太湖流域“十二五”科技需求与目标任务的建议.docx
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1、 国家水体污染控制与治理科技重大专项 太湖流域“十二五”科技需求与目标任务的建议(草稿)(1.0版)太湖流域实施方案编制组二一年一月- 2 -目 录概述1一、太湖流域水生态环境污染现状及主要环境问题2(一)太湖流域背景2(二)太湖流域水生态环境污染现状及发展趋势6(三)存在的主要问题与原因分析21二、“十一五”太湖流域水专项执行状况37(一)“十一五”太湖流域水专项的主要目标与研究内容37(二)“十一五”太湖流域水专项的主要进展及标志性成果51三、“十二五”太湖流域水污染治理技术需求76(一)太湖流域污染源系统治理、控源减负技术需求76(二)太湖流域城镇饮用水安全保障成套技术78(三)“十二五
2、”太湖流域水资源优化调度的技术需求79(四)太湖流域监控预警与环境管理技术80四、“十二五”太湖流域的目标、技术路线、科学问题与预期成果83(一)编制依据83(二)十二五总体目标84(三)总体思路与技术路线851.总体思路852. 技术路线873.项目设置87(四)主要科学问题与科技创新的主要方向881.主要科学问题882.科学创新的主要方向91(五)示范区选择92(六)“十二五”预期成果921. 关键技术突破922. 预期主要成果943.“十二五”考核指标94项目1:流域产业结构调整与清洁流域建设技术研究与示范971.目标972. 重点任务973. 关键技术及其科学问题984. 示范工程、依
3、托工程及配套条件995. 预期成果与技术经济指标991. 目标992. 重点任务1003. 关键技术及其科学问题1024. 示范工程、依托工程及配套条件1025. 预期成果与技术经济指标103项目2:太湖流域城镇水污染控制技术与重点工业源控制技术与示范1041.目标1042. 重点任务1043. 关键技术与科学问题1054. 预期成果和技术经济指标:1055. 示范工程、依托工程及配套条件105项目3:流域面源污染综合治理技术集成研究与规模化示范1051.目标1052. 重点任务1053. 关键技术与科学问题1084.预期成果和技术经济指标:1085.示范工程、依托工程及配套条件109项目4:
4、太湖区域饮用水源风险管理与安全保障技术集成与科技工程示范1091. 目标1092. 重点任务1103. 关键技术及其科学问题1114. 示范工程、依托工程及配套条件1125. 预期成果与技术经济指标114项目5:全流域水资源优化调度技术研究与示范1151.目标1152. 重点任务1153. 关键技术及其科学问题1174. 示范工程、依托工程及配套条件1175. 预期成果与技术经济指标117项目6:太湖水污染防治与富营养化综合治理集成技术与综合示范1171. 目标1172. 重点任务1183. 关键技术及其科学问题1204. 示范工程、依托工程及配套条件1215. 预期成果与技术经济指标121项
5、目7:太湖流域重点污染湖区及流域水质改善技术集成与科技工程示范1221. 目标1222. 重点任务1223. 关键技术及其科学问题1234. 示范工程、依托工程及配套条件1245. 预期成果与技术经济指标124项目8:太湖流域管理综合技术体系、政策和平台建设1241. 目标1242. 重点任务1253. 关键技术及其科学问题1294. 示范工程、依托工程及配套条件1305. 预期成果与技术经济指标130项目9:太湖流域“减负修复”核心技术及产品研发及产业化平台1311. 目标1312. 重点任务1313. 关键技术及其科学问题1324. 示范工程、依托工程及配套条件1335. 预期成果与技术经
6、济指标133六、支撑与关联行动134(一)能力条件建设1341. 技术体系建设1342. 研究平台与基地建设1353. 管理机制与体系建设1355.专业人才培养与队伍建设136(二)项目的关联行动1361.国家及国务院各部委的相关规划1362.地方“十一五”规划及其实施方案1363.国家各类科研计划1364.地方各类科研计划1375.各地正在实施的重大工程项目137七、组织实施的效益、风险分析138(一)技术市场分析138(二)效益分析1391. 经济效益1392. 社会效益140(三)环境效益141(四)风险分析1421. 技术的风险分析与对策1422、市场风险1423、管理风险分析与对策1
