水專項支撐—提升太湖水源地安全保障與水生態健康水平
湖濱帶水生植被優化管理
“十三五”期間,國家水專項面向東太湖水質提升區制定了“提升太湖生態系統健康水平”“改善飲用水水源地水質”和“保障區域水環境安全”的總體部署。為有效支撐當地水污染治理與高質量發展目標,國家水專項蘇州項目設置了“胥口灣水源地水生態健康提升與水質保障技術及工程示范”課題,由蘇州科技大學承擔,聯合蘇州市環境科學研究所、清華大學、中科院南京地理與湖泊研究所、中科院水生生物研究所、上海市農業科學院和同濟大學組成攻關組開展技術研發與工程示范建設。
課題以“科學、系統、長效”的治理思路,突出源頭減排、過程凈化、循環利用和系統優化,構建了以水源地水生態安全評價與風險因子管控、典型陸域污染源截留凈化與養分資源化、內源污染控制與水生植被優化管理為核心的三級技術體系,形成了適用于淺水湖灣水源地水生態健康提升與水質保障的整體方案。這個課題的實施有力促進了水源地水生態安全評價技術的體系化、規范化發展,有效整合了各類污染源聯防聯控措施與資源化利用技術成果,直接推動了入湖河道水質與鄉村人居環境的顯著改善,為太湖流域的生態文明建設提供了可借鑒、可復制、可推廣的“蘇州樣板”。
科學評價,在水源地保護中嵌入科技智囊
目前,人為干預和全球氣候變化導致的水生態退化是東太湖水源地面臨的主要風險。依靠《地表水環境質量標準》中以水質指標為核心的評價體系,已不能有效指導水源地的風險預警與管控工作。為此,課題組針對胥口灣水體開展了長期的水環境調查,并通過風險因子篩選和閾值研判,構建了以營養狀態、水質安全與生態健康為核心的水源地水生態安全評價技術體系。這個體系能夠為管理者提供全面系統的水源地健康狀況信息,有效識別生態風險及其變化趨勢,指導采取針對性管控措施。
以胥口灣為例,2020年這個區域水生態安全綜合指數較2018年提高了9.6%,富營養化水平低且穩定,水質安全指數滿分,沉水植物蓋度、水生植被多樣性等生態健康指數均有所上升。這表明當地水環境質量正持續改善,水源地安全獲得了有力保障。近日,課題組參與編制的《淺水湖泊水源地水生態安全評價指南(征求意見稿)》已由江蘇省生態環境廳發布,有望成為支撐太湖流域水源地保護的重要技術性文件。
源頭治理,在古村落保護中注入科技力量
用量削減30%,降雨期土壤氮磷流失強度明顯降低。
同期,課題組運用性信息素迷向和誘捕等綠色防控技術,有效擾亂梨癭蚊和梨小食心蟲的繁殖過程,大幅削減蟲口基數,確保了梨樹增產。2019年~2020年,梨園農藥施用量較2017年降低29%,商品梨單位產量超1.1萬千克/公頃,較2017年提高34%。
目前,相關技術成果已在蘇州、上海等市多個集約化果樹種植園得到推廣應用,總面積達720畝,實現化肥、農藥施用量削減約30%,果實品質和產量明顯提升,銷售收益增長10%以上,氮磷流失負荷降低38%以上。實實在在的經濟收益和環境效益讓農戶嘗到了甜頭,獲得了當地管理部門的高度認可。
因地制宜和簡單高效是實現農村生活污水長效治理的關鍵原則。針對當地污水的排放規律和處理現狀,課題組構建了易維護分散型農村生活污水處理與長效運維技術體系,并運用氣升回流一體化處理關鍵技術,在當地的慈東和衙里分別建設了立式和臥式兩型污水處理示范點。
這項技術利用單臺風機即可實現充氧、混合、內循環和水量平衡等多重功能,滿足了污泥消化和污水處理的同步要求。此外,借助風機工況與進水水質、水量的耦合調控,可實現多個設施的智慧管理,大幅提升其抗沖擊性、運行經濟性和易維護性,有效保障出水水質的穩定達標。依據分散型污水分區分類治理方案,設施處理尾水被優先用作果園林地水肥一體化施肥系統的補充水源,實現了氮磷養分的循環利用,避免了傳統漫灌可能導致的地下水污染。如今,清澈的潺潺流水已成為衙甪里村中古樹名木、古街古橋的最美生態底色。
位于胥口灣西側的金庭鎮擁有許多歷史文化村莊,與太湖近在咫尺的衙甪里村就是其中的代表。這里建村歷史悠久,因盛產時令水果和碧螺春茶而聞名,但長期陡坡開墾導致的農業面源污染和游人潮汐流動引起的污水零散排放都對周邊水環境造成了一定破壞。為解決上述問題,課題組基于果園林地水肥一體化精準施肥和氣升回流一體化分散型農村生活污水處理關鍵技術的研發與應用,提出了“源頭減量、養分循環、智能管控”的污染協同治理新模式。
現在走進衙甪里村梨樹種植園,很少能看到農戶忙碌的身影,取而代之的是一套全新的水肥一體化施肥系統。高效復合肥被溶解在水中,經管道和滴箭頭定時、定量輸送至果樹根部周圍,土壤溫濕度實時監測數據由4G平臺傳輸至智慧管理平臺,用于評估墑情和做出決策。一年3次的傳統施肥方案被精細化為一年6次,化肥施
系統管理,在水生態提升中導入科技成果
鑒于維系草型生態系統對防控藍藻暴發和改善水體水質的重要作用,課題組將生態潛壩消浪促淤與水生植被優化調控技術相結合,提出了東太湖水生植物群落空間配置方案。基于水生植被生活史和植物體內營養鹽變化規律,分時開展水生植物引種與收割,調控優勢種密度與生物量,借助生態系統自組織功能,實現湖濱帶水生植被優化管理。
自2018年起,上述技術成果在東太湖退圍還湖與水生植被管理中獲得了應用示范,指導開展胥口灣沿線湖濱帶的水生植物收割與多樣性提升工程建設,收割面積約為255.6萬平方米,移除蘆葦殘體共計1681.6噸,減少氮、磷排放量分別達到21.8噸和0.81.6噸,示范區內水生植被覆蓋度達到75%以上,多樣性指數超過1.0,為水源地保護構筑了多元生態屏障。
課題組編制的《東太湖水生植物適宜性管理技術指導手冊》已被蘇州市吳江區水務局采納,水源地內污染控制與水生植被優化管理技術已推廣應用于長蕩湖水環境綜合整治、滆湖退田還湖工程,通過提升水生態健康水平,帶動環保投資超6.9億元,服務當地生態文明建設與社會經濟高質量發展。
“胥口灣水源地水生態健康提升與水質保障技術及工程示范”課題組 供稿
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