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2018年度重大项目进展度
发布时间: 2019-04-28       发布人: 水环境所网站管理员

2018年是“十三五”第3年,也是国家机构改革的重要年份,“十二五”国家水专项等科技项目也在今年进行了集中验收。研究所积极适应机构改革的各项变化,继往开来、强化队伍、快速发展,在做好项目验收、加快推进在研项目的同时,积极申请重大研发专项、水专项和自然科学基金等各类研究项目。2018年在研课题114项。主要项目进展情况:

1)国家水专项项目

2018年度,水环境所通过验收、在研、新签和即将签订合同的水专项课题、子课题共计15项,其中验收完成3项课题、1项子课题、1项任务,均为“十二五”期间立项的项目;在研和新签合同的共7项,包括新签合同“十三五”课题1项、子课题3项,在研的“十二五”子课题2项、“十三五”子课题1项;即将签订合同的“十三五”子课题3项。通过上述项目,完成了环境流量保障与流域水污染物总量控制关键技术、三峡水库水环境问题识别与对策分析、三峡库区小流域水环境综合治理集成技术、水库水生态环境要素智能感知等研究,并深入开展了河流、湖泊、湿地的生态流量和生态需水量确定方法和技术研究,开展了湿地生态修复、水系连通等相关的研究。

(1)“十二五”水专项课题“重点流域环境流量保障与容量总量控制管理关键技术与应用示范”

该课题于本年度通过验收。课题针对流域水环境保护在环境流量保障与环境质量达标管理方面的关键技术问题,建立了水资源短缺流域环境流量确定与保障、基于控制断面达标的限制排污总量核定、小型水库的绿色退役全过程评估等方面的关键技术与示范应用成果,制定了科学适用的辽河流域环境流量管理、容量总量控制、水质水量联合调度、水工程布局优化调整4套方案,编制了环境流量管理指导手册、辽河流域水库及闸坝生态调度指导手册、辽河流域水工程生态调度技术导则等5种手册或导则,建成了太子河流域环境流量保障管理系统、辽河流域辽河保护区容量总量管理系统,实现了业务化运行,开展了浑太流域水质水量联合调度示范和辽河流域水工程退役示范试验。平台、方案、指导手册均为辽宁省有关部门采用,在辽河流域控制断面环境流量与环境质量双达标方面取得明显成效。

(2)“十二五”水专项课题“三峡库区小江汉丰湖流域水环境综合防治与示范”

该课题于本年度通过验收。课题立足三峡水库蓄水后支流水质出现恶化的趋势, 山区季节性河流水质水量差异大、水位反季节消落、三峡库区蓄水回水顶托等三峡流域典型特点,基于生物-生态技术的核心理念,以新生的小江汉丰湖流域为研究对象,研发了工业循环水生物酶缓释阻垢磷污染减排技术、基于生物-生态强化的面源污染拦截技术、基于生态系统服务优化的反季节水位大幅波动消落区多带多功能生态防护带技术、调节坝多目标优化生态调度关键技术,复杂水文过程典型支流生态化改造和水质提升技术5项关键技术;提出了汉丰湖水位调节坝生态调度准则与方案、三峡库区小江汉丰湖流域水污染综合防治技术集成方案2套方案;建立了5个示范工程,第三方监测结果表明点源面源和生态防护带等示范工程对SS拦截率超过80%,COD的削减率大于50%,TN、TP的削减率大于15%。集成创新了具有三峡特色的从源头控源减排→水陆交错带过程阻断→水体末端生态调控和减负修复的全链条式整装成套技术体系 1 项标志性成果,为三峡水库流域水环境综合治理提供技术支撑。

(3)“十二五”水专项课题“不同水位运行下水环境问题诊断及安全保障研究”

该课题2012年立项,于本年度通过验收。在十一五基础上,课题在超大型水库水生态环境演化及富营养化防控机理的科学认知方面取得了一定进展,积累了大量学数据,形成了创新认识。在科学认知方面,课题填补了我国关于深大人工水库的理论缺位,对三峡水库水污染防治具有重要的科技支撑作用。在实践应用方面,课题通过精准分析三峡水库水环境和水生态变化特征,明晰并提出了三峡水库的技术途径及长期对策,项目成果为三峡工程竣工验收、三峡水污染防治提供了重要支撑

(4)“十二五”水专项子课题“三峡库区水生态环境感知系统集成运用方案研究与水生态环境感知集成技术在“草堂河”、“香溪河”应用示范”

该子课题于本年度通过验收,子课题开展了三峡库区水生态环境感知技术系统集成运用示范方案研究,并在三峡库区重点水域开展了生态环境感知技术运用示范和原位观测研究。

(5)“十二五”水专项任务“流域水体污染控制与治理技术集成及效益评估”

完成任务验收,该任务基于水专项在重点流域围绕河湖水质改善及水生态系统健康开展的关键技术研究成果,以辽河、淮河、太湖等为典型河流及湖泊流域,梳理总结水质水量水生态联合调度技术研究成果,分析评估其工程示范效果,研究提出建立重点流域水质水量水生态联合调度制度的对策建议。以三峡水库流域为研究对象,基于水专项各主题在三峡水库流域的研究课题形成的研究成果,以流域为整体,按照系统治理与综合保护的思路,从水库水质保护、河流水污染控制与治理、城市水系综合治理、饮用水安全保障、三峡库区水质保护政策等多层面,集成形成三峡水库流域水污染控制治理与管理技术模式与体系。

