莱州湾陆海污染源多级监测和评价分析系统”主要研究陆源污染物的陆海统筹监测分析方法，重点研究水质演变和陆域污染物排放的响应关系。提出了基于陆海协同的全链条监测、溯源和评价分析系统，将陆海统筹的控制机制作为本文方法的切入点，为阐明水质变化和陆源排污关系，建立污染物入海总量控制技术体系和高效精准的减排方案提供参考决策平台。
现有的支撑陆海协同监控和评价的信息化和智能化系统不完全符合陆海统筹的本质要求。陆海统筹监测任务需要全面的监测要素：当海域水质超标时，它要对所有贡献率高的要素进行溯源分析，还需要考虑各要素之间的影响关系。与此同时，溯源分析过程不仅要求从多个视角对溯源结果进行可视化表达，而且数据还需要较高的精度。现有的支撑陆海协同监控和评价的信息化和智能化系统皆实现了部分要素、单视角的监测分析，并不能满足上述的任务要求。针对该问题，我们提出基于陆海协同的全链条监测、溯源和评价分析系统。其中，陆海协同的全链条监测、溯源实现污染物输海路径全过程监测和分析。旨在通过陆域行政区单元和排污入海口、排污入海口和海域水质响应区两层链接，实现海域水质演变和陆域污染物排放的响应分析机制。评价分析系统旨在对产排污量以及水质进行评估，并进行可视化表达。
具体来说，陆海协同的全链条监测实现对污染物的产生、削减、以及排污和纳污阶段污染物数量的监测和统计。其基于产污数量、工减数量、土壤输减数量、河流输减数量系列矩阵和入海数量矩阵构建。溯源采用基于监测数据的流域模型和基于经济统计数据的统计模型计算陆源产排污数量，两种方式不仅可以相互校核，后者还可以突破监测时空覆盖盲点和要素监测片面的挑战。评价分析系统采用计量单元作为最小尺度对污染物排放贡献率进行评估，该计量单元兼顾行政区划和流域归属的双重性质，既满足流域分析和溯源的约束，又符合我国行政区划分原则，便于开展以地区为单元的行政管理。同时，该计量单元粒度合理，精度较高，为实现精准的总量控制和减排措施制定提供了基础支撑。
我们以莱州湾为典型应用场景，通过构建陆海污染源多级监测和评价分析系统，实现高精度多级陆海联动的入海通量监测评估、污染源解析、海域水质变化和入海排污响应分析等主要功能。
系统具体实现如下：
图1 陆源污染物数量多级统计分布
图2 水质分布
图3 CEI月际变化
图4 源解析
注：多模态大数据智能计算实验室2020级电子信息硕士研究生杨启成同学作为第一作者完成的论文“莱州湾陆海污染源多级监测和评价分析系统”于2021年11月获海洋环境科学期刊录用。
