針對太湖梅梁灣濱湖城市水體存在梅梁灣高藻水輸入影響，黑臭河道和斷面水質(zhì)不達標，閘控阻斷、水系破碎，河口生態(tài)環(huán)境惡化和生態(tài)退化以及河湖生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)功能退化五方面的水環(huán)境問題，駐點研究單位中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所牽頭承擔(dān)的“十三五”水專項“梅梁灣濱湖城市水體水環(huán)境深度改善和生態(tài)工程提升技術(shù)與工程示范”項目（項目編號：2017ZX07203，以下簡稱“項目”）研發(fā)了“藍藻顆粒物堆積預(yù)警模擬”等14項關(guān)鍵技術(shù)，集成“梅梁灣梁溪河口藍藻水華綜合防控與清除成套技術(shù)”等5套成套技術(shù)，并開展了規(guī)模化的示范應(yīng)用，支撐濱湖城區(qū)60平方公里綜合示范區(qū)藻源性顆粒物、總氮、總磷等主要污染物的去除。
針對望虞河“引江濟太”引發(fā)的水位壅高與水質(zhì)污染疊加導(dǎo)致西岸無錫市境內(nèi)河網(wǎng)區(qū)（500平方公里）水生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化的問題，駐點研究單位南京大學(xué)牽頭承擔(dān)的“十三五”水專項“望虞河西岸清水廊道構(gòu)建和生態(tài)保障技術(shù)研發(fā)與工程示范”項目（項目編號：2017ZX07204）項目按照“污染梯度削減、生態(tài)逐步恢復(fù)、實現(xiàn)清水內(nèi)生”整體思路，研發(fā)完成了“污水處理廠二級生化出水兩相耦合深度凈化關(guān)鍵技術(shù)”等13項關(guān)鍵技術(shù)，完成了“污水處理廠過程智慧管控-尾水耦合凈化-污泥減量處置污染物削減成套技術(shù)”等5項整套成裝技術(shù)，同時完成了“重污染滯留河道高效復(fù)氧設(shè)備”等5套設(shè)備，并開展了規(guī)模化工程示范，提升了望虞河西岸水環(huán)境質(zhì)量。在無錫市生態(tài)環(huán)境局的指導(dǎo)協(xié)調(diào)和支持下，項目研發(fā)的技術(shù)為無錫市水環(huán)境治理和水質(zhì)改善提供了技術(shù)支撐。
項目研發(fā)的技術(shù)已經(jīng)在四川省、湖南省、湖北省、江西省、江蘇省、上海市、浙江省等地推廣應(yīng)用，充分顯示了水專項技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和駐點工作對長江生態(tài)保護的促進作用。
關(guān)注一 為城市湖泊和景觀水體的治理提供技術(shù)參考
自2007年太湖水危機后，濱岸帶藍藻打撈、藻水機械分離、藻泥多途徑無害化處置成為江蘇省治太工作的主要內(nèi)容之一。以“大流量漂浮藍藻顆粒快速清除技術(shù)”為支撐的原位滅藻陷阱及加壓“控藻船”，通過對濱岸河口藍藻聚集區(qū)表層堆積藍藻水華的機械清除，降低表層水體藍藻生物量，可實現(xiàn)太湖梅梁灣梁溪河口表層水體（50 厘米）可打撈藍藻顆粒去除率從55%提升至70%，有效降低湖泛災(zāi)害的發(fā)生頻次和強度。相關(guān)技術(shù)成果在星云湖、巢湖、洱海、滇池等湖泊領(lǐng)域進行推廣應(yīng)用。
該技術(shù)一方面顯著降低了濱岸帶藍藻水華堆積，另一方面也支撐了蠡湖生態(tài)修復(fù)工程及出入湖河口水域生境改善工程，很好地改善綜合示范區(qū)水體透明度，有效提升了湖泊清水再造能力及生態(tài)服務(wù)功能，示范帶動效果顯著，為國內(nèi)其他城市湖泊和景觀水體的治理提供技術(shù)參考。