(6)“十二五”水专项课题“海河南系子牙河流域下游湿地生态恢复关键技术与示范”

我院是该课题副组长单位,具体承担第五子课题,针对子牙河流域下游湿地生态流量不足、生境恶化、生态退化等典型问题,主要负责湿地污染防治与湿地生态恢复关键技术等相关研究。本年度配合课题承担单位进行了多次野外调研和采样,开展了湿地示范区工作,开展了示范区退化湿地芦苇植物种植和生态恢复野外工作,编写了子课题技术报告《湿地污染防治与湿地生态恢复关键技术研究报告》,正在撰写相关书籍《海河流域典型河流湿地生态退化评估关键技术—以子牙河为例》,根据课题研究内容本年度申请发明专利2项,目前正进行第三方评估工作,同时为配合课题完成验收工作,目前正在配合审计单位开展课题财务整理等工作。

(7)“十二五”水专项任务“典型江段受损水体生态水文调控技术”

该子题为水专项研究课题松花江水生态完整性评价与生态恢复关键技术研究及示范(2015ZX07201-008-07)的子任务,针对松花江流域河流水生生物生境尤其是部河段滨岸带生境受损严重的问题,选择生态意义重大、生态退化明显的典型江段,研究利用物理、化学方法改良河流滨岸带环境介质,改善河流的纵向连续性和横向连通性,开展支流及入干流汇水区基底修复,充分考虑滨岸带湿地生态系统的完整性等特征。2018年度完成年度原位鱼类监测,河流底质的采样及测试工作,通过RIVER2D模型模拟,比较不同丰枯流量下顺直河道与示范区河道的不同等级栖息地的分布,同时与鱼类采样数据进行比较,评价示范区河段对栖息地的改善作用。通过对示范区梧桐河不同节点的水资源、水文、用水等数据分析,计算了满足鱼类产卵及生长的生态流量,提出兼顾河口湿地及灌溉的河流水文调控方法,完成农业节水闸门的生态鱼道设计。

(8)“十三五”水专项课题“永定河绿色生态廊道建设与运维的重大制约技术与综合示范研究”

按照永定河恢复目标要求,由中国水利水电科学研究院牵头,北京市水科学技术研究院、北京师范大学、水利部海河水利委员会水资源保护科学研究所、北京林业大学联合参与,以永定河(北京段)为重点示范区,开展永定河绿色生态廊道建设与运维的重大制约技术与综合示范研究。课题负责人为中国水利水电科学研究院水环境研究所所长彭文启教高。

课题针对永定河(北京段)绿色生态廊道建设与运维存在严苛的水文水资源条件问题,开展面向生态水量与维持良好生境功能的流域水域岸线生态空间管控与生态水量统一调控关键技术研究,实现永定河(北京段)上游来水满足生态水量要求,围绕绿色生态河流廊道多水源利用与地表地下同步立体修复需求,开展生态补水体系及地表地下水质水量风险控制与联合调控关键技术研究与集成示范,支持形成多类型水源优化补给格局。针对永定河(北京段)平原河段大型人工景观缓滞水体水质恶化与沙质断流区段绿色生态廊道构建难题,开展永定河(北京段)景观蓄水河段生态功能提升、沙质断流区河流绿色生态廊道重建关键技术研究与集成示范,支撑2020年永定河(北京段)河流生态通道基本贯通的规划目标。通过永定河(北京段)“生态贯通”全要素控制标准、多水源水量水质保障、河道大型人工景观水体生态功能提升、沙质断流区河岸带缓渗及复合植被配置与多样生境构建等任务的实施,为永定河(北京段)绿色生态廊道建设与运维提供技术支撑。本年度,课题签订合同,并开展了“十一五”和“十二五”水专项关键技术调研、永定河流域生态环境调查、面向永定河(北京段)生态贯通的生态水量核算技术、河道大型人工景观缓滞水体生态功能提升组合技术、沙质断流区河流绿色廊道构建技术、河道生态补水水源湿地净化技术等示范工程关键技术研发工作,并开展了示范工程的技术研发与对接工作,课题进展顺利。

(9)“十三五”水专项子课题“河流-湿地群生态连通与水质提升技术研究与示范”

该子课题属于水专项《妫水河世园会及冬奥会水质保障与流域生态修复技术和示范》项目,以妫水河水质和景观提升为目标,开展河流湿地群生态连通方案制定、景观设计、水生植物群落配置等方面的研究工作。2018年开展项目的资料收集、示范区采样监测、以及潜流湿地、人工表流湿地的模型构建工作。在人工潜流湿地采用三维OGS(openGeoSys)耦合PHREEQC模型,模拟多孔介质结构下的人工湿地中水动力及吸附、降解、微生物作用下的C、N、S等变化过程,模拟COD及N的多种指标在人工湿地中的去除过程。示范区妫水河下游及三里河,建设岸带恢复及水下森林等工程,统称为人工表流湿地,采用MIKE2D耦合EcoLab模型,考虑水生植物的复氧、营养吸收等作用,模拟人工湿地条件下的水质净化效果。

(10)“十三五”水专项子课题“生态流量核算技术集成与适应性管理方法研究”

该子课题属于“流域控制单元水质目标管理技术集成”课题,2018年度建立了淮河流域东汶河水文、水动力以及栖息地模型,研究了东汶河水文变异特征及生态流量,模拟了东汶河水动力特征,构建水动力学与典型底栖生物的响应关系,形成东汶河生态流量核算技术体系。完成了《典型流域(沂河)生态流量核算基础数据集》、《生态流量核算技术方法评估总结研究报告》(初稿)、技术集成报告等。

