太湖蓝藻水华和湖泛应急防控能力提升对策研究

殷 鹏 张建华 胡晓雨

(1.江苏省水资源服务中心，江苏 南京 210029；2.江苏省水利厅，江苏 南京 210029)

2007年以来，江苏省把太湖治理作为生态文明建设的标志性工程和重大民生工程，应急防控、长效治理两者兼具，已取得了阶段性治理成效[1-2]。蓝藻打捞处置及湖泛巡查防控作为国务院《太湖水环境综合治理总体方案》以及江苏省《太湖湖泛应急预案》《江苏省太湖蓝藻暴发应急预案》明确的太湖蓝藻、湖泛应急防控主要应急措施，均由地方各级水利部门承担实施，为连续十三年实现国务院提出的“两个确保(确保饮用水安全、确保不发生大面积湖泛)”目标，发挥了至关重要作用。当前，太湖治理仍处于攻坚阶段，新老问题交织叠加，应急防控任务更加艰巨。本文通过总结2007年以来太湖蓝藻打捞处置、湖泛巡查防控经验成效，分析了当前太湖安全度夏面临的问题，并提出下阶段蓝藻打捞处置、湖泛应急防控工作建议，为提升太湖安全度夏工作水平提供技术支撑。

1 太湖蓝藻打捞处置及湖泛巡查防控工作开展情况

2007年以来，江苏省水利厅会同环太湖各市严格落实应急防控总体任务，逐步建立了蓝藻湖泛预警监测网络、蓝藻打捞组织体系，协同推进太湖蓝藻打捞、藻水分离、资源化利用、无害化处置和湖泛巡查防控工作，着力加大重点水域、敏感地区的蓝藻打捞处置力度，构建“应急防控”和“日常打捞”双保障体系，持续推进太湖蓝藻打捞及无害化处置、资源化利用[3-5]。

1.1 监测预警实现重点水域全覆盖

江苏省水利、气象、环境等相关部门会同环太湖各市逐步建立健全太湖蓝藻湖泛巡查和监测预警体系，建成卫星遥感监控、视频监控、常规监测、应急监测相协同的监测监控体系，其中设置重点蓝藻湖泛巡查重点监测区域7个，覆盖重点湖区569km2，在太湖应急度夏期(3月1日至10月31日)，每日开展现场巡查，实现了全湖重点区域巡查与监测预警全覆盖。

1.2 蓝藻打捞全面实现机械化

环太湖83个打捞点全部实现机械化打捞船、专用化打捞泵作业，年打捞量已从2008年的60万t提升至目前的200余万t(见图1)，极大地提高了打捞效率与打捞能力。2007年以来，全湖累计打捞蓝藻1900万t，不仅有效防止了蓝藻堆积腐烂发臭、减少了蓝藻存量，而且直接清除了聚集在蓝藻体内的内源污染，相当于减少湖体内的8500t氮、1900t磷，为保障太湖供水安全发挥了重要作用。

图1 2007—2020年江苏省太湖蓝藻打捞量变化

1.3 打捞藻浆全面实现工厂化处理

根据江苏省水利厅组织编制的《环太湖藻水分离站建设规划》，目前环太湖已形成31座固定式藻水分离站、移动分离车船相结合的环湖藻水分离网络，日处理藻浆能力6万t(见表1)。结合调峰池，主要打捞点的打捞藻浆可全部进入藻水分离站进行脱水处理。

表1 环太湖各市藻水分离处置能力统计

1.4 蓝藻无害化处置、资源化利用水平

目前，全湖藻泥无害化处置能力达到1150t/d，藻泥资源化利用能力达到250t/d，全年产生的8万～10万t藻泥可以全面实现藻泥无害化处置或资源化利用(见表2)，如利用蓝藻生产有机肥、蛋白粉、藻泥干化焚烧发电等，彻底根除了二次污染风险[6]。

表2 环太湖各市藻泥无害化处置、资源化利用能力统计

1.5 蓝藻打捞市场化探索

积极引进社会力量参与蓝藻打捞处置，无锡、武进采用政府购买服务的方式，委托社会组织开展蓝藻和水草打捞作业的探索，宜兴开展按藻泥称重付费、引进民间资本参与蓝藻打捞处置的试点。目前，环湖地区蓝藻打捞处置由原有的政府组织、部门实施的方式，逐渐向政府主导、社会参与、部门督查的方式转变。

