太湖藍(lán)藻水華和湖泛應(yīng)急防控能力提升對策研究

殷 鵬 張建華 胡曉雨

(1.江蘇省水資源服務(wù)中心，江蘇 南京 210029；2.江蘇省水利廳，江蘇 南京 210029)

2007年以來，江蘇省把太湖治理作為生態(tài)文明建設(shè)的標(biāo)志性工程和重大民生工程，應(yīng)急防控、長效治理兩者兼具，已取得了階段性治理成效[1-2]。藍(lán)藻打撈處置及湖泛巡查防控作為國務(wù)院《太湖水環(huán)境綜合治理總體方案》以及江蘇省《太湖湖泛應(yīng)急預(yù)案》《江蘇省太湖藍(lán)藻暴發(fā)應(yīng)急預(yù)案》明確的太湖藍(lán)藻、湖泛應(yīng)急防控主要應(yīng)急措施，均由地方各級水利部門承擔(dān)實施，為連續(xù)十三年實現(xiàn)國務(wù)院提出的“兩個確保(確保飲用水安全、確保不發(fā)生大面積湖泛)”目標(biāo)，發(fā)揮了至關(guān)重要作用。當(dāng)前，太湖治理仍處于攻堅階段，新老問題交織疊加，應(yīng)急防控任務(wù)更加艱巨。本文通過總結(jié)2007年以來太湖藍(lán)藻打撈處置、湖泛巡查防控經(jīng)驗成效，分析了當(dāng)前太湖安全度夏面臨的問題，并提出下階段藍(lán)藻打撈處置、湖泛應(yīng)急防控工作建議，為提升太湖安全度夏工作水平提供技術(shù)支撐。

1 太湖藍(lán)藻打撈處置及湖泛巡查防控工作開展情況

2007年以來，江蘇省水利廳會同環(huán)太湖各市嚴(yán)格落實應(yīng)急防控總體任務(wù)，逐步建立了藍(lán)藻湖泛預(yù)警監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)藻打撈組織體系，協(xié)同推進(jìn)太湖藍(lán)藻打撈、藻水分離、資源化利用、無害化處置和湖泛巡查防控工作，著力加大重點水域、敏感地區(qū)的藍(lán)藻打撈處置力度，構(gòu)建“應(yīng)急防控”和“日常打撈”雙保障體系，持續(xù)推進(jìn)太湖藍(lán)藻打撈及無害化處置、資源化利用[3-5]。

1.1 監(jiān)測預(yù)警實現(xiàn)重點水域全覆蓋

江蘇省水利、氣象、環(huán)境等相關(guān)部門會同環(huán)太湖各市逐步建立健全太湖藍(lán)藻湖泛巡查和監(jiān)測預(yù)警體系，建成衛(wèi)星遙感監(jiān)控、視頻監(jiān)控、常規(guī)監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測相協(xié)同的監(jiān)測監(jiān)控體系，其中設(shè)置重點藍(lán)藻湖泛巡查重點監(jiān)測區(qū)域7個，覆蓋重點湖區(qū)569km2，在太湖應(yīng)急度夏期(3月1日至10月31日)，每日開展現(xiàn)場巡查，實現(xiàn)了全湖重點區(qū)域巡查與監(jiān)測預(yù)警全覆蓋。

1.2 藍(lán)藻打撈全面實現(xiàn)機械化

環(huán)太湖83個打撈點全部實現(xiàn)機械化打撈船、專用化打撈泵作業(yè)，年打撈量已從2008年的60萬t提升至目前的200余萬t(見圖1)，極大地提高了打撈效率與打撈能力。2007年以來，全湖累計打撈藍(lán)藻1900萬t，不僅有效防止了藍(lán)藻堆積腐爛發(fā)臭、減少了藍(lán)藻存量，而且直接清除了聚集在藍(lán)藻體內(nèi)的內(nèi)源污染，相當(dāng)于減少湖體內(nèi)的8500t氮、1900t磷，為保障太湖供水安全發(fā)揮了重要作用。