(11)“十三五”水专项子课题“径流变化与人工调控影响下妫水河流域水质目标管理技术研究”

该子课题于2018年6月签订合同。针对我国“十一五”“十二五”流域水质目标管理技术研究中尚未考虑工程措施优化布局对水质目标实现影响的问题,面向课题研究并实现示范应用的“水土保持生态修复技术”“仿自然大型复合功能湿地水质保障技术”“研究河流-湿地连通性修复技术”等工程措施,开展不同工程措施及非工程措施的优化配置情景分析,将措施优化配置纳入流域水质目标管理技术体系,拓展流域水质目标管理技术内涵及体系。2018年度开展了4期水质水量同步监测,采集了水量、水质数据,编制了监测报告,建立了妫水河流域水环境过程数据库;构建了妫水河流域水环境系统模型;划分了妫水河流域控制单元,开展了妫水河流域水污染特征时空分异状况研究,核算了流域点源、面源负荷及入河量。

(12)“十三五”水专项子课题“基于水质目标管理技术业务化应用的三峡库区流域管理平台”

该子课题在充分调研和收集“十一五”、“十二五”国家水专项三峡库区流域水质管理成果的基础上,对取得的水功能分区、污染总量控制、水生态变化预测等技术的科学水平应用效果开展评估,验证和优化三峡库区环境管理目标制定关键支撑技术;整合集成三峡库区水质模型和其他相关技术,校核核心模型的参数,升级水生态环境安全预测预警平台,提高水质和水生态预测精度,实现平台的业务化运行

(13)“十三五”水专项子课题“北运河流域生态流量保障方案研究”

该研究为国家“十三五”重大水专项“京津冀区域水环境质量综合管理与制度创新研究”项目下设课题3、北运河流域水质目标综合管理示范研究的研究子课题,主要目的是研究北运河流域水生态系统特征及改善目标需求,提出基于流域水资源优化的生态流量保障方案及机制建议。中国水利水电科学研究院承担第四子课题,主要结合北运河流域水资源禀赋特征及水污染控制现状,分析实施生态流量管控的主要制约因素,提出多水源(天然径流、污水、再生水等)配置优化的流域生态流量保障方案及机制建议,为北运河流域水质目标综合管理和再生水补给和河流廊道重要节点的生态修复提供支持。2018年度积极协助课题为完成了课题实施方案编写,完成课题及子课题在北运河流域的野外调研和采样工作方案的编制,开展了子课题实施方案的专家论证,协作课题和项目完成了合同签订前专家论证答辩,协助课题完成课题合同编制等工作。目前正在签订课题合同。

(14)“十三五”水专项子课题“大清河下游生态功能定位及生态廊道贯通顶层设计方案研究”

该子课题属于“白洋淀与大清河流域(雄安新区)水生态环境整治与水安全保障关键技术研究与示范项目”课题6“大清河下游生态廊道构建技术研究及工程示范”,主要研究任务包括大清河下游生态功能定位研究、大清河下游生态廊道构建指标体系研究、大清河下游生态廊道空间结构规划研究以及文安洼泄滞洪功能与湿地恢复多目标的分区技术体系研究。该子课题目前正完善实施方案。

(15)“十三五”水专项子课题“过境短河段污染水体沿程净化时间延长的多级消减关键技术研究”

该子课题属于“京津冀南部功能拓展区廊坊水环境综合整治技术与综合示范”项目课题1“北运河香河段河道水环境治理与生态建设技术与示范”,负责子课题2“过境短河段污染水体沿程净化时间延长的多级消减关键技术研究”,主要研究内容包括农村点源污染负荷源头削减与控制关键技术研究、基于短河道湿地净化的多级闸坝联合调控关键技术等。该子课题目前正完善实施方案。

2)国家重点研发计划项目

2018年度,水环境所在研和新签合同的重点研发计划课题、子课题和任务共计16项,均为“十三五”期间立项的项目;其中,在研项目共10项,包括课题4项、子课题和任务6项;新签合同项目共6项,包括课题2项、子课题4项。上述项目,系统开展了水库水环境安全保障关键技术、河流生态流量与湖泊生态需水确定、重要湖泊生态水文过程等研究。主要项目研究进展情况为:

(1)“大型水库分层的水质响应及影响缓解技术研究”课题

该课题属于水资源高效开发利用专项中“水利工程环境安全保障及泄洪消能技术研究”项目。课题在对水库水体分层的水质响应机理和过程形成科学系统认知的基础上,针对分层型水库的水体缺氧、水质恶化等问题,研究大型水库分层的水质响应特点、机制和过程,识别其关键影响因子;形成以缺氧区预测模拟为重点的水库水质演化模拟技术,识别不同水层的水质响应特点;提出水体分层-水质响应预测模拟技术;研发水库缺氧区预警关键技术和水质改善技术,提出提升库区水质的调度技术;形成缓解水体分层影响、改善水库水质的适用技术体系。2018年度,课题全面系统的开展了潘家口、大黑汀水库的水文、水质、水生态监测工作,同时开展了萌山水库的对比监测工作,建立了水库水质垂向实时监测平台,研究了水库水质分层的驱动力、响应机制和主要过程、明晰了水库缺氧区的形成和演变机理、运动和演化特征;初步判明了两水库缺氧区对库区水质的影响途径、方式和程度,识别了水体分层影响水质的关键区。构建的水库水动力学、水质模型,为下一步对水库水质分层特性的影响因子与水库水质状况的响应关系展的模拟奠定了良好的基础。课题完成了科技部、水利部共同组织的年度考核。

