长江经济带水质目标管理平台总体设计

为强化长江经济带资源整合与共享,集成统一规范的大数据平台,基于“十一五”“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项数据和模型库资源,以面向服务的架构(SOA)和模块化设计为支撑,遵循“五横两纵四统一”的平台架构设计思路,应用大数据挖掘、云计算等现代信息技术,构建长江经济带水质目标管理平台.平台基于长江经济带水生态环境功能分区,兼顾不同类别水质目标管理技术的协调性、衔接性和适应性,对水质目标管理相关信息进行跟踪、模拟、分析和三维可视化表达,在水生态环境功能分区管理、数据汇交与信息共享、容量总量管理、风险评估与预警等方面实现业务化运行,实现全景式水质达标形势研判、一体化风险联防联控.平台已在国家长江生态环境保护修复联合研究中心进行业务化运行,将有效提升长江经济带水环境综合管理能力,同时可为其他重要流域水质目标管理提供信息化工作参考.      

太湖流域非点源污染负荷估算

在现有技术条件下,运用相对简单可行的方法对太湖流域的非点源污染负荷进行了初步估算.通过实地监测和调查,获得了土地利用、生活污染、畜禽养殖以及水产养殖等不同类型污染源的产污系数,并与遥感、GIS技术相结合,分别计算了太湖流域农田、生活、畜禽养殖、水产养殖等不同类型污染源的污染负荷.计算结果表明,畜禽养殖和生活污染是太湖流域非点源污染的主要来源,畜禽养殖的TN、TP和COD污染负荷分别占流域总污染负荷的34%、58%和61%,农田污染所占比例并不突出.应将畜禽养殖和生活污染作为太湖流域非点源污染控制的重点.     

基于产业结构调整的太湖流域江浙部分减排效果分析

在分析2007年太湖流域江浙部分产业结构的基础上,以万元GDP的COD排放量为指标定量分析了三产结构调整、工业结构内部调整对流域COD排放的影响.结果显示,2007年研究区域GDP总量17 532亿元,三产比例为2.6:56.6:40.8,平均COD排放水平为1.76 kg·万元-1.第一产业COD排放水平最高,达13.86 kg·万元-1,但第二产业COD排放量最大,远高于第三和第一产业,是水体有机污染的最大贡献者.情景模拟分析显示,增大单位GDP污染物排放量低的第三产业和第二产业中的机械制造业等的比例,减少纺织、印染、造纸、饮料、食品加工等高污染行业的比例,可以有效削减单位GDP污染物排放量.     

长江经济带典型区域水质目标管理集成技术研究及应用

为实现长江经济带“共抓大保护,不搞大开发”的目标,亟待实施长江经济带水质目标管理.按照“分类、分区、分级、分期”理念,在流域水质目标管理技术的基础上,构建长江经济带下游典型区域一、二维联解的非稳态水量水质数学模型,以长江岸线长度的10%作为最大排污混合带,且在断面水质达标的基础上根据概化排污口的允许排污量计算结果,对研究区域长江干流90个水环境功能区进行容量总量计算.结果表明:沿江8市中南京市COD、氨氮、TP的区域总量控制值分别为59 537、8 099、1 008 t/a,扬州市分别为26 830、2 668、356 t/a,镇江市分别为44 683、3 344、480 t/a,泰州市分别为36 919、2 598、388 t/a,常州市分别为6 689、538、76 t/a,无锡市分别为831、121、15 t/a,苏州市分别为42 384、4 365、546 t/a,南通市分别为32 893、2 986、382 t/a,其中南京市COD、氨氮和TP的容量总量最大,无锡市COD、氨氮和TP的容量总量最小.该结果可为沿江城市污染负荷削减、污染物入江量管控提供科学决策依据.      

太湖流域水环境风险预警系统构建

从流域整体性和系统性的理念出发,调查分析太湖流域社会经济、资源开发利用等人类活动与水环境质量变化的关系,进行太湖流域水环境风险预警的需求分析,提出了太湖流域水环境风险预警系统的总体目标和结构设计,构建了包括预警方案订制、风险预警模型库和预测结果三维展示3个子系统为一体的太湖流域水环境风险预警系统,为太湖流域水环境风险评估与预警平台构建奠定基础。     

长江下游水源地突发性水污染事故预警应急系统研究

针对长江下游主要水源地特点及水污染事故特征,以长江江苏段为例,建立整体一维、分段二维的水量水质预测模型,构建适用于该地区的水源地风险预警模型,实现对于固定源、移动源等水污染事故风险过程的动态模拟及风险预警;将水质预测模型、风险预警模型、地理信息系统、远程控制及自动化等技术有机耦合,研发水源地突发性水污染事故预警应急系统,可准确直观地表现水污染事故的影响范围及发展趋势,为水源地水污染事故风险预警应急工作决策提供科学依据。     

平原河网地区双向生态补偿机制与核算方法

针对平原河网地区地势平坦、水流流向不定、上下游关系不明确的特点,以太湖流域为例,根据“十二五”期间流域内各区域COD和NH₃-N两种污染物的削减量和削减成本,运用非线性回归获得各区域的污染物削减成本函数.根据污染物削减成本函数,以流域污染物削减总成本最小为规划目标,以区域间污染物转移量不超过30%为约束条件,构建基于单目标非线性规划方程组的流域污染物削减总成本最小化模型,求解模型获得太湖流域各区域间的污染物削减成本优化配额方案,计算行政指令配额方案与成本优化配额方案下各区域污染物削减成本的差额,以此为依据,核算生态补偿金额并确定生态补偿方向.核算结果表明,相比行政指令配额方案,太湖流域的成本优化配额方案能够节省9 897.03×104元的污染物削减总成本,根据成本优化配额方案,江苏省需要向浙江省和上海市提供10 577.86×104元的生态补偿费用,浙江省和上海市可分别获得8 909.12×104和1 668.74×104元的生态补偿费用.这种基于流域污染物削减成本最小化的生态补偿机制,根据污染物削减成本函数核算生态补偿金额并确定补偿方向,由于污染物削减成本函数有一定的变动性,因此,允许两个区域间根据成本变动情况改变补偿方向,是一种双向生态补偿机制.      

风浪扰动下的太湖悬浮物实验与模拟

采用太湖湖区底泥,根据波浪水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动切应力.波浪水槽可以系统地模拟太湖常见的波浪强度.通过实验确定了太湖底泥的临界切应力为0.050 Pa,采用国外先进的FVCOM模型计算模拟了太湖流场和悬浮物分布并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理,证明了模型的有效性.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性.模型参数率定的精度受到了较大影响,太湖悬浮物与太湖底泥的内源释放以及水体的透明度有较大关系,因此通过室内实验研究太湖的悬浮物规律对太湖的富营养化治理具有重要意义.     

风浪扰动中太湖OA对水体磷循环影响的原位实验研究

在一次风速12 m.s-1的强风浪过程中,对太湖梅梁湾一浅水区水体有机聚集体（organic aggregates,OA）丰度、颗粒态有机质含量、碳、氮和磷含量等基本理化性质的变化情况进行了连续的原位监测和分析,同时分析了基本的水质指标.结果表明,风浪过程会对水体OA的理化性质及水体的磷循环产生极大的影响：在风浪过程中...