松花江哈爾濱市轄區控制單元位于松花江流域中段。課題組針對控制單元水環境基礎信息尚不完善的現狀，突破傳統單純地面調查的水環境信息獲取方法，采用多源遙感技術與地面實測數據結合的方式，開展控制單元水環境基礎信息采集工作。通過環保管理部門污染源普查、統計、減排、排污申報及排污許可數據，建立控制單元水環境屬性數據庫。結合在線監測獲取的水質動態數據，建立控制單元水環境數據綜合服務平臺，為水環境管理、規劃、治理提供數據支持和數據服務。
以水環境分布式數據庫為基礎，集成物聯網、傳感器技術，建立水環境深度感知系統，實現企業、污水處理廠和流域斷面的三級響應管理。通過GIS系統的可視化動態界面，對企業排水參數和污水處理廠進水參數及時預警預報，以保證污水處理廠水質達標排放，為大頂子山監測斷面的水質目標提供輔助支持。綜合控制單元各示范區采取的污染物削減技術及生態修復手段，對控制單元未來水環境狀況進行大尺度的三維推演與虛擬仿真，為控制單元污染物削減技術的預期效果提供直觀展示，并輔助控制單元的環境規劃和管理決策支持。
針對控制單元水質管理需求，構建由水動力模型、水質模型、污染源與水質空間關系模型和水環境容量計算模型耦合的水質模型系統，解決了控制單元水質模型構建未考慮冰封期、融冰期（桃花水期）、平水期和豐水期不同時間段中污染源（點源、融雪徑流、暴雨徑流和農業面源）動態變化情況，水動力、水質模型不能實現全時空精確模擬等問題，為水環境的可視化虛擬仿真提供計算基礎。通過應用遙感與GIS技術與水質模型相結合，實現控制單元水質模擬預測、水質評價、污染物總量排放管理、水環境容量動態模擬、水質保障措施制定等業務化應用。同時，以保證大頂子山出口斷面Ⅲ類水質標準為前提，為控制單元水環境科學規劃提供預測數據，為區域環評、工農業項目審批提供決策支持。課題成果“水環境生態補償框架”研究對黑龍江省流域水環境補償標準框架等進行了有益探索，為黑龍江省相關政策制度的出臺和落地實施提出了實用性強的設計思路和策略，有效指導了區域內水環境補償工作的具體開展。
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