(2)“三峡水库水体富营养化削减及生物调控技术与示范”课题

该课题立足于三峡水库典型支流库湾水体富营养化削减的技术需求,选择三峡水库水体富营养化问题突出和易发生水华问题的支流库湾为重点研究对象,采用实地试验、原位观测、机理模拟相结合的多技术手段,获取三峡水库典型支流库湾水体富营养化发生与发展的第一手资料,并利用数值模拟技术对水体富营养化发生机制、调控途径等开展机理研究,研发形成植物营养竞争、生物调控等为核心的水体富营养化削减与综合防治技术,提出实现三峡水库型支流库湾水质目标管理方案。

(3)“湖泊泥沙淤积调控的技术原理”子课题

该子课题于2018年签订合同,依据课题的预期总目标和年度计划安排,选择位于东部平原区的太湖为研究对象,对太湖开展了太湖淤积的前期研究、资料数据收集和防淤积工程措施调查等工作,并进行了多次的现场考察,分析并制定了适用于太湖的水沙调控技术方案,开展了调查、实验和淤控方案设计等工作。通过对太湖湖区植被历史分布资料的搜集、整理和分析,阐明了太湖湖区植被历史演变过程。通过卫星解译,获得了太湖植被分布情况,为研究草型湖区泥沙运动特征准备了条件。建立了太湖强非恒定流泥沙数学模型,并初步设计和论证了苕溪河口泥沙拦截方案。

(4)“湖库水质模型数据同化技术研究”任务

该研究任务属于“国家水资源立体监测体系与遥感技术应用”项目。针对典型遥感监测指标(叶绿素a、悬浮物浓度和浊度),进行水质模型建模,开展水质模型模拟、水体实测和遥感反演多源数据的单指标数据同化技术研究;结合遥感反演参数与同步地面水体实测水质指标的统计关系,研发多尺度遥感反演、地面监测与水质模型结合的水质多指标数据同化技术。2018年度选择潘家口水库进行了多次的野外原位监测,完成潘家口水库的垂向二维的水动力-水生态模型的构建,完成年度的项目任务报告。

(5)“水资源质量动态评价与预测”课题

课题于2018年8月签订合同。针对逐月水资源质量动态数据获取时效性特点,综合地面与遥感观测、模型模拟、网络大数据分析等多种手段,创建国家层面月尺度自然-社会、地表-地下、水量-水质等多要素耦合的水资源质量动态评价技术体系,包括基于地面与遥感多源监测数据融合的水资源质量动态评价技术,多类型水体量质多过程多要素动态耦合的水资源量动态模拟评价技术等,提高水资源系统多过程多要素动态评价信息获取的协同性,保证水资源质量管理决策基础信息的准确性。本年度收集典型研究区资料,开展了高分遥感、大数据等技术在水资源质量动态评价与预测中应用研究。

(6)“河湖沼系统生态需水综合保障技术体系”课题

该课题于2017年启动,课题通过典型流域水质状况调查、实际生态流量调查,明确生态需水满足程度,揭示水质对生态需水的影响。基于全国河湖沼系统分区成果,明确水资源利用冲突原因。提出流域生态需水冲突协调方法。本年度, 基于全国河湖沼系统分区分类结果未明确的情况,以水资源一级区为单位分析全国河湖沼系统生态需水规律。对全国河湖控制断面典型站点进行梳理总结共计239个。以珠江流域为典型案例,分析其生态流量满足程度,研究发现珠江流域的生态敏感期为4-9月,并识别了缺水区域及主要控制断面;分析了水质在生态用水中的制约作用。

(7)“减脱水河段环境流量评估与保障技术研究”子课题

该子课题属于“水利工程环境安全保障及泄洪消能技术研究”项目第9课题“水利工程环境流量配置与保障关键技术研究”,以我国水利水电开发背景条件下形成的减脱水河段为研究对象,以典型功能性指标(有机质降解速率和新陈代谢速率)为河流健康评价指标,采用原型观测或者实验手段,构建水文-生态量化响应关系,得出满足河流生态系统不同健康水平条件的生态流量。子课题完成了科技部、水利部共同组织的年度考核。

(8)“基于供需双向协调的再生水开发利用潜力评价”子课题

该子课题是十三五重点研发专项的课题“再生水开发利用潜力和模式及风险管控”内的第1子课题,结合我国再生水利用现状及规划,依据区域水资源供需现状及变化趋势、潜在用户分布,充分考虑城市杂用、景观环境、农田灌溉等不同用途的差异化的再生水利用需求与再生水特性,分析再生水开发利用的影响因素,构建基于供需双向协调的再生水开发利用潜力评价指标体系与评价方法,并开展再生水开发利用潜力预测。本年度,子课题收集了我国再生水开发利用年鉴、论文等资料,利用SPSS方法分析了影响再生水开发利用的主要因素,采用层次分析法初步构建了评价指标体系。

(9)“海水淡化模式与政策研究”子课题

该子课题属于“京津冀非常规水安全利用技术研发示范”项目,子课题于2018年11月21日通过了北京市水科学技术研究院组织的年度审查。该项目系统梳理了我国海水淡化产业的技术和发展现状,并针对海水淡化产业发展中遇到的问题提出了政策、模式上的建议,同时对京津冀地区的海水淡化产业发展提出了未来的规划,对水利部京津冀地区水资源管理方面的工作提供了一定的支持。