1.6 蓝藻打捞与处置的规范化管理

江苏省水利厅先后制定下发《关于进一步加强太湖蓝藻打捞处置工作的指导意见》《关于做好太湖湖泛巡查和处置工作的指导意见》《关于太湖蓝藻打捞湖泛巡查和预警能力建设实施方案》等文件，组织环湖各地定期开展总结交流，推广好的经验和做法，指出问题和改进的方向，建立蓝藻打捞常态化驻点督查制度，及时发现并解决蓝藻打捞工作出现的新情况、新问题，以保障蓝藻打捞处置工作的顺利进行。

2 存在的主要问题

经过十多年高强度治理，太湖流域水环境质量持续改善，但是流域经济社会发展与资源环境之间的矛盾没有根本缓解，同时太湖安全度夏应急防控的新问题已经显现，新老问题叠加，治理任务更加艰巨[7]。

2.1 蓝藻水华大面积暴发的风险依然存在

十余年的太湖治理已取得了积极成效，22条主要入湖河流全面消除Ⅴ类、劣Ⅴ类水体，太湖水质已从劣Ⅴ类改善为Ⅳ类。但是受气温升高等不可控气象条件影响，近年来，太湖蓝藻水华的频次、面积不降反增。根据江苏省气象部门卫片统计数据，“十三五”期间，太湖年均发生蓝藻水华106.8次，年均累计面积1.61万km2，分别比“十二五”期间高32.5%、126%(见图2)。

图2 2008—2020年太湖蓝藻水华频次和面积变化

2.2 湖泛隐患依然存在

江苏省连续13年实现了“两个确保”，但是湖泛防控的压力依然存在。每年夏季在东南风的作用下，蓝藻向太湖北部、西部近岸湖区堆积，这些湖区本身水动力条件弱，湖体流速缓慢，蓝藻极易在这些区域沉降，并与底泥中的有机物产生厌氧反应，引发湖泛。由于近几年太湖蓝藻生物量明显反弹，小范围湖体水质异常(小范围湖泛)也有增加趋势，“十三五”期间，年均发生9.6次小范围湖体水质异常事件，年均累计持续时间29.8天，分别比“十二五”期间高50%、107%。一旦水体异常发生在水源地附近，将威胁供水安全。

2.3 应急防控边际效应逐步显现

蓝藻打捞是防止蓝藻在近岸堆积引发湖泛的重要措施，但是并不能从根本上遏制蓝藻暴发。根据测算，太湖年蓝藻打捞量不足湖体蓝藻生物量的4%，遇到蓝藻水华高峰期，蓝藻打捞处置能力明显不足，但是大幅度提升蓝藻打捞处置能力不仅投资巨大，也会造成设施长时间闲置，并带来高昂的养护成本。原先采用的藻泥沼气发电、沤肥返田等低成本的藻泥处置方式已经难以满足新时期环境保护要求，相关工程相继停用。有机肥等藻泥资源化利用产品需求有限，全湖通过资源化利用方式处置藻泥的比例仅占20%左右，剩余部分主要通过无害化焚烧发电的形式处置，每吨藻泥的无害化处置成本达到上千元，处置成本居高不下，在蓝藻打捞处置高峰期，仅无锡市区藻泥干化发电项目，日运行成本就达到100万元以上。太湖应急清淤工程遏制湖泛灾害效果明显，但是也面临陆上排泥场空间缺乏的现实问题，清淤工程的单价已由60元/m3提高至150元/m3以上，清淤处置成本持续增加。此外，望虞河引江济太是提升贡湖湾水动力条件、遏制蓝藻积聚及湖泛灾害的重要措施，为防控湖泛、确保供水安全发挥了重要作用，但是在每年5、6月蓝藻水华和湖泛易发高发期，由于太湖实际水位超过了调水限制水位，不具备调水条件，不能够充分发挥引江济太工程效益[7-8]。

2.4 规范标准体系尚不健全，信息化水平有待提升

2012年江苏省发布了一批蓝藻打捞处置相关的地方标准，如《蓝藻机械打捞作业规程》《蓝藻打捞工作量计算规范》《蓝藻高温堆肥技术操作规程》，但随着新技术不断应用，设备不断更新，相关技术规范、标准、规程未同步更新，不能有效指导现行相关工作。湖泛防控主要依靠对湖泛易发区开展湖泛巡查，发现小范围湖泛后及时处置。相关湖泛预警研究不够深入，尚不能满足湖泛防控的精度要求。蓝藻打捞处置动态仍以人工统计为主，信息统计有一定的滞后性，无法满足全湖蓝藻打捞处置能力统筹调度的要求。

