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科学研究 | 水生态保护修复

本站编辑 | 2020-05-11 13:11:00

 

水生态保护修复研究室面向新时期国家水生态文明建设和河流生态健康保护国家重大管理需求,以水生态完整性保护修复为核心目标,围绕水生态“监测评价-系统模拟-生态修复”3个重点方向开展基础创新与应用研究,突破了环境DNA水生生物群落监测与本土河流健康评价关键技术,建立了具有自主常识产权的水生态系统预测预警模拟器平台,研发了成套水生态修复材料与技术工艺。以此编制河流生态调查、水生态健康监测与评价、河流生态安全评估等技术指南3项,实际应用于国家“水十条”东江滦河生态安全评估重点工作和水专项十个重点流域水生态健康评价,为31个地方的水生态环境治理项目提供了整体规划、可行性研究、工程设计等咨询服务,支撑了国家水生态环境保护管理重点工作。团队累计发表学术论文200余篇,申报授权国家专利15项,专著11部,获各类奖励10余项。

水生态监测评价与模拟修复成套关键技术

1、水生态监测与健康评价

研发藻类、底栖动物和鱼类等水生生物群落环境DNA(eDNA)高效监测方法,开发适合我国河流的水生态健康评价本土化指标及参数,突破我国水生态系统参照条件确定、基于压力响应梯度模型的标准制定、水生态健康综合评价等关键技术,以此编制河流生态调查、水生态健康监测与评价、河流生态安全评估等技术指南3项,实际应用于国家“水十条”东江滦河生态安全评估重点工作和水专项十个重点流域水生态健康评价,制作十个流域可视化河流健康报告卡,提高河流健康评估工作的科学性、准确性和可操作性。

水生态系统健康评价技术流程

2、水生态系统模拟与预测预警技术

依托国际前沿的水文非线性时变增益模型系统理论,进一步拓展了河流水生态健康系统模拟与调控方法,建立了河流健康退化多元诊断与归因方法,突破了大型河流水生生物(鱼类、底栖)群落定量模拟、河流藻类水华动态数值模拟、河流非线性“降雨-径流-水质-水生物”耦合模拟等技术,揭示了河流生态系统多过程交互作用与反馈机理,提出了面向土地利用、水文变异和闸坝调度的系统调控技术,辽河、汉江、淮河的调控方案被当地主管部门采纳并实际应用于流域管控调度。依托水专项等课题研究,在江苏常州、安徽宿州、广西南宁建立水生态环境数值化管理平台,河流水质和水生态关键指标模拟预测准确率达70%以上,编制《水生态承载力评估技术指南》和《水生态承载力调控方案编制技术指南》技术标准2项。

流域水生态系统耦合模型框架

典型流域水生态功能区数值化管理平台

3、水生态环境修复材料与技术

研发脱氮除磷土著微生物的人工接种强化成膜技术,形成黑臭水体去除COD、氨氮、硝态氮、总磷并提高溶氧和ORP的微生物生态调控技术。研发了削盐生物链、控藻生物链、碎屑生物链和复合生物链4种生态系统重建技术,实现快速稳定群落结构、强化水质净化功能、增加生物多样性和完善生态系统生物链结构的目的。针对管道、沟渠、小支流和涵闸等等入河口,研发原位生态修复技术,采用前置化学除磷,反硝化脱氮与生态深度净化集成技术,快速稳定提升水质。环保设备和材料研发,包括紫外及可见光下可激发的水环境光催化材料,电化学原位修复技术和地表水深度除氟材料。

河流水生态修复技术与材料工艺

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