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“数字巢湖”让流域水污染“标本兼治”

作者: 中国传媒网 来源: https://www.cmzz100.com 时间:2022-06-10 07:01:14
为此,段洪涛带领南京地湖所巢湖“水专项”课题组提出“湖体治标、流域治本”的巢湖信息化建设思路,提升流域信息化水平的同时,希望促进流域水环境“标本兼治”。”段洪涛介绍,安徽省巢湖管理局已明确将“巢湖水环境水质目标管理业务化平台”纳入“数字巢湖”建设框架,并确定为“数字巢湖”基础版。“数字巢湖”建设项目将在“水专项”平台核心技术“水质—水量—污染物通量”模型基础上补充完善。

科学家在巢湖采集样本。南京地湖供图

近年来,安徽巢湖多次出现大面积藻华分布,对水源水质乃至周边工农业生产和居民生活构成威胁。

近日,安徽省巢湖管理局召开巢湖周边水质监测系统改扩建工程及巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台(以下简称“数字巢湖”)项目(第四标段)。该项目主要由中国科学院南京地理与湖泊研究所(以下简称南京湖沼所)科研团队承担。

南京地湖研究院研究员段洪涛告诉《科学中国报》:“我们参与的‘数字巢湖’项目,从中标到验收,只用了一年左右的时间,可谓任务繁重,任务艰巨。工期紧。短时间内的技术转化,主要得益于研究所几十年的科研积累。”

从“水特辑”开始

段洪涛介绍:“南京地湖所最早参与巢湖研究可以追溯到1950年代和1960年代,1980年代后期主持巢湖富营养化研究‘七五’国家重点研究2006年至今,南京地湖所先后主持“十一五”至“十三五”期间巢湖水利专项3个、巢湖课题6个,取得了一系列重要进展和成果。

“十一五”期间,南京地湖承担的“巢湖水污染治理与富营养化综合治理技术与工程示范”项目主要针对我国饮用水源地富营养化和蓝藻水巢湖以东。水华频繁发生,威胁供水安全,通过降低入湖污染负荷、防治湖水污染等技术,改善了水源地水质,保障了湖水源地供水安全。蓝藻水华的灾难。

流域污染控制技术集成体系图

其中,为解决2010年夏季巢湖水源地蓝藻水华造成的供水危机,南京地湖研究所研究团队整合蓝藻水华预测预警—智能拦截—高效形成了湖泊水源地蓝藻水华防治关键技术和装备,并在其他流域推广应用,取得了显著成效。

段洪涛等承担的“十三五‘水工程’”项目是“巢湖流域水环境目标水质管理平台综合技术验证、应用与推广”。课题组开发了蓝藻水华监测预警模型,基于流域水情动态优化入湖污染负荷降低等关键技术,在当地开展示范应用“ “数字巢湖”项目、“巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台”和“农村流域地表”相继研发。源网格管理系统”。

水污染可分为点源污染和非点源污染。为什么电网管理平台不针对点源污染?段洪涛解释说:“受益于‘水利工程’等相关课题的研究,特别是合肥市近年来大力整治巢湖周边环境,巢湖点源污染得到了基本控制,因此我们有重点关注面源污染,希望为巢湖流域村民开展面源污染有效治理示范。

为此,段洪涛带领南京地湖所巢湖“水专项”课题组提出“治标治本,治标不治本”的巢湖信息化建设思路。流域的根本原因”。治标不治本”。

“前期工作也有用”

蓝藻水华是指蓝藻和其他藻类在淡水体中大量繁殖的自然生态现象。作为中国第三大淡水湖,太湖多年来一直受到蓝藻水华的影响。那么,在太湖水环境得到根本改善之前,如何实现水环境监测预警,防止类似“太湖水危机”事件的发生?

流域污染控制技术集成体系图

研究发现,湖泊中藻类大量繁殖的诱因包括高浓度的氮和磷。因此,控制巢湖氮、磷水平是减缓巢湖富营养化、遏制水质恶化的重要途径。

“十二五”以来,段洪涛课题组一直为安徽省巢湖管理局等部门提供蓝藻水华卫星遥感监测报告。 “十三五”以来,课题组通过整合蓝藻水华预报预警模型,实现了巢湖未来一周蓝藻水华的预测预警。预报指标包括巢湖总氮、总磷、氨氮、溶解氧和藻类生物量。其他 5 个指标。

“我们3天内巢湖溶氧预测准确率可达80%以上,总氮、总磷浓度预测准确率可达60%,可以更好地预测湖水的时空发展趋势。巢湖藻华。”段洪涛表示,项目组将巢湖蓝藻水华预警周报推送至生态环境部水生态环境司、国家水利办、安徽省生态环境厅、合肥市政府、巢湖管理局、合肥环湖办事处和其他管理部门在一周的某些时间。蓝藻水华危害,为保障供水安全提供支撑。

中标“数字巢湖”项目后,段洪涛等与“水特”巢湖平台示范工程和“数字巢湖”建设实施单位——安徽省巢湖管理局进行了积极沟通,明确“水特”巢湖平台示范工程与“数字巢湖”建设的关系。

“我们之前的工作也有一定的作用。”段洪涛介绍,安徽省巢湖管理局已明确将“巢湖水环境与水质目标管理运行平台”纳入“数字巢湖”建设框架,并确定为“数字巢湖”基础版。 “数字巢湖”建设项目将在“水质-水量-污染物通量”模型的基础上进行补充完善,这是“水专”平台的核心技术。

技术对接要求

流域污染控制技术集成体系图

段洪涛课题组开发的两个平台通过对现有水质、水文、气象、预报等数据源的汇总、分析和展示,对巢湖当前和未来的水环境状况有了更准确的了解。认知。

一方面,课题组通过巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台实施“湖体症状控制”,并综合卫星、无人机、相机、浮标、数值模拟等手段,构建“天上天”水华——地球”立体监控网络和应急防控体系,实现现状管控、异常识别、原因溯源、未来模拟等目标,避免水危机等事件发生。

另一方面,课题组推进基于网格化农村面源污染精细化管理体系的“流域治理”,研究农村流域污染控制单元科学划分等关键技术,细化水质水量模拟,实现农村流域网格化。水量和水质信息在线模拟、监测和预警,进一步实现不同流域污染物总量核算、准确溯源和污染判定,探索彻底解决全省水环境污染问题的有效途径。巢湖流域。

“参与‘数字巢湖’项目也拉近了我们与当地管理者的距离,发现技术与需求的衔接并没有想象中那么顺畅。” 一、研究所助理研究员邱英国课题组成员南京地虎告诉《中国科学报》,“过去我们主要将湖泊中的蓝藻水华划分到湖的东半部, “

此外,项目副组长、南京地球与湖泊研究所研究员赖锡军补充道:“整个课题组成员都比较年轻,专业也涵盖了地理信息等多个领域。之前大多主要从事基础科学研究,现在突然接触到当地的应用需求,一方面需要融合不同的学科背景,另一方面需要进一步落实自己的研究,真正解决实际问题。”

“数字巢湖”项目还有两年的运行时间,段宏涛预计,到今年年底平台上的数据将达到4亿到5亿。 “目前,系统维护是主要工作,希望这两个平台能够成为协助巢湖水环境预报治理的有力助手。我们也将围绕当地需求进行进一步深入的合作研究。”

(原文发表于《中华科学杂志》2021-11-10第3版转移变换)

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