為無錫水環(huán)境治理于修復提供技術(shù)支撐，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院南京地理與湖泊研究所牽頭承擔的“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牽頭承擔的“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、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氧設(shè)備”等5套設(shè)備，并開展了規(guī)?；こ淌痉?，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?？焖偾宄夹g(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)測預警平臺”，由原來的提前3天預報升級到目前的提前7天預報，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)化高精度預測預警，科學地指導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)境保護科學技術(shù)獎一等獎。“千島湖水質(zhì)水華預測預警系統(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測預警報告，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?！短{藻水華監(jiān)測預警與防控》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向的先進管控模塊，構(gòu)建了基于來水仿真預測為核心的節(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氧、原位電化學/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)和人工誘導的自組織修復技術(shù)體系，從河流水生植被快速定植和規(guī)?；迯偷慕嵌?，大幅縮短了現(xiàn)場作業(yè)時間，提高了修復效率，降低了河流的修復成本。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)修復示范工程建設(shè)，總面積約250萬平方米，河道修復長度大于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)修復與實時診斷聯(lián)動平臺，具有水生植被修復分析評估、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)修復與實時診斷聯(lián)動，為區(qū)域生態(tài)重建與恢復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?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)?；a(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)和人工誘導的自組織修復技術(shù)在錫山區(qū)雙涇河等河道治理與生態(tài)修復工程、宜興市河道生態(tài)修復及美麗鄉(xiāng)村建設(shè)項目得到應(yīng)用，助力當?shù)氐乃h(huán)境整治和生態(tài)修復工程。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)?；C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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