關(guān)注二 為太湖藍藻水華應(yīng)急處置和湖泛災(zāi)害防控提供技術(shù)支撐
基于“藍藻顆粒物堆積預(yù)警模擬”等技術(shù)，項目研發(fā)的新一代“太湖藍藻水華及湖泛監(jiān)測預(yù)警平臺”，由原來的提前3天預(yù)報升級到目前的提前7天預(yù)報，可實現(xiàn)對太湖流域2400平方公里湖面全覆蓋的發(fā)生藍藻水華及湖泛的地點、時間和規(guī)模的常態(tài)化高精度預(yù)測預(yù)警，科學(xué)地指導(dǎo)太湖藍藻水華打撈和處置系統(tǒng)的布設(shè)，顯著提升了藍藻水華及湖泛災(zāi)害的主動防控與管理能力，為地方管理部門對太湖藍藻水華進行應(yīng)急處置和湖泛災(zāi)害防控提供技術(shù)支撐。相關(guān)技術(shù)在自動化、規(guī)模化和業(yè)務(wù)化方面均處于國際領(lǐng)先位置，有效支撐國家對太湖“確保飲用水安全、確保不發(fā)生大面積湖泛”目標的實現(xiàn)，并在千島湖、天目湖等重要飲用水水源地得到推廣應(yīng)用，獲得了2018 年環(huán)境保護科學(xué)技術(shù)獎一等獎。“千島湖水質(zhì)水華預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)”的建成啟用，為杭州市民的飲用水安全保駕護航，多家新聞媒體均對該項目成果推廣進行了詳細報道。
此外，項目構(gòu)建的“藍藻水華清除與處置信息平臺”，已在無錫市水利局在線運營，能夠?qū)崟r調(diào)取無錫市藍藻易發(fā)區(qū)水質(zhì)、藻情、水文、氣象、藍藻打撈、藻水分離站處置的多種歷史信息，實時展示幾十個藍藻打撈點藻情狀況，借助藍藻水華及湖泛預(yù)測預(yù)警報告，分析未來藍藻水華情勢，組織配置藍藻水華打撈、藻水分離、藻泥處置等防控力量，助力無錫市藍藻治理工作的管理決策。
關(guān)注三 積極為地方水環(huán)境治理建言獻策助力水環(huán)境提升
針對太湖近期總磷濃度居高不下的問題，項目參與研究了太湖總磷濃度變化與藍藻水華暴發(fā)特征，解析太湖總磷濃度近期升高原因并形成對策建議，系統(tǒng)總結(jié)了過去 10 年太湖治理過程中的得失經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)流域社會經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，部分延緩了環(huán)境治理成效，當(dāng)前氮、磷營養(yǎng)鹽等關(guān)鍵指標偏高，無法遏制藻類生長和水華暴發(fā)，近年來全球氣候變暖加劇部分抵消了營養(yǎng)鹽削減對藍藻水華的抑制效應(yīng)，而國際經(jīng)驗表明大型淺水湖泊的富營養(yǎng)化治理見效慢、周期長的特點，撰寫了《太湖總磷與水華的10年變化與防控對策》專題報告。
與此同時，緊緊圍繞無錫市治污需求，積極為地方水環(huán)境治理建言獻策，編制并向地方報送了《太湖湖泊物理環(huán)境發(fā)生顯著變化，未來太湖環(huán)境治理的難度進一步加大》等政策建議咨詢報告15期，為地方水污染治理及管理部門決策提供科技支撐。《太湖藍藻水華監(jiān)測預(yù)警與防控》等專題報告有效支撐了地方駐點工作。
在太湖湖體生態(tài)修復(fù)工程實施方面，闡明了太湖水生植被退化過程與驅(qū)動機制，明晰了太湖水生植被恢復(fù)的技術(shù)途徑和潛在區(qū)域，撰寫完成了《太湖水生植被恢復(fù)與良性生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的對策與建議》報告。上述兩份專題報告均上報至生態(tài)環(huán)境部相關(guān)業(yè)務(wù)司局，并被江蘇省生態(tài)環(huán)境廳參考使用。
關(guān)注四 為區(qū)域生態(tài)重建與恢復(fù)提供有力支撐與保障
