近年来源生态健康，安徽巢湖多次出现大面积藻华，对水质乃至周边工农业生产和居民生活造成威胁。

近日，安徽省巢湖管理局召开巢湖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”）项目验收会（第四标段）。 本标段项目主要由中国科学院南京地理与湖泊研究所（以下简称南京地理与湖泊研究所）科研团队承担。

南京地球科学与湖泊研究所研究员段洪涛告诉中国科学报：“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。可以说，任务是重量大、工期紧，技术之所以能在短时间内实现内部转化，主要归功于研究所数十年的科研积累。

先从“水工程”说起

段洪涛介绍：“南京地质湖泊研究所最早涉及巢湖的研究可以追溯到20世纪50年代和1960年代。1980年代末，它主持了“七五”国家科研项目的研究。 2006年至今，南京地湖所主持了巢湖“十一五”至“十三五”水利专项3项、课题6项，取得了一系列重要进展和结果。”

“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”项目主要针对水体富营养化和饮用水中蓝藻水华多发的问题源区位于巢湖东部。 针对威胁供水安全的问题，利用减少入湖污染负荷、防治蓝藻水华灾害等技术，改善了水源区水质，保障了湖泊水源区供水安全。 。

其中，为解决2010年夏季巢湖水源地蓝藻水华引发的供水危机，南京地质湖泊研究所科研团队综合蓝藻水华预测预警—智能拦截—采用高效无害化打捞等技术形成湖泊水源。 蓝藻水华灾害防治关键技术与装备。 该技术和设备也在其他流域推广使用，取得了显著成效。

段洪涛等人此次承担的“十三五水利工程”项目是“巢湖流域水环境目标水质管理平台集成技术验证、应用与推广”。 研究团队基于流域水质管理平台开发了蓝藻水华监测预警模型。 各工况动态优化入湖污染负荷削减等关键技术已在当地“数字巢湖”工程、“巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台”和“已开发出“农村流域面源网格”。 管理系统”。

水污染可分为点源污染和面源污染。 为什么网格化管理平台不针对点源污染？ 段洪涛解释道：“得益于‘水专项’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，巢湖点源污染已基本得到控制，所以我们付出了巨大的努力。”特别关注面源污染，希望在巢湖流域村庄居民面源污染有效控制方面发挥示范作用。

为此，段洪涛带领南京国土资源学院巢湖“水工程”课题组提出“治标湖、治本流域”的巢湖信息化建设思路。 他希望在提升流域信息化水平的同时，推动流域水环境“标本兼治”。 。

“前期工作也开始发挥作用”

蓝藻水华是指蓝藻等藻类在淡水体中大量繁殖的自然生态现象。 其原因非常复杂，难以控制。 太湖作为中国第三大淡水湖，多年来一直受到蓝藻水华的影响。 那么，在湖泊水环境根本改善之前，如何实施水环境监测预警，防止类似“太湖水危机”的事件发生呢？

研究发现，湖泊藻华的引发因素包括高浓度的氮和磷。 因此，控制巢湖氮、磷等物质的含量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，研究团队通过整合蓝藻水华预测预警模型，实现了未来一周巢湖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。 等5项指标。

“我们对巢湖三天内溶解氧的预测准确率可以达到80%以上，总氮、总磷浓度的预测准确率可以达到60%，可以更好地预测巢湖藻华的时空发展趋势。巢湖。” 段洪涛表示，研究组将每天将巢湖蓝藻水华预警周报定期发送至生态环境部水生态环境司、国家水办、安徽省生态环境厅、合肥市政府、巢湖管理局、合肥市湖泊环境办公室等管理部门协助缓解蓝藻水华。 它为消除危害和确保供水安全提供支持。

中标“数字巢湖”项目后，段洪涛等人积极与“水专”巢湖平台示范项目和“数字巢湖”建设实施单位——安徽巢湖管理局进行沟通，明确了“水专”巢湖管理局巢湖平台示范工程 该项目与“数字巢湖”建设的关系。

“我们的前期工作也开始发挥作用。” 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”建设项目将基于“水工程”平台核心技术“水质-水量-污染物通量”模型进行补充和完善。

技术对接需求

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整体了解。

一方面，研究团队通过巢湖蓝藻水华监测预警和模拟分析平台，整合卫星、无人机、摄像头、浮标、数值模拟等手段，实施“湖面临时治理”，构建“天空- “空地”水质藻华立体监测网络和应急防控系统，达到现状控制、异常识别、原因追溯、未来模拟的目标，避免水危机等事件的发生。

另一方面，课题组基于农村面源污染网格化精细化管理体系推进“流域治愈”，研究农村流域污染治理单元科学划分、水质水量精细化模拟等关键技术，实现农村流域网格单元的水量和水质信息。 在线模拟、监测预警，进一步实现污染物总量核算、准确溯源、分流域污染责任，探索彻底解决巢湖流域水环境污染问题的有效途径。

“参与‘数字巢湖’项目也拉近了我们与当地管理者的距离源生态健康，发现技术与需求的衔接并没有想象中那么顺畅。” 研究团队成员之一、南京地湖研究所助理研究员邱银国告诉《中国科学报》，“过去我们对湖泊蓝藻水华的监测主要划分在湖的东半部”。 “还有西半湖。不过，当地部门更关心的是几个重点区域和敏感地点的蓝藻水华监测，这需要我们根据需要调整技术模式。”

此外，该项目副组长、南京地湖研究所研究员赖锡军补充道：“整个研究团队的成员都比较年轻，专业涵盖从地理信息到数值模型等多个领域。 过去大多主要从事基础科学研究，但现在突然要满足本地应用需求，一方面需要融合不同学科背景，另一方面需要进一步落实我们的研究，真正解决实际问题。”

“数字巢湖”项目还有两年的运行时间。 段洪涛预计，到今年年底，平台数据量将达到4亿至5亿。 “目前，系统维护是主要任务，我们希望这两个平台能够成为协助巢湖水环境预报和管理的有力助手，我们也将围绕当地需求进一步深入开展合作研究。”

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