7、434、推广应用前景及产业化可行性143145概述太湖流域地跨苏、浙、皖、沪三省一市,是长江三角洲的核心区域,也是我国人口密度最大、工农业生产发达、国民经济产值和人均收入增长幅度最快的地区之一。近年来,由于流域经济的快速发展和不合理的开发利用导致水体水质急剧恶化,饮用水安全受到严重威胁。本方案以“调查研究科学问题凝练关键技术自主创新工程示范”为设计思路,紧密结合国家经济社会发展战略、环境污染控制目标和地方政府需求,依据“全流域控制与湖泊治理相结合,控源与生态修复相结合,治理与管理相结合”的原则,在流域水环境承载力研究的基础上,通过对流域产业结构调整、污染源系统治理与流域生态建设等研究,科学制定
8、产业结构调整与清洁利用建设方案与关键技术研发,并选择太湖重污染区水域开展水质改善为目标的技术集成研究和规模化科技工程示范与建设,选择流域典型区域饮用水源开展以饮用水安全保障与风险管理为目标的技术集成与科技工程示范;建立太湖流域环境监控预警与生态综合管理平台,综合运用法律、经济、技术和必要的行政等手段解决湖泊水污染问题。以市场为导向,通过太湖流域“减负修复”核心技术研发和技术示范区的建设,形成产业化研发基地与大型流域治理的企业联盟,从而形成以太湖流域为代表的我国长江中下游大型浅水湖泊水体污染防治理念、技术路线和管理体制及机制,为“十三五”的工作提供基础,为解决其他流域的水污染治理、饮用水安全与富
9、营养化控制提供可借鉴的理念、思路和技术支撑。一、太湖流域水生态环境污染现状及主要环境问题(一)太湖流域背景1、太湖流域概况太湖流域地处长江三角洲,位于长江下游河口段的南侧,北滨长江,东部及东南临海,西部与西南部以茅山山脉为界岭,和秦淮河、水阳江、钱塘江流域相邻,地跨江浙沪三省一市,流域总面积达36895km2(见图1-1),是我国经济最发达的地区之一,在全国占有举足轻重的地位。图1-1 太湖流域图太湖湖泊面积2338km2,南北长68.5km,东西平均宽56km,湖岸线长405km,湖泊平均水深1.89m,最大水深2.6m,湖泊容积4.76km3,是流域内4300万人赖以生存的宝贵资源。2、太
10、湖流域地形地貌和气象太湖流域西部山丘区面积7338平方公里,中部平原区面积19350平方公里,沿江滨海平原区面积7015平方公里。平原区河网交织,水流流速缓慢。太湖流域属亚热带季风气候区,四季分明,雨水丰沛,夏季炎热。流域年平均气温14.916.2。平均年日照时数18702225小时,平均年降水总量10101400毫米,多年平均水面蒸发量822毫米。3、太湖流域平原水系特征与水资源状况太湖湖体及其上游流域湖荡星罗棋布,河网如织,湖泊星罗棋布,水面总面积约5551平方公里。面积大于0.5平方公里的湖泊有189个,总面积约3159平方公里。湖泊面积40平方公里以上的6个。太湖是流域内最大的湖泊,本
11、区库容超过1亿立方米的大型水库有7座,总库容10.48亿立方米。太湖流域平原河网纵横,江平流缓,境内河道纵横交错,总长度有12万公里,平均每平方公里河道长度3.2公里,在广大平原区构成网络状,称为“江南水网”。 平原区地势平坦河道水面平缓,流速缓慢,尾闾受潮汐影响,流向往复不定,一遇暴雨,涝水通过河网扩散;平时污染物也经河网蔓延、扩散。出入太湖河流228条流域内河道水系以太湖为中心分成上游和下游两片。上游片主要为发源于天目山南北麓的苕溪水系以及发源于茅山的南河水系、洮滆水系。下游片主要为平原河网水系,其中,北部是以连通长江的浏河、望虞河、锡澄运河、德胜河、九曲河等主要河道组成的沿江水系,该水系
12、兼具引、排双重功能,洪水期排水入长江,枯水期可引江水入太湖流域;东部是以淀山湖、澄湖、元荡、独墅湖等大中型湖泊,吴淞江、太浦河等太湖东部出水河道,斜塘、园泄泾、大泖港等黄浦江上游支流以及黄浦江组成的黄浦江水系;南部是以连通杭州湾的长山河、海盐塘、盐官下河、上塘河等河道组成的沿杭州湾水系;京杭大运河自谏壁至杭州,纵贯流域北部和东南部,连通了流域下游各主要水系,也是流域重要航道。太湖流域多年平均水资源总量177.4亿立方米,人均、亩均水资源占有量分别为398立方米和727立方米。长江多年平均过境水量9334亿立方米,2005年沿长江口门引水量81亿立方米。太湖全年的入湖水量为80.11108 立方
13、米,出湖水量为96.67108立方米。主要通过西部河网以及西苕溪、望虞河等河流汇入太湖,其中西部河网的入湖量占总入湖量的60%。出湖水量主要通过太浦河、东苕溪以及东部河网汇出太湖,其中太浦河的出湖量占47%。4、太湖流域土地利用特征流域内有耕地2266万亩,比1985年减少384万亩,主要用于建设用地。其中水田1856万亩,旱地410万亩。流域用地状况,耕地占41,水域15,建设用地18,其他用地26。流域内由于人口高度稠密,平均每人仅占有土地1.68亩,土地利用率达到很高程度,垦殖指数达到48.6%,耕地、园地和精养鱼池等集约型农业用地约占55,耕地复种指数为210%。湖荡众多,河网密布,水