圖1 2007—2020年江蘇省太湖藍(lán)藻打撈量變化

1.3 打撈藻漿全面實現(xiàn)工廠化處理

根據(jù)江蘇省水利廳組織編制的《環(huán)太湖藻水分離站建設(shè)規(guī)劃》，目前環(huán)太湖已形成31座固定式藻水分離站、移動分離車船相結(jié)合的環(huán)湖藻水分離網(wǎng)絡(luò)，日處理藻漿能力6萬t(見表1)。結(jié)合調(diào)峰池，主要打撈點的打撈藻漿可全部進(jìn)入藻水分離站進(jìn)行脫水處理。

表1 環(huán)太湖各市藻水分離處置能力統(tǒng)計

1.4 藍(lán)藻無害化處置、資源化利用水平

目前，全湖藻泥無害化處置能力達(dá)到1150t/d，藻泥資源化利用能力達(dá)到250t/d，全年產(chǎn)生的8萬～10萬t藻泥可以全面實現(xiàn)藻泥無害化處置或資源化利用(見表2)，如利用藍(lán)藻生產(chǎn)有機肥、蛋白粉、藻泥干化焚燒發(fā)電等，徹底根除了二次污染風(fēng)險[6]。

表2 環(huán)太湖各市藻泥無害化處置、資源化利用能力統(tǒng)計

1.5 藍(lán)藻打撈市場化探索

積極引進(jìn)社會力量參與藍(lán)藻打撈處置，無錫、武進(jìn)采用政府購買服務(wù)的方式，委托社會組織開展藍(lán)藻和水草打撈作業(yè)的探索，宜興開展按藻泥稱重付費、引進(jìn)民間資本參與藍(lán)藻打撈處置的試點。目前，環(huán)湖地區(qū)藍(lán)藻打撈處置由原有的政府組織、部門實施的方式，逐漸向政府主導(dǎo)、社會參與、部門督查的方式轉(zhuǎn)變。

1.6 藍(lán)藻打撈與處置的規(guī)范化管理

江蘇省水利廳先后制定下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強太湖藍(lán)藻打撈處置工作的指導(dǎo)意見》《關(guān)于做好太湖湖泛巡查和處置工作的指導(dǎo)意見》《關(guān)于太湖藍(lán)藻打撈湖泛巡查和預(yù)警能力建設(shè)實施方案》等文件，組織環(huán)湖各地定期開展總結(jié)交流，推廣好的經(jīng)驗和做法，指出問題和改進(jìn)的方向，建立藍(lán)藻打撈常態(tài)化駐點督查制度，及時發(fā)現(xiàn)并解決藍(lán)藻打撈工作出現(xiàn)的新情況、新問題，以保障藍(lán)藻打撈處置工作的順利進(jìn)行。

2 存在的主要問題

經(jīng)過十多年高強度治理，太湖流域水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，但是流域經(jīng)濟社會發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾沒有根本緩解，同時太湖安全度夏應(yīng)急防控的新問題已經(jīng)顯現(xiàn)，新老問題疊加，治理任務(wù)更加艱巨[7]。

2.1 藍(lán)藻水華大面積暴發(fā)的風(fēng)險依然存在

十余年的太湖治理已取得了積極成效，22條主要入湖河流全面消除Ⅴ類、劣Ⅴ類水體，太湖水質(zhì)已從劣Ⅴ類改善為Ⅳ類。但是受氣溫升高等不可控氣象條件影響，近年來，太湖藍(lán)藻水華的頻次、面積不降反增。根據(jù)江蘇省氣象部門衛(wèi)片統(tǒng)計數(shù)據(jù)，“十三五”期間，太湖年均發(fā)生藍(lán)藻水華106.8次，年均累計面積1.61萬km2，分別比“十二五”期間高32.5%、126%(見圖2)。

圖2 2008—2020年太湖藍(lán)藻水華頻次和面積變化

2.2 湖泛隱患依然存在

江蘇省連續(xù)13年實現(xiàn)了“兩個確保”，但是湖泛防控的壓力依然存在。每年夏季在東南風(fēng)的作用下，藍(lán)藻向太湖北部、西部近岸湖區(qū)堆積，這些湖區(qū)本身水動力條件弱，湖體流速緩慢，藍(lán)藻極易在這些區(qū)域沉降，并與底泥中的有機物產(chǎn)生厭氧反應(yīng)，引發(fā)湖泛。由于近幾年太湖藍(lán)藻生物量明顯反彈，小范圍湖體水質(zhì)異常(小范圍湖泛)也有增加趨勢，“十三五”期間，年均發(fā)生9.6次小范圍湖體水質(zhì)異常事件，年均累計持續(xù)時間29.8天，分別比“十二五”期間高50%、107%。一旦水體異常發(fā)生在水源地附近，將威脅供水安全。

