CN111967792A - 一种大气污染防治方案快速量化评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大气污染防治方案快速量化评估系统，包括系统业务功能单元、数据层单元和运行环境单元，系统业务功能单元包括措施数据库建立模块、措施可视化工具库模块、措施库动态更新模块、清单管理模块、排放源分类筛选模块、措施自定义组合模块、减排清单生成模块等；数据层单元包括减排控制措施模块、排放清单模块、地理信息模块及其他模块；运行环境单元包括独立服务器、高性能存储、专用网络；独立服务器与系统业务功能单元、数据层单元通过电连接。本发明对现有评估模型和方法进行集成，创造性地实现评估方法的模块化和工具化，降低评估工作对技术人员操作的门槛，同时节省模拟所花费的时间，而且支持多种情景的并行模拟操作。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染防治技术领域，具体的说，涉及一种大气污染防治方案快速量化评估方法及系统。
背景技术
伴随我国政策体系不断完善、污染防治技术不断进步和管理要求不断提高，企业的污染治理能力、环保意识以及公众环境观的不断增强，大气污染防治工作取得了显著成效，环境空气质量也有明显改善。但到目前为止，我国仍有相当数量的城市环境空气质量距离国家环境空气质量二级标准有较大差距。可是，我国大气污染防治工作已经进入深水区，要持续改善环境空气质量，必须创新环境管理模式，对大气污染防治管理的精细化、科学化水平提出更高的要求。基于城市本地业务化编制的大气污染源排放清单开展大气污染防治方案中常规化管控措施和重污染天气应急减排措施的管控效果预评估和后评估已被认定为是制定精细化管控方案和措施过程中必不可少的验证环节。
目前常见的效果评估工作主要是各职能部门依靠自身或不同第三方搭建的评估模型和设置的指标体系完成，为不同评估结果的横向对比带来不确定性，同时对模型使用者的专业技术水平要求高、所花时间较长。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大气污染防治方案快速量化评估方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大气污染防治方案快速量化评估方法，包括以下步骤：
A1：进行措施数据库建立，先收集各污染源的各项管控措施，然后按照管控重点行业、地区建立可控污染源控制措施可视化工具库；
A2：进行清单管理，对接大气污染源排放清单编制与分析系统的排放清单，提供排放源数据，识别参与排放清单计算的相关参数；
A3：进行模型搭建，先用步骤A1建立的措施数据库和步骤A2识别出的影响排放清单计算的相关参数，测算不同措施作用下可实现减排量，然后建立各排放源非线性响应参数化方案，构建逐部门逐条污染控制措施与污染物减排量动态响应关系，形成措施关联减排量动态测算方法；
A4：进行预案管理，先确定拟开展评估的减排方案中的基准情景；然后，利用步骤A1建立的措施数据库按照管控重点行业、地区、国民经济行业分类、排放源来进行自定义编辑组合减排措施，形成多套减排情景，进行参数化；
A5：进行减排测算，先建立减排评估任务，将步骤A4建立的多套减排情景对应的参数化后的控制强度、执行区域，利用步骤A3形成的措施关联减排量动态测算方法，测算A4建立的不同减排情景及不同减排方案下各污染物减排量；
A6：进行分析评估，对A5测算出的各排放源、各污染物种在不同减排情景下的污染物减排量和减排效果进行分析，输出表单形式和空间地图形式的可视化减排清单。
进一步地，所述措施库数据库建立包括收集各污染源的各项管控措施，构建减排措施数据库。
进一步地，所述清单管理包括对接排放清单、提供排放源数据、识别排放清单计算参数。
进一步地，所述模型搭建包括建立非线性参数化方案、构建动态响应关系、形成措施关联减排量动态测算方法。
进一步地，所述预案管理包括确定基准情景、建立减排方案，形成减排情景。
进一步地，所述减排测算包括建立评估任务、测算可实现减排量。
进一步地，所述分析评估包括效果评估、输出减排清单、实现减排清单可视化。
进一步地，一种大气污染防治方案快速量化评估系统，包括系统业务功能单元、数据层单元和运行环境单元，所述系统业务功能单元包括措施数据库建立模块、措施可视化工具库模块、措施库动态更新模块、清单管理模块、排放源分类筛选模块、措施自定义组合模块、减排清单生成模块、动态响应关系模型建立模块、减排任务建立模块、减排量测算模块、减排效果空间分布模块、减排分担模块、减排汇总模块；
所述数据层单元包括减排控制措施模块、排放清单模块、地理信息模块及其他模块；
所述运行环境单元包括独立服务器、高性能存储、专用网络；
所述独立服务器与系统业务功能单元、数据层单元通过电连接。
本发明的工作原理是：本发明可按照不同排放源分类提供污染物控制措施可视化工具库及操作界面，动态更新和管理各项控制措施等，并支持不同控制措施的自定义组合，实现减排方案情景的快速建立，同时通过逐条建立控制措施与污染物排放量动态响应关系，快速核算不同减排方案实施后的污染物减排量，从而实现措施与排放的快速量化响应功能，生成的减排清单可进一步以GIS地图、表单等多种形式输出各类源减排结果。
