王圣瑞:滇池流域水污染治理的要点在于升级提效(上)

http://www.water.hc360.com2021年01月07日08:57 来源:JIEI创新实验室作者:刘秋琳T|T

    慧聪水工业网 流域治理是一项极为复杂的系统工程,作为国家重点治理“三河三湖”的难点,滇池治理一直备受关注,习近平总书记三次考察云南都对滇池治理作了重要指示。2020年1月20日,习近平总书记到星海半岛生态湿地察看滇池保护治理情况时,肯定了滇池治理的成效,并强调“滇池是镶嵌在昆明的一颗宝石,要拿出咬定青山不放松的劲头,按照山水林田湖草是一个生命共同体的理念,加强综合治理、系统治理、源头治理,再接再厉,把滇池治理工作做得更好”。

    2020年11月3日,昆明市委市政府和有关部门在北京组织了“流域治理滇池模式研讨会”。滇池水环境治理技术总顾问、北京科净源公司董事长葛敬先生带领专家团队,讲述了滇池治理历程,剖析了《滇池保护治理三年攻坚行动实施方案》(2018-2020)、滇池六位一体的治理模式“一套班子、两个考核、三个技术、四法治滇、双五标准、六个转变”,总结了滇池治理成果及经验,以期在“十四五”期间继续完善“滇池模式”树立好“三河三湖”治理的示范作用,期待“滇池模式”在全国水环境治理中发挥更大的作用!

    会上,北京师范大学王圣瑞教授进行了《滇池流域水污染治理升级提效》汇报,本文根据他的发言整理。

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    北京师范大学王圣瑞教授

    滇池是我国云贵高原最大的淡水湖,随流域人口增加和经济快速发展,滇池成为我国富营养化最严重的湖泊,也是治理的难点。近年来经过多方努力,滇池水环境改善明显,在“三湖”治理中首先实现了突破,水质企稳向好,特别是氮磷浓度明显降低,发生重度和中度蓝藻水华的天数逐年下降,蓝藻水华发生面积及富集厚度也在逐年减小。虽然滇池水质改善取得了重大成效,但从全国环境保护的总体形势看,湖泊水环境形势依然严峻。在国家重视和巨资投入背景下,我国湖泊虽水质有所改善,但藻类水华尚未得到有效控制,对于这一问题,我们的理解和认识依然非常有限,非常有必要系统总结我国湖泊的治理经验及模式。

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    滇池治理取得了较好的成效

    近年来,中国湖泊保护治理取得了较好成效。由单一的调查、诊断及控源治理已经发展到流域综合治理与调控阶段,这也是我们对流域社会发展和湖泊保护治理综合认识的结果。总结水专项等研究,滇池作为受城市影响严重、生态退化和规模水华问题突出的高原重污染湖泊,保护治理取得了如下重要成果。

    1.提出了滇池富营养化控制路线图

    水专项研究提出了以实现水质持续性改善和生态系统草型清水稳态为要点的滇池富营养化控制路线图,其关键是构建3个循环,推行4大行动,具体来讲是构建跨流域的自然水、外引水、中水-系统循环,推行污水减负与资源化工程:“雨水-污水-中水-尾水”的流域内外“收集-处置-利用-外调”工程及配套管网工程;推行农业结构调整与面源控制工程:农业结构调整、耕地类型调整、农业面源污染防治工程、农村分散式污水处理工程;推行引水优化与水质保障工程:优化牛栏江入滇配水通道、源头水质保障工程、流域水系恢复恢复工程、湖内水质改善工程;推行外海分步分期生态修复工程:近期南部、中期东部与西部、远期北部;增加生态目标:增加与增强滇池恢复的生态目标,尤其是与蓝藻水华爆发相关的指标,如:SD、DO、Chla及营养状态指数。

    2.建立了覆盖“城市、农村、农业和泥藻内源”四源共治的多级截污减排体系

    环湖截污治污体系是滇池保护的六大工程之一,是保护滇池水环境最后的工程保护屏障,将适应至2030年昆明城市发展,以实现城市可持续发展的需要。水专项研究形成了环湖截污治污“分类分质、高效截流,联合运行、达标排放,智能控制、智慧管理”全覆盖的多级截污减排系统,包括城市的问题、农村的问题、农业的问题和湖类藻类的问题综合截污系统,近期实现服务区域城市降雨径流、农村农业污水应收尽收,远期可支撑城市社会经济与环境保护协调发展,可极大的减少了排入滇池的污染负荷,支撑滇池水环境质量改善。