(10)“深水生态清淤关键技术与设备研究”子课题

该子课题属于“深水大粒径疏浚与构筑物附着物清理技术与装备”课题,本年度系统调查了三峡水库库区等区域的泥沙淤积和底泥污染特征,初步提出关键控制性指标体系。

(11)“水体水色特征与污染物关系研究”子课题

子课题在构建典型污染物溯源与诊断技术体系方面,完成了典型污染物诊断甄别,判定硝氮、多环芳烃、烷烃类、烯烃类、有机酸类、酯类及醛类等为典型污染物;同时提出使用同位素示踪、化合物特征比值以及根据污染源特征污染物相关情况进行污染物溯源的方式方法。项目组在开展高通量筛查技术研究方面,完成了样品前处理优化工作,确定以HLB填料的固相萃取小柱作为前处理富集萃取方法;同时开展了检测设备优化工作,确定以气相色谱与液相色谱设备查漏补缺、相互补充的方式进行样品检测及数据整理。

(12)“湿地生态需水规律及生态需水量精细化计算”子课题

该子课题本年度进行了莫莫格、扎龙、向海的湿地文献调研,并进行了莫莫格的野外实验采集工作。本课题专题1为湿地生态退化的水文学机制,专题2为湿地生态需水规律。专题1和专题2以基础理论研究为侧重点,提出湿地生态退化的水文学机制,研究湿地生态需水规律。专题3解决维系湿地健康生态系统的多水源湿地生态补水技术。专题4则提出流域湿地多水源优化配置与调控方案。子课题于2018年8月发表文章《基于暂储理论的源头溪流营养盐滞留研究进展》。文章从暂储理论出发,系统梳理了源头溪流营养盐滞留进展,在此基础上明晰了目前研究中存在的不足,展望了未来的研究方向,以期为河流下游污染负荷消减,河流廊道生态恢复与重建提供支撑。

(13)“鄱阳湖五河及湖区生态水利特征因子响应机制研究”课题

该课题于本年度立项,属于“鄱阳湖五河及湖区生态水利综合治理关键技术及示范”项目,由长江水利委员会长江科学院牵头负责,我单位负责课题1“鄱阳湖五河及湖区生态水利特征因子响应机制研究”。课题针对鄱阳湖生态系统特点和生态水利特征目标,研究鄱阳湖五河及湖区水土流失、泥沙通量与河道形态调整规律、鄱阳湖农业节水灌溉、水土资源调控及农业面源污染治理技术;研究内容在综合考虑防洪、用水、水环境保护等需求的基础上阐明鄱阳湖流域包含陆地、水陆交错带及水体的治理需求。2018年度,课题完成实施方案专家论证会,签订了课题和子课题合同;系统梳理了生态水利概念的发展历程,总结了生态水利的基本内涵,初步分析了鄱阳湖五河尾闾及湖区枯水特点及影响因素,开展了鄱阳湖流域的生态水利要素辨识的相关工作,相关研究成果可为项目研发不同生态水利功能区关键技术奠定理论基础,为构建生态水利评价方法和指标体系提供理论支撑。

3)自然科学基金项目及科技支撑、行业专项项目

2018年,水环境所在研的国家自然科学基金项目15项、北京市自然科学基金项目2项,均在顺利推进。其中,在研的5项国家自然科学基金重点项目,包括西南河流源区径流变化和适应性利用2016年战略研究项目、梯级水电开发下澜沧江径流过程与生源物质输运变化监测研究、鄱阳湖水环境变化与水生生物群落演替的驱动机理、西南河流源区数据服务平台开发等。在研的8项国家自然科学基金面上项目,包括溪流底栖动物漂流规律及其对颗粒有机质通量的影响研究、华北区域源头溪流系统中氮素迁移转化特征及驱动机制研究、三峡水库典型水域N2O通量特征及脱氮转化微生物作用机制研究、藏木电站蓄水运行对雅鲁藏布江河流生源物质输送的影响、以底栖动物为指示的溪流生态对拆坝时空响应及评诂研究等。在研的2项国家自然科学基金青年项目,包括水温与流速对繁殖期草鱼性类固醇激素分泌的影响机制、基于水环境容量总量控制的流域水生态补偿标准研究。在研的2项北京市自然科学基金项目,包括南水北调对邯郸市微咸水分布及淡咸水界面的影响研究、生态-水文响应及其机制研究课题与溪流生态学研究等。

2018年度,新申请成功6项国家自然科学基金项目,包括“减脱水河段生态系统对流量梯度修复的响应机制研究”、“流量坦化河段着生藻“水华”水流调控因子研究”等3项面上项目,“全流态过程植被水流的能量损失机理研究”、“水库退役后库区沉积物内源磷的迁移转化特征”等3项青年项目。

(1)基金重大计划“西南河流源区径流变化和适应性利用重大研究计划”

开展了2018年项目区科学考察活动,探讨西南径流重大计划与西藏自治区水利、环境、能源及相关科研部门开展合作的途径和机制。

(2)基金重点项目“鄱阳湖水环境变化与水生生物生境演变驱动机理”

与武汉大学共同开展鄱阳湖水环境变化与水生生物生境演变受到江湖水文节律变化下的演变机理研究,历时3年完成鄱阳湖浮游植物、浮游动物、大型底栖动物和微生物的监测工作;所有标本鉴定完毕,正在撰写论文。

(3)行业公益性项目“河湖水系生态连通规划关键技术研究与示范”

