科创中国

本服务体系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美国国家地质调查局（USGS）开发的非线性流域污染物评估模型，其介于传统统计学模型与机理模型之间，用于估计流域地表水体中污染物负荷与污染源之间的关系。是美国TMDL 计划推荐流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（统计分析系统）平台运行，使用 IML 语言编写，其嵌套的统计模块可以轻松调用非线性加权最小二乘法（NWLS）进行方程的求解，完成所需参数的估计，虽然 SPARROW 本身可以免费使用，但是 SAS 平台购买费用不菲，为此我们基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 语言开发了面向我国特点的具有空间响应特性的水环境管理模型， 简化了原 SPARROW 模型中不适用于中国的模块，并增加 jackknife 不确定性分析模块，按照中国水环境管理需求补充可能实现的模块，优化模型功能，改善人机交互形式，使数据输入及模型运行更加方便易学并符合中国的数据特点。

（1）污染源空间解析：进行各子流域污染源组成比例分布预测以及各子流域的污染来源追溯等，由于监测站点只能评价静态的理化指标，SPARROW 模型则综合考虑流域内的地质地貌、气象要素等，通过监测数据追溯污染来源，分析来自不同污染源的污染量和比例，有针对性地对水质进行控制和管理，找出污染贡献最大的区域加以治理，实现投入产出的效益最大化。

首先，该服务体系主要基于SPARROW模型，这是一种非线性流域污染物评估模型，介于传统统计学模型与机理模型之间，用于估计流域地表水体中污染物负荷与污染源之间的关系。并且是美国TMDL计划推荐流域模型方法之一。这种模型可以估计流域地表水体中的污染物负荷与污染源之间的关系，对于水环境管理具有重要的意义。其次，该服务体系简化了原SPARROW模型中不适用于中国的模块，并增加jackknife不确定性分析模块，利用有限水质监测站点过去一段时间的监测数据外推流域内其他未监测河段的水质情况，有效解决布设监测站点成本高、监测络点位数量少、代表性差的问题。这种技术可以有效优化监测站点的空间设置，提高监测数据的代表性和准确性，对于水环境质量达标提供有力的支持。再次，该服务体系面向敏感区（达标断面）的削减措施优化，例如海岸带、湖库、饮用水取水区、达标考核断面等，作为考核或评估断面进行污染物传输分析，分析上游各子流域对其污染贡献大小，甄别污染贡献最大的区域，优化管理措施的设置。这种技术可以为水环境管理提供更加精准的决策支持，有效改善水质状况，保障水源的安全和稳定。最后，该服务体系在东北松花江流域、黄山新安江流域等地区成功应用，证明了其有效性和实用性。这种技术可以为不同地区的水环境管理提供全面的解决方案，实现水环境质量的持续改善。 

生物质资源化利用国家地方联合工程研究中心（南开大学）十分重视科学研究和产学研合作，主持申请了多项国家重大专项、国家自然科学基金项目（包括重大、重点项目），省部级项目及国际合作项目，在固体废弃物污染与防治、生物质固废资源化、固体废弃物成分分析、环境微生物技术、生物质炼制、生物质能源、土壤修复与改良、循环经济等研究领域形成了明显特色，取得了一批高水平研究成果，某些领域的成果已接近或达到国际同类研究水平，获得了天津市科学技术进步奖等多项奖励，在主要学术刊物发表论文数百篇。申请/获得省部级及以上项目50余项，企业合作项目100余项。中心现有科研人员50人，其中教授10人，副教授15人，博士学位35人，硕士学位15人。中心拥有现代化的大型分析仪器为科研分析的顺利进行提供坚实的保障。工程研究中心在生物质固废资源化方向上取得了多项研究成果，形成了以优秀中青年学术骨干为主体、老中青相结合、结构合理、经验丰富、学术作风严谨、具有团队合作精神的科研群体和精悍的研究队伍。中心人员近五年共发表期刊论文150篇，其中SCI论文120篇（他引超过1067次）；出版专译著10部；申请国家专利技术128项（发明专利1

1. 优化监测站点布局：该服务能有效地利用有限的水质监测站点数据，通过外推流域内其他未监测河段的水质情况，找出水质较差的河段，优化监测站点的空间设置，降低布设监测站点的成本，提高监测网络点位的代表性和数量。2. 提高水质管理效率：通过溯源分析，可以找出污染贡献最大的区域，有针对性地采取治理措施，实现投入产出的效益最大化，有效提高水质管理的效率。3. 支持决策制定：该服务还可以面向敏感区（如海岸带、湖库、饮用水取水区、达标考核断面等）进行污染物传输分析，优化管理措施的设置，为水环境质量达标提供支持，有利于决策的制定和实施。4. 推广到其他流域：如果该模型在东北松花江流域和黄山新安江流域的应用成功，那么它也有可能被应用于其他流域，进一步扩大其应用范围，产生更大的社会和经济效益。 

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