流量计国内外研究应用现状与发展趋势

信息技术在各行各业的广泛渗透,深刻地改变着经济和社会面貌。在过去的20 年间,信息技术广泛应用于环境保护的各个领域,环境信息已发展为一个复杂的多学科交叉的新学科[1 ] 。在环境领域,信息技术主要应用在环境质量监测与管理、污染源监控与管理、环境统计、环境评价、生态建设与管理、核安全与管理以及环境信息发布等业务中,为环境管理和辅助决策提供环境信息技术支持与服。环境信息化作为国民经济和社会信息化的重要组成部分,是环境保护工作的基础和关键支撑,它对提高环境与发展的综合决策能力、提升环境监管的现代化水平、加强政府的公共服务能力、构建资源节约型和环境友好型社会、实现环境保护的战略目标具有重要的作用。

1 发展现状

我国的环境信息化在“九五”以来得到了较快的发展,取得了明显的成效:初步建立了国家、省、市三级环境信息管理体系,配备了一批软、硬件设备,奠定了基础工作条件;开展了多项环境信息应用工作,提高了环保政务和业务工作的效率,积累了大量环境信息资源;为政府部门和社会公众提供了多种技术支持和信息服务,提高了行政效率,促进了政务公开;制定了一系列法规、标准,培养了一支专业人才队伍,保障了环境信息化的良性发展。同时,环境信

息资源和信息技术手段还能够为重大环境污染事故和生态灾难的应急响应提供必需的技术支持①。通过一系列国内及国外援助项目的开展,信息技术的发展取得了以下的成果:(1) 制度方面。国家环保总局信息中心已经发布了《环境信息化“九五”规划和2010 年远景目标》、《环境信息管理办法》(暂行) 、《国家环境信息“十五”指导意见》、《总局电子政务职责分工》、《国家环保总

局应用软件开发项目管理暂行办法》、《环境信息标准化手册》等环境信息文件。

(2) 硬件方面。应用亚洲开发银行援助、世行贷款B21 项目、世行贷款B21 扩项目、日本政府无偿援助等建成了总局信息中心、32 个省级环境信息中心和110 个城市环境信息中心,并配备了先进的计算机软、硬件和网络设备。

(3) 人员方面。依托日援二国研修项目,组织了环境信息中心,人员培训1 000 多人次,初步建立了一支具有较强业务能力和管理水平的人才队伍。

(4) 网络方面。已建成覆盖全国省级环保局和121 个城市环保局的卫星通信专网,连接至全国87个自动水质监测站,实现了总局与各省级环保局之间电子公文无纸化传输②。

2 信息技术在环境数据采集中的应用

环境数据包括环境元数据、环境法规与标准数据、环境文献与公报数据、环境质量数据、环境统计数据、环境背景数据、生态环境保护数据、生物多样性保护数据、辐射环境数据、其他环境管理相关数据等(社会经济信息及计划、规划等) 。而按照数据特征,环境数据可分为4 种形式:空间数据、属性数据、关系数据、时间数据[2 ] 。在环境业务中,环境数据的核心是环境质量监测信息和污染源数据两大部分[3 ] 。根据环境管理的需要,我国环保部门已设计出了一系列数据收集报表。环境数据的收集可分为手工操作和自动操作两种,自动操作一般与相关环境信息管理软件相对应,设计相应的基础数据收集报表和上报统计汇总表。

2. 1 环境质量监测数据的采集

我国环境监测发展相对完善,建立了一整套数据收集系统,主要包括自动监测和手工监测两种,并正随着信息技术的进步而逐步向智能化监测发展。环境质量自动监测的范围主要包括大气、水、噪声以及生物要素的监测等。目前全国环保系统共有各级环境监测站2 389 个,已初步形成了全国性的环境监测地面网络系统(见表1) 。

表1 环境监测地面网络系统

Table 1 Net systems of environmental monitoring

监测站类型数量/ 个

省级监测中心站41

地市级监测站401

区县级监测站1 914

核辐射监测站32

总计2 389

国家在城市空气自动监测系统建设方面也给予了资金支持,推动了全国空气质量自动监测系统的建设,到2003 年上半年,全国279 个地级以上城市中已有208 个城市(另有40 个县级市和县) 共建设了空气自动监测系统631 套(见表2) 。同时,总站还开展了重点城市空气自动监测站联网和空气质量自动监测系统质控考核工作。江苏、河北、浙江和辽宁等省环境监测中心站还开展了省内空气自动监测

站联网工作。为了能够及时全面地掌握主要流域重点断面水体的水质状况,预警或预报重大(流域性) 水质污染事故,从1999 年9 月开始至2003 年12 月,国家环保总局在松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江、太湖、巢湖、滇池等流域建设了82 个水质自动监测站(中国环境监测总站) 。监测项目为五参数(水温、p H、DO、TB、EC) 、高锰酸盐指数、氨氮和TOC8 项指标。目前,各流域水质自动监测数据通过拨号上网和卫星地面接收两种方式进行传输,水质自动站的建设和水质周报的发布使各级环境保护部门能够更好地掌握重点流域省界断面污染物排放总量的变化趋势,监督总量控制制度的落实情况,对提高

我国水质监测技术的现代化、水质监测信息管理的科学化、重大水质污染事故预报预警的自动化水平,对国家环境保护决策部门及时做出有效的水污染防治和管理对策等方面均具有重要的意义。

表2 自动监测系统的数量

Table 2 Numbers of automonitoring systems

自动监测系统类型数量监测项目

空气自动监测系统631 套SO2 、NO x 、TSP 等

水质自动监测站82 个

水温、p H、DO、TB、EC、高锰酸盐

指数、氨氮和TOC 8 项指标

除了以上的自动监测网络,还有水环境监测网、近海岸海域监测网、沙尘暴监测网、东亚酸沉降监测网等,为环保部门提供了相关数据。另外,在各地还建有地方级的各种环境自动监测网络(中国环境监测总站) 。

2. 2 环境污染源数据采集

推进污染源自动监控,不仅仅是为了方便地获得相关数据,更重要的是快捷地对排污企业实施监管,有利于对重大环境污染事故及时采取预防和应急措施,同时也可以降低环境执法成本,提高执法监察效能。

污染源自动监控系统的建设和管理依托环境监测、自动控制、计算机、电子、通信等多个领域的技术,是一项复杂的系统工程。

污染源自动监控系统可分为数据收集子系统和信息综合子系统(污染源在线自动监控(监测) 系统———数据传输和接口标准技术规范) 。

数据收集子系统是污染治理设施的组成部分,包括在污染源现场安装的污染物排放监控监测仪器(COD、TOC、p H 等水污染物在线监测分析仪,二氧化硫、烟尘等大气污染物在线监测分析仪) 、流量(速) 计、污染治理设施运行记录仪(黑匣子) 和数据采集传输仪(用于数据的存储、加密,数据包转发、接收以及报警、反控) 等自动监控仪器,简称现场机。

信息综合子系统包括计算机信息终端设备、监控中心系统(污染源自动监控中心信息管理软