3 对策建议

太湖水环境综合治理是一项长期艰巨任务，在继续坚持外源污染治理不放松的前提下，“两个确保”仍是要牢牢坚持的底线，必须要系统性提升蓝藻水华和湖泛应急防控水平，更好水平实现太湖安全度夏，提升饮用水安全保障水平，更好地服务长三角一体化发展战略的实施。

3.1 加快推进引排工程建设，健全多目标统筹调度机制

加快实施望虞河拓浚、吴淞江整治、太浦河扩大三大骨干工程，可分别增加太湖引排能力约200m3/s、排洪能力约400m3/s、供排能力约200m3/s。工程实施后，可大幅度提升流域防洪、排涝能力，太湖防洪能力将由50年一遇提升至100年一遇，为建立太湖流域防洪、供水、生态、用水协调机制提供能力保障。进一步健全新孟河、望虞河引江，新沟河、走马塘排水，太浦河供排的骨干引排工程调度方案，提高水资源配置能力、扩大水环境容量[9]，保障供水安全，支撑太湖安全度夏。

3.2 进一步完善蓝藻水华高峰期应急防控措施

构建蓝藻湖泛应急处置体系。构建“挡、引、捞、控”并举的蓝藻应急防控体系，从近岸打捞向离岸设防转变、从固定打捞向机动打捞转变、从单一捞藻向防控结合转变[10]。在西部湖区、梅梁湖和贡湖水源地等重点水域建设围隔导流设施，并增设藻水打捞分离船。进一步探索利用原位控藻技术，防止敏感水域蓝藻堆积发白发臭。强化增氧曝气等技术装备支撑，提升湖泛防控水平。加快推进藻泥资源化利用示范工程建设，不断提高蓝藻减量化、资源化和无害化处理水平，构建完善的蓝藻资源化利用体系，不断降低蓝藻打捞、防控及处置成本。

3.3 建设太湖蓝藻水华和湖泛应急防控信息化管理平台

整合蓝藻监控系统、藻水流量监控系统、水质监测系统、展示控制系统和数据分析系统，利用监测设备、流量传感器、监控摄像头、无线传输、电脑分析终端等电子化设备对蓝藻打捞处置的各个环节进行全程管控，加快5G及卫星传输应用，增加可视化传输能力，利用传感技术、智能分析技术、物联网技术、云计算和人工智能等技术，快捷全面地收集、汇总、分析实时数据，并对未来的藻情、湖泛作出预警，实现数字化、网络化、智能化的管理，从粗放管理向精细管理转变，为蓝藻打捞处置和湖泛应急防控工作提供数据分析，为优化调度、快速响应和应急处置提供决策支持，进一步提升蓝藻打捞、运输、处置一体化的管理水平。

3.4 健全完善太湖蓝藻水华、湖泛防控标准体系

加快建立健全蓝藻打捞、处置及综合利用相关的地方及行业标准体系、技术规范的修编和制定。在现有工作基础上对《蓝藻机械打捞作业规程》《蓝藻打捞工作量计算规范》《蓝藻高温堆肥技术操作规程》等地方标准进行修编，研究制定完善蓝藻打捞处置、综合利用相关的规程、标准文件，根据需要动态修订。以保障生态安全为前提，以推动处理利用效率提升为目标，适应蓝藻防控相关要求，探索建立蓝藻藻泥综合利用衍生品安全性技术标准。在各项标准和技术规范制定过程中，要加强与国家和行业相关标准衔接，提升标准和技术规范的有效性。

4 结 语

蓝藻打捞处置、湖泛巡查防控、调水引流等太湖安全度夏水利措施，为连续十三年实现太湖“两个确保”发挥了突出作用。当前，太湖新老问题叠加，太湖安全度夏应急防控形势依然严峻，需要通过加快太湖引排骨干工程建设、优化工程调度管理，完善应急防控措施、提升应急防控信息化水平、健全应急防控标准体系等措施，为更高水平实现“两个确保”目标，提供强有力的能力支撑。