通过对河湖水系生态连通规划的国内外进展情况及典型案例进行调研分析,从河湖水系生态连通规划基础理论、生态调查与分析技术、河湖水系水量-水质-生态耦合分析模型、总体布局方案优选技术、生态连通规划工程技术体系、规划效果后评估技术等方面开展关键技术研究,在珠江流域、江苏省和山东省示范点进行实际应用,并在关键技术研究及示范应用的基础上编写河湖水系生态连通规划技术导则。通过调研分析、基础理论、调查技术、分析模型、总体布局、工程体系、效果评估等方面的创新研究,形成我国河湖水系生态连通规划关键技术体系,并通过示范应用总结实践经验,最终形成技术导则,以利于进一步推广应用。项目研究成果可为逐步构建我国的河湖水系连通总体格局提供技术手段,为我国的水生态文明建设提供技术支撑。截至目前,已完成技术研究与示范应用,在核心期刊发表文章15篇获得新型实用专利6 项;软件著作权4项。

(4)科技支撑项目“单机3万吨/日电水联产低温多效海水淡化成套技术与示范”子任务“水质安全监测技术研究”

项目“单机3万吨/日电水联产低温多效海水淡化成套技术与示范”项目由国家海洋局天津海水淡化和综合利用研究所牵头,我单位及其它两家单位共同承担的科技项目,我单位主要负责水质安全监测技术研究子任务的研究工作,目前已经完成了国内外海水淡化产业发展状况、海水淡化应用存在的水质安全问题以及相关环境问题的调查研究工作,编写完成了课题总结研究报告,并于2018年4月通过了上海市科委组织的子课题验收会。整个项目也于2018年6月28日通过了科技部组织的专家审查。该项目首次提出了针对海水淡化水水质的检测指标体系与相应的检测方法,并评估了海水淡化水作为饮用水对人体的健康风险,为今后海水淡化水的推广应用奠定了良好的基础。

4)水利部行业支撑类项目

本年度是国务院机构改革的重要年份,在新形势下如何更好的发展,水利部安排了“什么是生态、什么是环境”、“水环境和水生态的异同”、“生态水利”、“生态水量流量确定”、“生态清淤”等科学问题梳理和认识等研究工作。水环境所根据水利部和水科院的工作安排,积极参与相关工作,完成专题研究,提出了相关的政策建议。

(1)完成水利部重点工作“河湖生态水量(流量)研究”的“分区分类的河湖生态水量(流量)确定方法及阈值”专题研究工作

我所承担了本年度水利部重点研究“河湖生态水量(流量)研究”中的专题三《分区分类的河湖生态水量(流量)确定方法及阈值》的研究工作。针对不同区域、不同类型河湖,创新性地完成了多个生态流量的分区方案,并对各个分区因素、分区范围及各区水文生态特征进行了总结凝练;研究提出河湖生态水量(流量)确定的原则与准则、标准与阈值;统筹需要与可能,研究提出符合我国国情的分区分类生态水量(流量)保证率建议等。

(2)牵头开展水利部重点工作“湖库(河段)清淤专题研究”,提出初步成果

按照鄂竟平部长相关要求,水环境所牵头,与南科院、水科院泥沙所等单位共同深入研究湖库清淤问题。重点针对我国湖库底泥污染态势及清淤利弊,综合运用调查监测、资料综述、统计分析、案例剖析等研究手段,总结了我国湖库底泥主要污染物类型及富集特征,识别了我国底泥污染态势与发达国家和地区的异同;从清淤效果、二次污染、底栖生境破坏、淤泥处置、资源化利用等角度出发,系统剖析了清淤利弊,识别了决定清淤效果的关键因素;结合我国五大湖区的底泥污染特征,从必要性及可行性两大角度,建立了清淤与否判别准则及判别流程,初步提出分区分类的湖库清淤指导意见。研究成果通过科学回答湖库是否清淤,如何清淤,淤泥如何处理处置及资源化利用等核心关键问题,将为我国湖库底泥污染控制和清淤工程管理提供决策支持。

(3)完成水利部重要论证工作专题“太湖底泥清淤疏浚利弊分析”

针对太湖大规模清淤问题,按照水利部工作安排,水环境所开展了太湖清淤疏浚论证工作之专题三太湖底泥清淤疏浚利弊分析工作,完成了太湖底泥清淤疏浚利弊分析报告的编制,协助水利部规计司编制太湖底泥清淤疏浚有关问题的报告,为太湖大规模清淤决策提供了支持。

(4)支撑水功能区监督管理工作,完成“年度重要江河湖泊水功能区考核指标全国成果核算”、“全国重要江河湖泊水功能区水质风险图编制技术导则”、“水资源质量标准应用与实施及水功能区限制纳污考核相关技术研究”等3个水资源费项目。

根据最严格水资源管理制度考核要求与工作进展中存在的重大问题,进一步健全水功能区水质监测、统计、评价、监管体系,开展全国重要江河湖泊水功能区达标评价过程检查与过程技术支持,协助水利部水资源司组织完成全国重要江河湖泊水功能区达标率成果的省区、流域及全国汇总、分析、协调,编制全国重要江河湖泊水功能区水质达标评价报告,全面、客观、科学、系统、真实地反映全国、流域及省区水功能区水质达标情况,为水功能区限制纳污红线考核提供系统支撑。

研究提出了水功能区污染物总量减排量考核技术方案,编制2017年度水功能区达标率控制指标分析报告、年度水功能区核算报告,为2017年度最严格水资源管理制度考核工作提供了支撑。