本发明的有益效果是：通过本发明的方法和系统可调整措施控制强度、执行区域以及关键措施参数等实现快速准确地计算出不同管控方案、管控强度下的减排量，并将结果进行直观可视化展示。通过本发明的方法和系统降低了评估工作对技术人员操作的门槛，节省了模拟所花费的时间，提高了模拟测算的精度和效率，有效避免了因不同人员、不同测算方式带来的计算结果无法进行横向对比的问题，为环境污染的精准治理提供快速、合理和有效支撑。
附图说明
图1为一种大气污染防治方案快速量化评估系统的结构示意图；
图2为一种大气污染防治方案快速量化评估方法的流程图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，结合附图对发明做出进一步的描述：
如图1至图2，一种大气污染防治方案快速量化评估方法，包括以下步骤：
A1：进行措施数据库建立，先收集各污染源的各项管控措施，然后按照管控重点行业、地区建立可控污染源控制措施可视化工具库；
A2：进行清单管理，对接大气污染源排放清单编制与分析系统的排放清单，提供排放源数据，识别参与排放清单计算的相关参数；
A3：进行模型搭建，先用步骤A1建立的措施数据库和步骤A2识别出的影响排放清单计算的相关参数，测算不同措施作用下可实现减排量，然后建立各排放源非线性响应参数化方案，构建逐部门逐条污染控制措施与污染物减排量动态响应关系，形成措施关联减排量动态测算方法；
A4：进行预案管理，先确定拟开展评估的减排方案中的基准情景；然后，利用步骤A1建立的措施数据库按照管控重点行业、地区、国民经济行业分类、排放源来进行自定义编辑组合减排措施，形成多套减排情景，进行参数化；
A5：进行减排测算，先建立减排评估任务，将步骤A4建立的多套减排情景对应的参数化后的控制强度、执行区域，利用步骤A3形成的措施关联减排量动态测算方法，测算A4建立的不同减排情景及不同减排方案下各污染物减排量；
A6：进行分析评估，对A5测算出的各排放源、各污染物种在不同减排情景下的污染物减排量和减排效果进行分析，输出表单形式和空间地图形式的可视化减排清单。
根据上述内容，所述措施数据库建立包括收集各污染源的各项管控措施，构建减排措施数据库。通过先收集各污染源的各项管控措施；然后按照管控重点行业、地区等建立包括工业源、民用源、机动车、扬尘源等可控污染源控制措施可视化工具库，覆盖的控制措施包括重点区域、省、市大气污染防治行动计划实施细则及“行动计划”中的主要控制措施。
根据上述内容，所述清单管理包括对接排放清单、提供排放源数据、识别排放清单计算参数。其中识别排放清单计算参数包括活动水平、工艺技术、排放因子、末端控制技术、去除效率等；
根据上述内容，所述模型搭建包括建立非线性参数化方案、构建动态响应关系、形成减排量动态测算方法。先用建立的措施数据库和识别出的影响排放计算的相关参数，测算不同措施作用下可实现减排量；然后建立各排放源非线性响应参数化方案；然后构建逐部门逐条污染控制措施与污染物减排量动态响应关系；最后形成措施关联减排量动态测算方法。
根据上述内容，所述预案管理包括确定基准情景、建立减排方案，形成减排情景。利用建立的措施数据库按照管控重点行业、地区、国民经济行业分类、排放源等来进行自定义编辑组合减排措施，形成多套减排方案即多种减排情景；然后将措施控制强度、执行区域等进行参数化。
根据上述内容，所述减排测算包括建立评估任务、测算可实现减排量。先建立减排评估任务；然后，将建立的多种减排情景对应的参数化后的控制强度、执行区域等，利用形成的措施关联减排量动态测算方法，测算A4建立的不同减排情景中不同减排方案下各污染物减排量。
根据上述内容，所述分析评估包括效果评估、输出减排清单、实现减排清单可视化。对测算出的减排方案实施可以实现大气污染源减排量和减排效果进行分析，输出表单形式和空间地图形式的可视化减排清单。
根据上述内容，一种大气污染防治方案快速量化评估系统，包括系统业务功能单元、数据层单元和运行环境单元，所述系统业务功能单元包括措施数据库建立模块、措施可视化工具库模块、措施库动态更新模块、清单管理模块、排放源分类筛选模块、措施自定义组合模块、减排清单生成模块、动态响应关系模型建立模块、减排任务建立模块、减排量测算模块、减排效果空间分布模块、减排分担模块、减排汇总模块；
所述数据层单元包括减排控制措施模块、排放清单模块、地理信息模块及其他模块；
所述运行环境单元包括独立服务器、高性能存储、专用网络；
所述独立服务器与系统业务功能单元、数据层单元通过电连接。
通过按照不同排放源分类提供污染物控制措施可视化工具库及操作界面，动态更新和管理各项减排等控制措施，并支持不同控制措施的自定义组合，实现减排方案情景的快速建立，同时通过逐条建立控制措施与污染物减排量动态响应关系，快速核算不同减排方案实施后的污染物减排量，从而实现措施与减排的快速量化响应功能，生成的减排清单可进一步以GIS地图、表单等多种形式输出各排放源、各污染物种减排结果。
