吨河鱼中毒死亡造成苏皖两省150万人饮水困难,一次污染事故直接经济损失高达2亿元

2005111113吉林200412116四川200011127福建

199417江苏

淮河两岸工业污水过量排放

　　由表1可见,突发性水污染事故不仅造成直接的财产与人身损失,而且造成许多环境灾害问题。为了使这类事故造成的经济社会损失减小到最低程度,十分有必要建立起有效、连动的预警应急系统。2　闽江流域自然概况211　地理特性

闽江是福建省第一大河,发源于闽赣边界的武夷山脉东侧建宁县均口乡台田村严峰山西南坡,闽江流域状如扇形,境内峰峦起伏,河谷相间,地势西北高,东南低,河道平均坡降5‰。闽江切穿闽中大山,从西北向东南,横贯福州盆地,全长

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541km,流经30多个县市,流域面积约60992km,占全省面积的一半。闽江以南平、水口为界,划为上、中、下游,南平以上为上游,南平、水口之间为中游,水口以下为下游。上游有沙溪、富屯溪和建溪3大支流。南平以下为闽江干流,自南平到闽江入海口,河长223km,沿途有尤溪、古田溪、梅溪、大樟溪等支流汇入。闽江下游长117km,在淮安分为南北港,南北港在马尾罗星塔汇合后,转向东北进入通海河段,流经青洲,闽安峡谷(金刚腿)至亭江,长约12km。闽江在亭江又被琅岐岛—70—

根据“福建省主要河流典型水域纳污能力研究报告”(2006)中关于水环境功能的区划,闽江下游可分为闽江闽清、闽侯县饮用水源区,闽江北港福州市区饮用水源区,闽江北港福州市区过渡区,闽江北港北岸福州城区景观娱乐用水区,闽江北港南岸福州城区景观娱乐用水区,闽江福州渔业用水区,闽江南港福州市区、长乐饮用水源区等7个功能区。该报告的监测资料表明,在闽江下游的8个监测断面中,鳌峰洲断面全年期和非汛期水质均为Ⅳ类,魁岐断面全年期和汛期水质分别为Ⅳ类和V类,超标项目均为NH3-N。全年、汛期和非汛期断面水质达标率分别为7510%、7510%、8715%。由此可见,闽江下游河道的水质总体尚可,但部分水域的污染状况已令人堪忧。21312　闽江突发性水污染事故安全隐患

闽江下游水资源是福州市区工农业生产和人民生活用水的主要水源,但水质安全还是存在许多隐患。

一方面,大量城市生活污水和生产废水未经处理直接或间接排入闽江,污染水体,致使水质下降,水产减少,饮用水安全受到威胁,局部江段生态环境遭到较大破坏;部分江段水体功能紊乱,水源地和排污口交错分布,水污染压力较大。另一方面,除来自部分流动源(运载有害有毒物品的车辆)的威胁外,工业污染治理设施建设滞后,污

闽江流域突发性水污染事故预警应急系统构架初探　　饶清华

水治理能力有待提高,存在偷排隐患。部分企业由

于工艺设备落后,技术水平低,污染治理设施未能正常稳定运行,污染物不能稳定达标排放。有些企业尚存在擅自停运治理设施、私设暗管、偷排、漏排的违法现象,突发性污染事故时有发生,危及闽江下游水环境安全。3　闽江突发性水污染事故预警应急系统构建311　构建的基本思路闽江突发性水污染事故预警应急系统以闽江水环境特点为基础,充分利用已有的科研成果和现有的技术手段,以系统的实用性为目标。在系统开发建设中,通过研究闽江的环境特征和在该区域常见的突发性水污染事件的特点,收集包括环境质量信息、危险事故隐患以及社会经济基本情况等相关的环境背景信息,建立基于GIS平台的环境信息空间管理系统:采用合适的数学模型等模拟手段,建立与GIS集成的污染分布时空模拟系统;以已初具规模的福州市环境自动监测监控系统,采集事故现场及周边地区的环境信息,在此基础上,开发具备自动监测环境污染事件的时间、地点、性质、危害程度、影响范围应急监测系统,并根据灾害应急对策知识库中的专家系统,产生预警及应急决策支持建议和对处置、处理工作提出决策支持方案。闽江突发性水污染事故预警应急系统将包括以下四个子系统,其中各子系统之间的关系见图1。

展提供决策依据。313　集成GIS的闽江水污染分布时空模拟的技术路线

集成GIS的闽江水污染分布时空模拟系统作为闽江突发性水污染事故预警应急系统的核心组成部分,其研究思路主要是以闽江流域为依托,利用GIS的空间数据管理功能和模型分析能力,将水环境质量、水质数学模型、水污染状况及地理信息等集合在一起,用先进的技术手段进行数值模拟,模拟结果以生动的图形、图像方式呈现给决策者、管理人员及研究人员,为突发性水环境污染事故提供预警、应急决策支持。其中,水动力、水质模拟的技术路线见图2。

