《河南省水库型饮用水水源地水质风险评估及保障体系》

该项目属水环境领域先进技术应用研究。水库与人类的生产、生活息息相关,针对河南省水库流域存在的水土流失、盲目施肥、网箱养殖等突出问题,提出应用水土保持、植被缓冲区、人工湿地、前置库等先进技术进行综合治理,通过生态补偿、水资源管理的“三条红线”、排污许可制度等政策措施规范人类的行为,并以河湖长制、环境司法体制等法律手段予以保障的措施体系;根据研究分析和实地查勘,进一步提出测土配方施肥、生态水产养殖、水质遥感监测等技术,创建水库水生态预警系统以保障水库生态安全。

该项目研发了1套测流系统、5套水污染与水质检测/监测设施、4项计算机软件,并获得相应的专利和软件著作权;制定了4项水土保持技术标准,发表学术论文18篇(核心17篇,SCI1篇),相关成果获得河南省2017年度水利科技进步一等奖。项目验收委员会验收意见:“该项目全面完成计划,取得优异成果,社会、经济、环境效益显著,推广应用前景广阔”。该项目的创新性成果主要有:

1.根据小浪底水库2011-2015年的TM影像与水质监测数据,借助数据挖掘技术,分别筛选出与Chl-a、TN等参数关系密切的波段组合集合,采用拟合回归、神经网络建立水库水质遥感反演模型,为河南省开展水库水质遥感监测提供了依据,该项研究已获得计算机软件著作权;

2.以故县、白龟山水库为例,评估其基因毒物质和躯体毒物质的个人健康危害风险;从多种视角评估了彰武、小浪底、宿鸭湖水库的水环境质量;运用信息熵理论和密切值法对陆浑、宿鸭湖水库的营养状况进行了评估;基于DPSIR和云模型对彰武和宿鸭湖水库水环境安全进行评估,为系统研究河南省水库水环境状况开辟了新思路;

3.通过TM影像,提取2000-2015年不同时期水库流域林地、草地、建设用地、耕地、水域五类用地,结合水库水质监测数据,分析流域用地格局变化对水质的影响,并研究了水库流域用地格局变化与相应时期人口、GDP、工业总产值的关系,剖析引起其变化的社会经济驱动因素,该项研究获得计算机软件著作权;

4.基于流域土地利用、社会经济、环境生态等资料,结合38座水库水质监测数据,通过数据挖掘技术筛选出影响水库水质的7个主要因素,借助CART决策树方法分析并确定了各个因素对水库水质的影响程度,该研究已获得计算机软件著作权;

5.以丹江口库区常见的5种不同用地类型的土壤,通过人工模拟降雨试验,研究其在6种雨强下的养分流失规律,再分别以铁瓦河和桃庄河小流域5类常见的不同种植用地,监测并分析其汛期养分流失特征,为库区土地种植结构的合理规划提供依据,也填补了水库水源区在农田养分流失研究领域的空白;

6.以对水库流域水质有重大影响的因素为指标,通过“压力-状态-响应”模型和信息熵理论,评估全省大型水库生态安全状况,实现了对不同区域多座水库生态安全状况的比较,为其水环境管理决策提供参考,拓展了“压力-状态-响应”模型的应用范围,已获得计算机软件著作权。

研究成果在渑池县、淅川县、商城县等地进行了推广应用:渑池县大力推进生态清洁小流域建设、治理水土流失,积极发展生态农业和旅游业,年支柱产业产值超10亿元、旅游收益超25亿元;淅川县大力发展人工湿地,因水质净化、环境美化,带动了旅游业发展,年综合收入超10亿元;商城县完成人工造林1万5千余亩、森林抚育8万亩、新增标准化茶园3500亩,累计推广测土配方施肥技术310万亩,亩均节肥2.2kg、增产24.8kg,累计经济效益16368万元,既确保了鲇鱼山水库水质,还实现了农业增产、农民增收。

成果说明

该项目在实施过程中,坚持“边研究、边推广应用”的原则,紧密结合河南省各水库水源区水环境治理的实际情况,将项目成果在渑池县、淅川县、商城县进行了推广应用: 渑池县积极开展小流域生态治理和美丽乡村建设,在此基础上大力发展特色农业,全县规模以上养殖场67家,年出栏牲畜50万头;花椒栽植面积达18万亩,以丹参为主的中药材种植面积8万余亩,这些产业年产值均在10亿元以上。 淅川县大力发展人工湿地技术以净化水质、美化环境,再加上历史名胜较多,带动了旅游业的发展,年综合旅游收入超10亿元。 商城县扎实推进水土保持

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