2.3 應(yīng)急防控邊際效應(yīng)逐步顯現(xiàn)

藍(lán)藻打撈是防止藍(lán)藻在近岸堆積引發(fā)湖泛的重要措施，但是并不能從根本上遏制藍(lán)藻暴發(fā)。根據(jù)測算，太湖年藍(lán)藻打撈量不足湖體藍(lán)藻生物量的4%，遇到藍(lán)藻水華高峰期，藍(lán)藻打撈處置能力明顯不足，但是大幅度提升藍(lán)藻打撈處置能力不僅投資巨大，也會造成設(shè)施長時間閑置，并帶來高昂的養(yǎng)護成本。原先采用的藻泥沼氣發(fā)電、漚肥返田等低成本的藻泥處置方式已經(jīng)難以滿足新時期環(huán)境保護要求，相關(guān)工程相繼停用。有機肥等藻泥資源化利用產(chǎn)品需求有限，全湖通過資源化利用方式處置藻泥的比例僅占20%左右，剩余部分主要通過無害化焚燒發(fā)電的形式處置，每噸藻泥的無害化處置成本達(dá)到上千元，處置成本居高不下，在藍(lán)藻打撈處置高峰期，僅無錫市區(qū)藻泥干化發(fā)電項目，日運行成本就達(dá)到100萬元以上。太湖應(yīng)急清淤工程遏制湖泛災(zāi)害效果明顯，但是也面臨陸上排泥場空間缺乏的現(xiàn)實問題，清淤工程的單價已由60元/m3提高至150元/m3以上，清淤處置成本持續(xù)增加。此外，望虞河引江濟太是提升貢湖灣水動力條件、遏制藍(lán)藻積聚及湖泛災(zāi)害的重要措施，為防控湖泛、確保供水安全發(fā)揮了重要作用，但是在每年5、6月藍(lán)藻水華和湖泛易發(fā)高發(fā)期，由于太湖實際水位超過了調(diào)水限制水位，不具備調(diào)水條件，不能夠充分發(fā)揮引江濟太工程效益[7-8]。

2.4 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全，信息化水平有待提升

2012年江蘇省發(fā)布了一批藍(lán)藻打撈處置相關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)，如《藍(lán)藻機械打撈作業(yè)規(guī)程》《藍(lán)藻打撈工作量計算規(guī)范》《藍(lán)藻高溫堆肥技術(shù)操作規(guī)程》，但隨著新技術(shù)不斷應(yīng)用，設(shè)備不斷更新，相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程未同步更新，不能有效指導(dǎo)現(xiàn)行相關(guān)工作。湖泛防控主要依靠對湖泛易發(fā)區(qū)開展湖泛巡查，發(fā)現(xiàn)小范圍湖泛后及時處置。相關(guān)湖泛預(yù)警研究不夠深入，尚不能滿足湖泛防控的精度要求。藍(lán)藻打撈處置動態(tài)仍以人工統(tǒng)計為主，信息統(tǒng)計有一定的滯后性，無法滿足全湖藍(lán)藻打撈處置能力統(tǒng)籌調(diào)度的要求。

3 對策建議

太湖水環(huán)境綜合治理是一項長期艱巨任務(wù)，在繼續(xù)堅持外源污染治理不放松的前提下，“兩個確?！比允且卫螆猿值牡拙€，必須要系統(tǒng)性提升藍(lán)藻水華和湖泛應(yīng)急防控水平，更好水平實現(xiàn)太湖安全度夏，提升飲用水安全保障水平，更好地服務(wù)長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

3.1 加快推進(jìn)引排工程建設(shè)，健全多目標(biāo)統(tǒng)籌調(diào)度機制

加快實施望虞河拓浚、吳淞江整治、太浦河擴大三大骨干工程，可分別增加太湖引排能力約200m3/s、排洪能力約400m3/s、供排能力約200m3/s。工程實施后，可大幅度提升流域防洪、排澇能力，太湖防洪能力將由50年一遇提升至100年一遇，為建立太湖流域防洪、供水、生態(tài)、用水協(xié)調(diào)機制提供能力保障。進(jìn)一步健全新孟河、望虞河引江，新溝河、走馬塘排水，太浦河供排的骨干引排工程調(diào)度方案，提高水資源配置能力、擴大水環(huán)境容量[9]，保障供水安全，支撐太湖安全度夏。