無錫市望虞河西岸的水環(huán)境污染問題影響著周邊地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)和居民生活，也關(guān)系到太湖飲用水安全。無錫駐點研究單位南京大學(xué)把握水專項項目實施的契機，針對望虞河西岸陸源污染控制任務(wù)艱巨
現(xiàn)狀和入河氮磷削減的迫切需求，在區(qū)域污染源高分辨精確解析和工程技術(shù)評估比選的基礎(chǔ)上，形成了《望虞河西岸污染源管控方案》，方案已被無錫市生態(tài)環(huán)境局引用到“十四五”課題研究報告中，并開發(fā)了污水處理廠以成本管控為導(dǎo)向的先進管控模塊，構(gòu)建了基于來水仿真預(yù)測為核心的節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上形成污水處理廠智慧化管控平臺。
針對城市低洼易澇區(qū)域連通型圩區(qū)滯留河道，有行洪需求，但夏季水體污染嚴重，在其他季節(jié)水體相對滯留，冬季污染物濃度高、溫度低和水力停留時間長的問題，集成了滯留河道水體高效復(fù)氧、原位電化學(xué)/生物耦合氮磷強化削減技術(shù)、重污染滯留河道催化氧化與生態(tài)強化凈化聯(lián)用等水體強化凈化技術(shù)和底泥處置與資源化技術(shù)，形成了河道強化凈化-內(nèi)源控釋-暢流活水-生態(tài)凈化-長效管理的城區(qū)河道治理新模式，在無錫市梁溪區(qū)民豐河水環(huán)境治理進行了工程示范，與2017年河道水質(zhì)相比，河道COD下降了58%，NH3-N濃度下降了88%，TP濃度下降了72%，河道水體溶解氧濃度穩(wěn)定大于3 mg/L。
圍繞望虞河西岸河網(wǎng)水質(zhì)變化大、水生植被覆蓋率低、水生態(tài)系統(tǒng)功能脆弱等突出問題，研發(fā)了適用于不同坡岸河道的水生植物方格化種植技術(shù)和人工誘導(dǎo)的自組織修復(fù)技術(shù)體系，從河流水生植被快速定植和規(guī)模化修復(fù)的角度，大幅縮短了現(xiàn)場作業(yè)時間，提高了修復(fù)效率，降低了河流的修復(fù)成本。為提升河道水生態(tài)系統(tǒng)多樣性、完整性和穩(wěn)定性，改善水體凈化能力，結(jié)合地方流域綜合整治開展了生態(tài)修復(fù)示范工程建設(shè)，總面積約250萬平方米，河道修復(fù)長度大于10公里，近岸水生植被覆蓋度50%以上，生物多樣性顯著增加，水生態(tài)質(zhì)量明顯改善。構(gòu)建了河網(wǎng)區(qū)水生態(tài)大數(shù)據(jù)庫和水生態(tài)修復(fù)與實時診斷聯(lián)動平臺，具有水生植被修復(fù)分析評估、分級信息發(fā)布等功能，監(jiān)控面積覆蓋100 平方公里以上，計算時間響應(yīng)率大幅提高，針對流域生態(tài)完整性的動態(tài)演變評估，彌補了傳統(tǒng)生態(tài)完整性靜態(tài)評估的不足，在無錫市生態(tài)環(huán)境局業(yè)務(wù)化運行，實現(xiàn)了河道水生態(tài)修復(fù)與實時診斷聯(lián)動，為區(qū)域生態(tài)重建與恢復(fù)提供了有力支撐與保障。
針對平原地區(qū)湖蕩滯水區(qū)水動力和環(huán)境質(zhì)量不佳、生態(tài)系統(tǒng)退化的難題，基于側(cè)重于生境條件改善以強化湖蕩生態(tài)系統(tǒng)自組織恢復(fù)的思路，研制了集水動力循環(huán)、光降解、生物膜分解于一體的湖蕩滯水區(qū)水體污染物去除和透明度同步提升裝置。同時，研發(fā)了通過改變湖底地形形狀以原位修復(fù)底泥污染和強化局部沉水植物生存條件的水下地形重塑技術(shù)。通過開放條件下湖蕩重污染滯水區(qū)技術(shù)示范，其生態(tài)系統(tǒng)自組織修復(fù)能力得到顯著提升，實現(xiàn)了湖蕩沉水植物生長繁殖及季節(jié)性自然演替，滯水區(qū)沉水植物覆蓋度從零星分布增加到50%以上，當(dāng)?shù)卣畬⒃撌痉蹲鳛榱咙c，推薦到無錫日報進行了宣傳報道。
