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任务目标
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国家“十三五”水专项


项目任务

          针对太湖梅梁湾滨湖城市水体高藻水输入、黑臭河道不达标、水系闸坝阻控、河湖生境恶化和生态系统退化问题,围绕水环境深度改善和生态功能提升的技术需求,采用“控制外藻输入—河道原位控藻—河网水系调活—河口生境优化—湖泊生态修复”的技术研发思路,突破一批水环境治理与生态修复的关键技术,形成梅梁湾入湖河口敏感区藻源颗粒物综合清除成套技术、高藻颗粒物影响河道的深度水质净化成套技术、提升河网生态流量效率的河湖水系交换科学调控成套技术、出入湖河口生境优化成套技术、浑浊湖泊生态系统修复与生态功能提升成套技术等,在以蠡湖为核心60 km2 的综合示范区开展示范应用,改善区域水环境治理,保障国控、省控和市控断面水质达标。

 

项目目标

1、科技目标:

a) 研发和集成蓝藻水华综合防控与清除、河湖连通及河道自净能力提升、河道输入性高藻原位控制与生态修复、滨湖城市水体出入湖河口水域生境改善和滨湖城市湖泊草型生态系统重构5套成套技术
 
b) 示范工程水体藻源性颗粒有机物去除效率70%以上;示范工程总氮、总磷削减20%以上;示范区水体透明度达到 50cm 以上,水生植被覆盖度达到40%;示范区水体关键性水质指标透明度提高20%以上。
 
c) 培养和造就了一大批享誉国内外的湖泊科学和水环境治理研究队伍
 

2、治理目标:

Ø滨湖区梁溪河国考、省考断面水质由 IV 类改善为 III 类;
Ø通过水资源优化调度及蠡湖生态服务功能修复,实现长广溪大桥断面水质由 IV 改善为 III 类。
 
 

国家“十二五”水专项


【课题目标】

       通过对湖泛发生、发展和消亡过程的原位监测及受控模拟,探明太湖湖泛形成的藻源基础及关键表征参数,揭示湖泛形成的气象、水文、环境和微生物等条件因素;研发湖泛发生的风险评估方法及预测预警技术,建立湖泛发生的原位监控的指标、技术方法及湖泛发生发展的预测预警平台并进行工程示范;开展湖泛形成过程中蓝藻水华预防和湖泛阻控技术研究,研发高效曝氧、臭氧氧化等湖泛与水华灾害的应急处置工程技术并在原位发生地进行示范试验和效果检验;研发集成了高效曝氧、臭氧氧化应急处置工程技术的湖泛与水华灾害应急处置船并在太湖西部沿岸带和竺山湾湖泛发生区进行工程示范。

 

【课题任务】

(1)太湖湖泛发生条件、影响因子与监控指标体系研究

      开展历史湖泛过程的回顾性调研研究,湖泛多发区底泥污染动力学特征,水体水质及悬浮物含量和污染状况,水华过程及湖泛过程的捕捉性跟踪研究;在室内及野外定位或半定位开展湖泛发生过程模拟,揭示湖泛发生发展物质、能量条件,获得湖泛发生、发展、消亡等不同过程的藻类生物量、堆积方式、温度、降雨、水位、风速风向、流场等关键参数,旨在阐明湖泛形成原因,为湖泛与水华灾害预测预警及防控技术研究提供依据。

      通过长期野外湖泛过程调查与室内湖泛过程模拟,基于藻类生物量、溶氧、溶解性有机物浓度等湖泛发生特征参数及水域地形等形态因子、沉积物分布,确定太湖沿岸带及湖湾、河流入湖口等湖泛易发水域位置及面积;根据湖泛发生时面积、藻类生物量、溶氧、溶解性有机物、湖泛衍生污染物等浓度,结合湖泛发生区域、当时气象和水文条件(温度、风速、降水、波浪湖流),确定湖泛等级;研究湖泛形成过程中其衍生污染物(藻毒素、嗅味物质、异味物质)产生的物理化学条件(温度、溶氧、持续时间等),浓度及组成变化规律,研究湖泛对湖泊水质、水-沉积物界面营养盐迁移转化以及湖泊生态系统的影响,对其环境效应进行综合评估,服务于湖泛与水华灾害预测预警及防治防控。

(2)太湖湖泛监测、监控的成套技术与应用示范

      综合采用遥感信息技术、高频自动监测平台技术、高效人工巡测技术,及时把握湖体蓝藻水华、蓝藻堆积、湖泛前兆及湖泛发生的综合信息。具体包括太湖蓝藻水华及湖泛空间分布信息获取的遥感技术研发及应用;蓝藻生物量及溶解氧、pH、电导率、水温、气象条件等相关信息实时获取的高频监测平台技术;蓝藻及湖泛状况监控的人工巡测技术等。通过相关成套技术的研发与应用,满足对太湖湖泛信息的全面把握需求,为湖泛的预测、预警提供数据。在技术研发的基础上,建成若干太湖水体湖泛信息监测平台与人工巡测船只。

(3)太湖湖泛预测模型技术及湖泛灾害预警平台与示范

      构建基于水动力模型基础上的太湖湖泛预测模型,根据太湖风向、湖流特征,在太湖湖泛易发区域选择性地设立若干个湖泛原位监控站点,重点监测湖泛发生的溶解氧、色素浓度等表征参数;在监测技术研发的基础上,在湖泛发生季节开展每二天一次的人工巡测,安装在线高频自动监测站及数据无线实时传输以及卫星遥感数据,获得发生湖泛水体的特征水质,探明藻华(叶绿素、藻蓝素)、湖泛发生(溶氧、溶解性物质、藻毒素和嗅味物质)与蓝藻水华发生的面积、范围、下风口堆积点、堆积时间等要素的关系;建立湖泛监测、模型构建、湖泛预测及信息发布的可视化预测预警平台;获取湖泛引发灾害的可评估指标及其阈值,建设湖泛灾害的综合评估指标体系及生态灾害风险评估方案;通过模型耦合,结合地面天气预报、风险评估方案和数值模拟,对湖泛进行预测预警、灾害评估、风险性评价并进行信息发布。

(4)太湖湖泛与水华灾害消除与控制技术研发、集成及工程示范

      根据湖泛发生发展及成灾过程,研发湖泛易发区域、湖泛形成前期藻华堆积、湖泛出现不同区域及不同阶段湖泛与水华灾害应急与长效消除处置工程技术;根据前面研究确定的湖泛易发区域,重点采取对富含有机质的底泥去除技术,获取其技术参数及应用条件;在藻华堆积阶段,重点研发快速高效打捞、絮凝沉降等工程技术措施,获取其技术参数及应用条件;在湖泛出现阶段,重点研发快速围挡、高效曝氧、微孔曝气、臭氧氧化、电化学氧化等工程技术,获取其技术参数及应用条件。

      基于前面消除与控制技术的研发,遴选出诸如絮凝沉降、高效曝氧、臭氧氧化等部分高效去除技术,研发集成了这些应急处置工程技术的湖泛与水华灾害应急处置船设计、技术搭配、动力供给,形成快速机动、高效的湖泛与水华灾害应急处置船;在湖泛与水华灾害风险评估预测预警的基础上,针对饮用水水源地等敏感区域,重点开展太湖湖泛应急处置预案研究;针对不同应急预案,利用湖泛与水华灾害应急处置船开展湖泛形成及致灾不同阶段、不同处置技术搭配的湖泛应急处置并进行工程示范,达到快速消除湖泛,减少水华灾害影响,保证饮用水供水安全。