3.2 進(jìn)一步完善藍(lán)藻水華高峰期應(yīng)急防控措施

構(gòu)建藍(lán)藻湖泛應(yīng)急處置體系。構(gòu)建“擋、引、撈、控”并舉的藍(lán)藻應(yīng)急防控體系，從近岸打撈向離岸設(shè)防轉(zhuǎn)變、從固定打撈向機動打撈轉(zhuǎn)變、從單一撈藻向防控結(jié)合轉(zhuǎn)變[10]。在西部湖區(qū)、梅梁湖和貢湖水源地等重點水域建設(shè)圍隔導(dǎo)流設(shè)施，并增設(shè)藻水打撈分離船。進(jìn)一步探索利用原位控藻技術(shù)，防止敏感水域藍(lán)藻堆積發(fā)白發(fā)臭。強化增氧曝氣等技術(shù)裝備支撐，提升湖泛防控水平。加快推進(jìn)藻泥資源化利用示范工程建設(shè)，不斷提高藍(lán)藻減量化、資源化和無害化處理水平，構(gòu)建完善的藍(lán)藻資源化利用體系，不斷降低藍(lán)藻打撈、防控及處置成本。

3.3 建設(shè)太湖藍(lán)藻水華和湖泛應(yīng)急防控信息化管理平臺

整合藍(lán)藻監(jiān)控系統(tǒng)、藻水流量監(jiān)控系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、展示控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，利用監(jiān)測設(shè)備、流量傳感器、監(jiān)控攝像頭、無線傳輸、電腦分析終端等電子化設(shè)備對藍(lán)藻打撈處置的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全程管控，加快5G及衛(wèi)星傳輸應(yīng)用，增加可視化傳輸能力，利用傳感技術(shù)、智能分析技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算和人工智能等技術(shù)，快捷全面地收集、匯總、分析實時數(shù)據(jù)，并對未來的藻情、湖泛作出預(yù)警，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理，從粗放管理向精細(xì)管理轉(zhuǎn)變，為藍(lán)藻打撈處置和湖泛應(yīng)急防控工作提供數(shù)據(jù)分析，為優(yōu)化調(diào)度、快速響應(yīng)和應(yīng)急處置提供決策支持，進(jìn)一步提升藍(lán)藻打撈、運輸、處置一體化的管理水平。

3.4 健全完善太湖藍(lán)藻水華、湖泛防控標(biāo)準(zhǔn)體系

加快建立健全藍(lán)藻打撈、處置及綜合利用相關(guān)的地方及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)規(guī)范的修編和制定。在現(xiàn)有工作基礎(chǔ)上對《藍(lán)藻機械打撈作業(yè)規(guī)程》《藍(lán)藻打撈工作量計算規(guī)范》《藍(lán)藻高溫堆肥技術(shù)操作規(guī)程》等地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修編，研究制定完善藍(lán)藻打撈處置、綜合利用相關(guān)的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)文件，根據(jù)需要動態(tài)修訂。以保障生態(tài)安全為前提，以推動處理利用效率提升為目標(biāo)，適應(yīng)藍(lán)藻防控相關(guān)要求，探索建立藍(lán)藻藻泥綜合利用衍生品安全性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在各項標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范制定過程中，要加強與國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)銜接，提升標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的有效性。

4 結(jié) 語

藍(lán)藻打撈處置、湖泛巡查防控、調(diào)水引流等太湖安全度夏水利措施，為連續(xù)十三年實現(xiàn)太湖“兩個確?！卑l(fā)揮了突出作用。當(dāng)前，太湖新老問題疊加，太湖安全度夏應(yīng)急防控形勢依然嚴(yán)峻，需要通過加快太湖引排骨干工程建設(shè)、優(yōu)化工程調(diào)度管理，完善應(yīng)急防控措施、提升應(yīng)急防控信息化水平、健全應(yīng)急防控標(biāo)準(zhǔn)體系等措施，為更高水平實現(xiàn)“兩個確保”目標(biāo)，提供強有力的能力支撐。