滯留河道催化強化生物協(xié)同凈化技術(shù)目前已與江陰市人民政府進行成果落地的合作，并在江陰雙良石墨烯光催化技術(shù)有限公司（現(xiàn)改名為江蘇雙良環(huán)境科技有限公司）進行成果轉(zhuǎn)化。目前已經(jīng)建成規(guī)模化生產(chǎn)線，在無錫市的大李巷浜、壬子港、陳巷浜、劉巷浜、葛巷浜、倪巷浜等區(qū)域得到推廣應(yīng)用。河道水生植被方格化種植技術(shù)和人工誘導(dǎo)的自組織修復(fù)技術(shù)在錫山區(qū)雙涇河等河道治理與生態(tài)修復(fù)工程、宜興市河道生態(tài)修復(fù)及美麗鄉(xiāng)村建設(shè)項目得到應(yīng)用，助力當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境整治和生態(tài)修復(fù)工程。將生境改善技術(shù)和水生植物群落重建技術(shù)應(yīng)用于無錫宜興河道生態(tài)修復(fù)及美麗鄉(xiāng)村建設(shè)項目，水質(zhì)穩(wěn)定達到地表Ⅲ類水標準，實現(xiàn)水清、岸綠、水生態(tài)健康的環(huán)境目標。
在望虞河西岸建成了覆蓋面積500 平方公里的規(guī)模化綜合示范區(qū)，有效地削減了河道總磷和氨氮，提高了水體溶解氧，支撐了望虞河西岸水質(zhì)改善。與2016年相比，2019年九里河釣邾大橋國考斷面和伯瀆港承澤坎大橋省考斷面水質(zhì)明顯提升，穩(wěn)定達到Ⅲ類水質(zhì)標準。
同時，研發(fā)的技術(shù)在全國得到推廣應(yīng)用。研發(fā)的污水處理廠過程智慧管控-尾水耦合凈化-污泥減量利用成套污染物削減技術(shù)已在香港、天津、長春等地的多個工程中得到推廣應(yīng)用。污水處理廠二級生化出水兩相耦合深度凈化關(guān)鍵技術(shù)中創(chuàng)新點“系列新型布水布氣組件及其裝配方法”在天津市張貴莊污水處理廠提標改造工程(10萬m3/t)、吉林省長春市綠園區(qū)合心鎮(zhèn)污水處理項目(2.5萬m3/t)兩項反硝化濾池工程項目中得到應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)還榮獲2019年第47屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎。滯留河道催化強化生物協(xié)同凈化技術(shù)服務(wù)于全國23個省百余處水體治理，水體類型包括河道、坑塘、景觀水體、湖泊和水源地。在云南大理洱源縣西湖、上海青草沙水源地實證基地、海南大榕水庫、江西高潮湖、深圳辛養(yǎng)魚塘、竺山湖和太湖慕灣等水體得到應(yīng)用，湖蕩生態(tài)修復(fù)技術(shù)在連云港市碩項湖水源地水質(zhì)保障工程等得到推廣應(yīng)用。
太湖流域環(huán)境保護是長江經(jīng)濟帶發(fā)展戰(zhàn)略中的一項環(huán)保舉措，是一項關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)系到長江下游，尤其是長三角地區(qū)、太湖地區(qū)的水生態(tài)及周邊民生問題。駐點單位研發(fā)的技術(shù)已經(jīng)在長江上下游包括湖南、湖北、四川、江蘇、上海等省市推廣應(yīng)用，充分顯示了駐點工作對長江生態(tài)保護的促進作用。
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