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图1　各个子系统之间关系

312　基于GIS平台的环境信息空间管理系统研制

思路

在大量基础信息调查的基础上,以闽江流域的GIS为平台,建立区域内污染源基本情况、基本环

图2　水动力、水质模拟的技术路线

314　闽江突发性水污染事件监测、处置智能决策

境质量信息、环境危险隐患、重要敏感目标、社会经济状况等信息动态数据库,该数据库具备动态模糊查询、时空分布表达、数据关联分析等功能。当事故发生后,首先确定事故发生地位置,然后利用污染分布时空模拟模块预测受影响的区域范围,通过地理信息显示模块提供污染区域内的敏感单位、救援单位、人口以及由事故发生地点到指定地点的最佳路径等信息,为应急监测、应急救援工作的开

系统

利用危险识别、风险评价及灾害应急对策等知识库中的专家知识及实时监测和顶替系统的报告,

通过其推理机制分析评价有关化学危险品的风险大小,确定与事故实际区域有关的效应,对要采取的应急处理措施进行优化选择和评价,根据历年发生的各类事故的资料,给出有关事故发生的概率,提出事故处理人员和设备安排调度。建立该智能决策

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环境科学导刊　第28卷　第3期　2009年6月系统,可以根据历史经验、原来产生过的案例、历史数据以及现时测量的数据,总结分析,提出最佳的解决方案。

315　闽江突发性水污染事件应急监控指挥系统

委员会下达了重大技术装备研制和重大产业技术专

项“环境监测、预警及应急决策支持系统”。闽江流域突发性水环境污染事故预警应急系统作为该课题的重要组成部分,主要是运用计算机技术、环境科学和系统科学等理论,通过GIS(Geographyln2formationSystem)和ES(EnvironmentSystem)的耦合技术,尤其是利用GIS的空间数据管理功能和模型分析能力,将水动力、水质数学模型、水污染状况及地理信息等集合在一起,用先进的技术手段,对其进行综合分析、计算、评价,解决了传统的数据库结构缺乏空间性、不能实现空间管理和空间分析的问题,使水质信息从单一的表格、数据中走出来,以生动的图形、图像方式呈现给决策者、管理人员及研究人员。同时,利用GIS技术建立的预警信息图形库,实现数据和图形的交互表现,增加系统的可视性,提高分析决策能力。

参考文献:

[1]　汪明娜,汪达1长江水污染事故成因及处理对策探讨[J]1

应急监控指挥子系统是本系统的硬件组成,也

是应急方案得以快速有效实施的重要保证。该子系统将综合应用无线数据通讯、电子地图、图像处理、计算机技术等高新技术成果,通过Internet、GSM、GPRS等现代化信息传输手段传输污染现场

信息,并在电子地图上显示调查小组到达的位置、监测点位置、污染现场图像、测试数据、标定污染区域、计算污染区面积等。系统由现场端子系统、中心端子系统和远程查询子系统组成,根据现场通讯条件可选择通过公用电话网络、移动电话网络,实现现场端与指挥中心的双向快速信息交换,从而建立与相关的领导机关和污染事件应急处置队伍连接,实时发布有关突发性水污染事件信息及下达有关监测、处置的指令。4　结语

水资源保护,2004,(1)1

[2]　何进朝,李嘉1突发性水污染事故预警应急系统构思[J]1

闽江作为福建人民的母亲河,流域内的经济和社会发展,在福建省经济和社会发展中占有举足轻重的地位。近年来,由于流域内突发性污染事故时有发生,制约着流域内的经济和社会发展。因此,建立起闽江突发性水污染事故预警应急系统显得十分必要,具有巨大的社会、经济效益和现实意义。在此深刻背景下,2005年1月福建省发展与改革

水利水电技术,2005,36(10)1

[3]　陈兴伟,程永隆,郑小平,等1闽江下游河道水动力水污

染过程的动态模拟[R]1福州:福建师范大学,20061

[4]　刘振山,毕彤,冯晓宇,等1沈阳市突发性环境污染事故

应急监测地理信息系统[J]1环境保护科学,2005,31

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StudyonFrameworkoftheEmergencyWarningSystemofSuddenWaterPollutionAccidentsforMinjiangRiver

RAOQing-hua,XULi-zhong,ZHANGJiang-shan

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(11FuqingBranchofFujianNormalUniversity,FuqingFujian350300China)

Abstract:Theconceptandtypeandcharacteristicandharmofsuddenwaterpollutionaccidentsarepresented.TheframeworkoftheemergencywarningsystemappliedinMinjiangRiverisputforwardbycombiningwiththecharacteroftheriver.

Keywords:suddenwaterpollution;emergencysystem;framework;Minjiangriver

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