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    3.突破了高原重污染湖泊草型清水生态修复关键技术

    研发并实施了湖滨带生态修复技术、蓝藻水华控制与湖内生态调控技术等,摸清了滇池生态格局特征,提出了生态系统分区分步修复的新思路和总体方案,集成了“湖泊分区生态系统修复-湖滨带建设-湖滨区基底修复”的成套技术,在严重受损的草海湖区建成了以轮叶黑藻为优势种群的水生植被恢复示范区,在较高营养负荷条件下实现了水生植被的恢复和蓝藻水华的有效控制,开发的高原严重受损湖区草型清水稳态转换技术取得了显著的工程示范效果,实现了在较高污染负荷下向清水态的转换,拓宽了湖泊生态修复的界限。

    4.建立了湖体-水系-流域-区域四级水资源优化配置体系与水环境综合管理技术支撑平台,支撑滇池治理的精细化

    湖体尺度上,从水量-水质动态优化调度到提升补水的滇池局部水质改善效果;水系尺度上,从多通道的水资源调配与生态补水替代调度到恢复自然水系循环;流域尺度上,从水量-水质联合优化调度到滇池水质的持续和整体提升;区域尺度上,从水资源区域优化调度到综合利用与滇池水质IV类稳定达标;以数据中心--业务系统--信息发布为主线、水环境信息系统与水环境专家决策支持系统为平台核心、水环境信息发布系统为共享交换媒介,经过两年多的业务化运行,效果良好。实现了流域水环境信息数字化、专家支持多元化、环境管理智能化。

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    对滇池保护治理的新认识

    1.藻类对外负荷削减响应迟缓可能与湖内物质流动有关

    在高强度的系统流域治理下,滇池水体氮磷浓度明显下降,但藻类生物量并未出现类似幅度的下降响应。与滇池相邻的洱海,虽然水质处于Ⅱ到Ⅲ类,但藻类生物量却并不低,为什么水质改善或水质较好而藻类没有得到有效控制?在高强度湖泊治理的背景下,藻类生物量对水质改善的响应相对滞后,其原因值得我们探讨。结合湖泊生态系统特点和湖泊治理的阶段性特点,藻类响应的迟缓作用可能与生态系统物质流动有关。本团队利用历史数据,初步研究了滇池和洱海近20多年来气候变化和流域活动影响下藻类对磷利用效率的变化,发现磷作为限制藻类生长最主要的因素,滇池和洱海呈现明显的差别,虽然滇池和洱海叶绿素与总磷具有较好的对数线性关系,但该关系并不能解释不同阶段藻类与磷关系的差异。滇池和洱海藻类对磷利用率均出现升高趋势,尤其是洱海升高幅度更大,这在一定程度上解释了为滇池磷浓度降低,洱海如此好水质的情况下仍然有很高的藻类生物量的原因;全球气温变暖和生态系统演化综合作用下,藻类生物量生物对水生态系统响应的非线性关系导致湖泊治理的复杂性和任务的艰巨性。

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    2.湖泊水质治理目标与藻类控制的不同步性

    一般来讲,随湖泊营养盐浓度增加,藻类生物量也持续增加,并逐步进入富营养化。湖泊治理的理想过程是伴随营养负荷削减、水体氮磷等营养盐浓度降低,而藻类生物也随之得到有效控制;但现实却是伴随湖泊治理与修复工作的推进,我国的湖泊治理路径并非如此,而呈现非线性响应关系,即负荷削减、水质改善,但藻类生物量并未相应降低;在这种情况下,对滇池的治理包括氮磷负荷的削减还要继续,那么到底继续到什么程度,这是我们应该回答的问题。基于这样的认识,随着水体氮磷浓度的降低,流域治理措施的提升,下一步控制难度将进一步提升。当前出现的藻类控制与水质治理目标不同步问题需要我们在制定实施计划中考虑,也是滇池等湖泊治理“十四五”或者下一个阶段需要解决的问题。

责任编辑:殷莹莹

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