研究提出了水功能区水质安全风险图编制技术,研发了基于网络大数据挖掘的重点污染风险源识别技术、基于遥感影像自动解译的入河排污口识别技术,形成水功能区水质安全风险图编制技术导则初稿。

(5)支撑水源地保护、入河排污口监管等工作,完成“生态流量核定与保障措施制定”、“绿色小水电减脱水河段水生态修复技术体系构建及示范”、“全国重要河湖健康定期评估(2017-2019)”、“入河排污口自动巡测技术体系建立与应用”等水资源费项目;系统开展了河湖健康评估技术的深入研究与应用验证、脱水河段水生态修复及基于无人机的入河排污口巡查技术研发等工作。

开展国内外小水电减脱水河段的水生态系统情况进行资料调研和分析;构建包含绿色小水电减脱水河段生态流量确定方法、小水电生态调度模式、减脱水河段水系连通技术、减脱水河段生境修复措施、水生态与水环境保护技术的绿色小水电减脱水河段水生态修复技术体系;选择湖南省适宜小水电进行示范应用,为水生态文明建设提供全面的技术支持。

全国重要河湖健康定期评估(2017-2019)项目在2018年度项目组选择永定河流域开展河湖健康评估工作,结合永定河水资源短缺、水生态系统退化严重等关键问题,按照全国重要河湖健康评估技术工作组的总体安排,2018年度选择永定河流域开展一个完整水文年的调查监测与分析评价工作,目前正在编制《典型河湖健康调查评估报告》与《河湖健康评估技术导则》。

完成无人机平台选型、影像平台选型工作,基本完成入河排污口遥感图像识别技术、入河排污口监测分析与管理软件及入河排污口自动巡检应用的开发工作。其中入河排污口监测分析与管理软件包括如下功能:①光谱特征库、②排污口特征库、③无人机影像预处理、④无人机光谱处理、⑤排污口模型及分析识别、⑥多维可视化信息展示、⑦巡检综合管理、⑧排污口基本管理、⑨系统接口、⑩标准规范定制。

(6)支撑水生态保护与修复工作,完成水利部技术示范项目“面向河长制的重庆河流生态修复决策支持技术示范”。

该项目基于“保护优先,自然修复为主”理念,选择重庆市6条典型河流为示范点,重点示范区域为巫溪县,面向河长制工作的需求,实施重庆市中小河流生态修复决策支持成套技术示范与推广。开展了河长制决策支持系统需求研究、示范点河流生态修复项目多层数据库管理系统建立、示范点河流生态修复决策支持系统调试与运行、示范点河流生态修复总体方案的建立。

(7)支撑水利部水质监测工作,编制水质监测标准,完成国家地下水监测工程项目中海河、珠江等流域地下水样品监测分析工作。

制定水利行业标准1项,《水质 阿特拉津的测定 固相萃取-高效液相色谱法》SL 761-2018,于2018年1月25日发布,2018年4月25日正式实施。

完成了海河流域1431个、珠江流域441个地下水样品的监测,获得大量的地下水水质数据,形成区域地下水水质评价报告,通过水利部组织的验收。

5)重大水利工程咨询项目

积极推进江西省鄱阳湖水利枢纽工程环境影响评价工作,完成了陕西泾河东庄水利枢纽工程、HXZD防洪排水工程、嘉陵江利泽航运枢纽等重要工程的环境影响评价工作,并完成和积极推进新疆玉龙喀什河水利枢纽工程、重庆藻渡水库等工程的地表水环境影响专题研究工作。

(1)陕西泾河东庄水利枢纽工程环境影响评价

东庄水库是渭河防洪减淤体系的重要组成部分,是黄河水沙调控体系的重要支流水库,在渭河乃至黄河综合治理开发中占有十分重要的战略地位。由于工程区环境敏感、工程设计方案需进一步优化,该项目经过4年多的反复论证,在2018年度进一步完成了工程生态调度优化、下游泾渭湿地保护区影响专题论证及措施优化工作,于2018年4月通过专家技术审查,获得了生态环境部批复。工作成果得到陕西省水利厅的高度肯定,王拴虎厅长专程带队至水科院表示感谢。

(2)HXZD防洪排水工程环境影响评价

该工程是172重大水利工程之一,对重要河流防洪排水有关键作用,经过近3年的反复论证,目前已通过生态环境部组织的技术审查,获得批复。

(3)嘉陵江梯级渠化利泽航电枢纽工程项目环评

嘉陵江下游自下而上规划了井口、草街、利泽、桐子壕等十七级航电枢纽,先后已建成亭子口、桐子壕、草街枢纽等十四个梯级。建设本工程,可渠化坝址至桐子壕梯级间29.7km河道,将库区原本仅为Ⅴ-Ⅵ级的航道提高到Ⅲ-Ⅳ级标准,可从根本上解决嘉陵江黄金水道的咽喉卡口问题。该工程环境影响报告书已经在11月份通过了生态环境保护部评估中心组织的技术审查。

(4)贵州省乌江流域战略规划环境影响评价报告

乌江流域战略环境评价遵循“生态优先,保护优先,环境保护与经济发展相协调,保障长江上游生态屏障功能”为主线的评价思路,结合“生态保护红线”、“环境质量底线”、“资源消耗上线”、“环境准入与负面清单”的要求,从生态环保目标和区域发展战略出发,确定生态保护空间和资源环境承载力;以生态环境影响和风险评估为依据,划定生态保护红线和环境质量红线,核算区域污染物允许排放总量与资源能源消耗总量,明确重点区域和行业准入负面清单以及环境准入标准,为社会经济发展路径选择提供战略支撑,并提出体制机制保障建议。报告已经提交贵州省环境保护厅。