实验记录：
由某市2017年大气污染源排放清单可知，某市2017年共排放2.3万吨SO2。从排放分担率来看，固定燃烧源是最大贡献源，在总排放量中占比为65.7％，其中电力供热和工业锅炉排放分别占固定燃烧源排放的46.6％和32.3％，为主要排放源。二者SO2排放量核算涉及到的主要参数包括燃料消耗量、燃料硫份、末端控制措施和污染物去除效率等。根据国家和省市最新的方案中“削减电力行业低效产能、实施煤电机组降低煤耗行动、提高外购电比例、全面提升锅炉烟气排放标准、加大工业炉窑淘汰力度、加快工业炉窑清洁燃料替代”中的具体要求，并结合城市的实际情况，确定：“关停”“淘汰”的减排系数为1，“燃料清洁化替代”的减排系数为0.2～0.5，“整治”“改造”的减排系数为0.1～0.4，“深度治理”的减排系数为0.2～0.6。
基于某市2017年大气污染源排放清单，结合上述国家、省、市相关行业管控措施进行量化评估响应，分析SO2减排潜力，到2030年，SO2减排潜力最大的为电力结构调整及深度治理，包括降低火电能耗、火电结构调整、燃煤电厂的深度治理，预计可减少SO2排放4374吨，减排比重为26.8％；其次是锅炉综合整治，包括35蒸吨及以下的燃煤锅炉淘汰和燃煤锅炉的超低排放改造，可减少SO2排放4294吨，减排比重为26.3％；排第三位的是工业提标改造，包括工业炉窑专项整治和设备升级改造，可减少SO2排放3195吨，减排比重为19.6％。同时，在燃料清洁化替代和化解过剩产能等方面，可分别实现SO2减排2510吨和1553吨，减排比重分别为15.4％和9.5％。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1：进行措施数据库建立，先收集各污染源的各项管控措施，然后按照管控重点行业、地区建立可控污染源控制措施可视化工具库；
A2：进行清单管理，对接大气污染源排放清单编制与分析系统的排放清单，提供排放源数据，识别参与排放清单计算的相关参数；
A3：进行模型搭建，先用步骤A1建立的措施数据库和步骤A2识别出的影响排放清单计算的相关参数，测算不同措施作用下可实现减排量，然后建立各排放源非线性响应参数化方案，构建逐部门逐条污染控制措施与污染物减排量动态响应关系，形成措施关联减排量动态测算方法；
A4：进行预案管理，先确定拟开展评估的减排方案中的基准情景；然后，利用步骤A1建立的措施数据库按照管控重点行业、地区、国民经济行业分类、排放源来进行自定义编辑组合减排措施，形成多套减排情景，进行参数化；
A5：进行减排测算，先建立减排评估任务，将步骤A4建立的多套减排情景对应的参数化后的控制强度、执行区域，利用步骤A3形成的措施关联减排量动态测算方法，测算A4建立的不同减排情景及不同减排方案下各污染物减排量；
A6：进行分析评估，对A5测算出的各排放源、各污染物种在不同减排情景下的污染物减排量和减排效果进行分析，输出表单形式和空间地图形式的可视化减排清单。
2.根据权利要求1所述的大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，所述措施数据库建立包括收集各污染源的各项管控措施，构建减排措施数据库。
3.根据权利要求1所述的大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，所述清单管理包括对接排放清单、提供减排排放源数据、识别排放清单计算参数。
4.根据权利要求1所述的大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，所述模型搭建包括建立非线性参数化方案、构建动态响应关系、形成措施关联减排量动态测算方法。
5.根据权利要求1所述的大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，所述预案管理包括确定基准情景、建立减排方案，形成减排情景。
6.根据权利要求1所述的大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，所述减排测算包括建立评估任务、测算可实现减排量。
7.根据权利要求1所述的大气污染防治方案快速量化评估方法，其特征在于，所述分析评估包括效果评估、输出减排清单、实现减排清单可视化。
8.一种大气污染防治方案快速量化评估系统，其特征在于，包括系统业务功能单元、数据层单元和运行环境单元，所述系统业务功能单元包括措施数据库建立模块、措施可视化工具库模块、措施库动态更新模块、清单管理模块、排放源分类筛选模块、措施自定义组合模块、减排清单生成模块、动态响应关系模型建立模块、减排任务建立模块、减排量测算模块、减排效果空间分布模块、减排分担模块、减排汇总模块；
所述数据层单元包括减排控制措施模块、排放清单模块、地理信息模块及其他模块；
所述运行环境单元包括独立服务器、高性能存储、专用网络；
所述独立服务器与系统业务功能单元、数据层单元通过电连接。
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