(5)江西省鄱阳湖水利枢纽工程环境影响评价

2018年度,按照工作计划开展了各项工作,与设计单位长江设计院开展了多次沟通和对接,就工程调度方案进行了多次的讨论和汇报完善,完成了多种工况的水动力学模型计算等工作,及时向各个专题单位提供模型计算结果。同时,完成了环评简本的修改完善等工作,及时将报告书简本提供给建设单位。按照建设单位的工作要求,在江西主持召开了建设项目环评关键专题(江湖关系专题、地表水环境专题、水生生态专题、湿地生态专题)江西省省内专家专题咨询论证会,并与专题单位在江西省进行了集中办公,完成专题报告关键问题的修改完善工作。此外,在环保部环评司及评估中心的参与下,通过了鄱阳湖水利枢纽工程关键专题(江湖关系专题、水生生态专题、湿地生态专题、水环境专题)的专家咨询论证会。另外,就受到广泛关注的多年平均线调度方案问题以及江豚过闸问题,及时向建设单位提出相关建议,并与设计单位进行了多次调度方案的沟通完善等工作,与专题单位共同完成了江豚过闸监测方案的编制及专家论证会等。目前,初步完成鄱阳湖水利枢纽工程环境影响报告书初稿的编制。

(6)重大工程水环境影响专题评价

本年度,完成了“新疆玉龙喀什河水利枢纽工程地表水环境影响专题研究”(完成技术审查,取得环保部批复),“云南省大理州宾川县海稍水库扩建工程地表水环境专题”、“新疆阿合奇县奥依阿额孜水利枢纽工程地表水环境专题”等重大工程环评项目专题已经根据工程总体布置以及工程特征,在对工程区域水、生态、大气及声环境现状调查评价的基础上,分析工程环境影响,并提出环境生态减缓措施。为重大工程项目的顺利推进和生态环境的保护,提供技术支撑。

6)其他项目 (1)西藏自治区20条河湖“一河一策”编制

受西藏自治区水利厅委托,水环境所承担了西藏自治区20条河湖“一河一策”编制工作。包括雅鲁藏布江、澜沧江、怒江、拉萨河、朋曲、西巴霞曲、察隅曲、帕隆藏布、狮泉河、象泉河、金沙江、色林错、纳木错、扎日南木错、当惹雍错、班公错、羊卓雍错、玛旁雍错、年楚河、尼洋河等20个河湖(西藏段)为由自治区党委、政府相关领导担任河长的省级主要河流。

本次河长制实施方案编制以西藏自治区20条河湖水资源保护、河湖水域岸线管理保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复及执行监管等六大任务为调查主要内容,摸清水资源数量、质量、开发利用、水污染、水环境、水生态的变化情况,准确掌握水资源开发利用、水环境破坏、水生态退化的情况,确定水资源保护、河湖水域岸线管理保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复的基线,全面开展河长制实施方案编制奠定基础。目前20条河湖报告已经送长江委审查。

(2)《环境影响评价技术导则-地表水环境》(HJ 2.3-2018)修订工作

水环境所承担了环境保护部评估中心委托的《环境影响评价技术导则-地表水环境》(HJ 2.3-2018)修编工作,该导则是对原有的原国家环境保护局于1993年发布了《环境影响评价技术导则-地面水环境》(HJ/T2.3-93)的修订和完善;在划框子、定规则、查落实三个方面的指导作用为指引,遵循目标导向与问题导向、连续性与协调性、适用性与先进性等原则要求,研究污染源与环境质量响应关系的计算方法和数学模型、容量总量核算分配及与排污许可量的技术方法与规范性要求,并完成了以上述研究内容为主的导则相应编制内容、导则编制说明。目前,该导则已正式颁布实施。该项工作不仅为环保部门重要工作提供科技支撑,而且还有助于进一步提升我单位水环境技术等方面的影响力。

(3)西藏自治区生态红线划定项目

承担了西藏自治区重点项目昌都市、阿里地区生态红线划定工作,已经顺利通过生态环境部审查。该工作得到西藏自治区省委省政府、昌都市委市政府高度肯定,认为技术组情况了解、思路清晰、汇报流畅。通过该工作,技术组系统掌握了区域的生态情况基础数据,为我单位在西藏开展技术研究工作奠定了坚实的基础。

(4)水科院重点专项—基于无人水面船的水环境监测系统研发

完成水环境及水生态现场大范围快速监测技术需求的调研工作,总结了水环境自动监测系统进展状况及小型化现状与发展趋势,提出了基于无人水面船的水环境监测系统功能需求,建立了基于无人水面船的水环境监测系统研发总框架。目前无人水面船正在实地调试阶段。

(5)水科院重点专项—重点区域地表水背景值调查评价及分析方法

依据《全国重要江河湖泊水功能区水质达标评价技术方案》的规定,以黑龙江省全国重要江河湖泊源头水保护区为试点,开展水质受背景值影响的黑龙江省全国重要江河湖泊源头水保护区地表水背景值调查评价研究,提出重点区域水质背景值的调查评价及分析方法,为科学制定区域性水质标准、开展水环境质量评价、水功能区划调整、核定水域纳污能力、科学地进行水功能区限制纳污红线管理提供科学依据。

 

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