14、域面积达1030万亩,占土地总面积18.9%,且以湖荡水体为主。流域人口的急剧增长、工业化与城市化的迅速发展,以及农业结构的调整是太湖流域土地利用类型变化的直接原因。5、太湖流域社会经济特征太湖流域是我国城镇密集、区域城市化水平较高的地区,也是我国最发达、经济发展最快的地区之一。太湖流域行政区划包括江苏省苏南地区,浙江省的嘉兴、湖州二市及杭州市的一部分,上海市的大部分,共有30县(市),面积为 36895平方公里。其中江苏省占 53%,浙江省占 33.4%,上海市 13.5%,安徽省占 0.1%。据统计,2007 年人口约4359万人,约占全国3,常住人口密度高达1181人平方公里,而同期全国
15、人口密度仅为130人/平方公里。2005年太湖城市化率高达66.5%。流域以占全国不到0.4%的土地面积,3%的人口,创造了占全国13%的国内生产总值,19%的财政收入。2007年,太湖流域地区GDP为16474.66亿元,占全国的6.68%。其中:第一产业GDP为496.71亿元,第二产业GDP为9538.84亿元,第三产业GDP为6439.11亿元,第二产业所占比重最大,约占GDP总量的58%。表1-1 2007年太湖流域社会经济状况分区名称土地面积人口人口密度GDP人均GDPkm2(万人)人/km2亿元万元/人湖西重污染控制区8663 446.90 516 1749.09 3.91 北部
16、重污染控制区6341 775.85 1224 6795.24 8.76 东部污染控制区1650 235.31 1426 2295.29 9.75 865 67.98 786 1151.80 16.94 1093 79.32 726 618.00 7.79 620 46.38 748 440.27 9.49 东部污染控制区4228 428.99 1015 4505.36 10.50 南部太浦污染控制区3915.336.818601584.35 4.70浙西污染控制区8334610.46 732.493498.48 5.73表1-2 2007年太湖流域三产情况分区名称第一产值第二产值第三产值比重(
17、一产、二产、三产)(亿元)(亿元)(亿元)湖西重污染控制区103.71 1020.87 624.51 0.06 0.58 0.36 北部重污染控制区99.26 4067.74 2628.24 0.01 0.60 0.39 东部污染控制区64.89 2780.92 1659.55 0.01 0.62 0.37 南部太浦污染控制区20.46 219.25 164.78 0.050.540.41南部太浦污染控制区97.07 949.39 537.89 0.060.600.34浙西污染控制区133.07 1626.83 1738.58 0.040.470.49(二)太湖流域水生态环境污染现状及发展趋势
18、近二十多年来,随着流域经济快速发展和人口的高度集聚,造成流域污染负荷不断增加,加快了流域水环境恶化和湖泊富营养化。2007-2008年太湖水质为劣类,处于中度富营养化水平,总氮尤其是氨氨超标严重;湖泊生态安全正处于明显恶化的过程,生态安全综合评价结果已处于“不安全”状态。水质污染与水生态环境恶化使太湖蓝藻暴发频繁,影响到饮用水水源,并直接影响到流域城市的安全供水。湖泊受到污染其根源在流域:流域城镇化的快速发展和扩张,而环境基础设施功效不足、城镇联片、使工业和城市点源污染控制后的控源截污问题尤为突出,加上城市建设中雨污不分的排水系统,使得大量的城市生活污水直接排入城市河道中,苏州、无锡、常州等地
19、区城市水环境污染突出;以农业面源污染和农村生活污染为主的面源污染严重,也逐渐成为太湖水污染防治的重点之一。整个流域尚未形成与太湖水环境功能区划相适应的绿色流域。1、太湖流域水生态环境污染现状及发展趋势(1)太湖流域主要污染物产生量、入河量太湖流域主要污染源分类为工业源、城镇生活源、农村生活源、农田径流源、畜禽养殖源及其他源六大类。太湖流域分为五大污染控制区:北部重污染控制区、湖西重污染控制区、浙西污染控制区、南部太浦污染控制区及东部污染控制区。污染源调查覆盖流域面积2.97万平方公里, 其中涵盖了31个县级行政区,319个镇,215个街道。 流域主要污染物产生量流域研究范围内COD、氨氮、TN
20、及TP年产生量分别为:236万吨、23万吨、42万吨及6万吨。其中:COD工业污染源约占21%,城镇生活源占29%,农村生活源占18%,农田径流源占6%,畜禽养殖占26%;氨氮工业污染源占13%,城镇生活源占37%,农村生活源占14%,农田径流源占13%,畜禽养殖占23%。图1-2 流域主要污染物产生量流域主要污染物产生量的区域分布有显著不同,以COD为例,年产生量主要以北部重污染控制区为重,占年产生量的32%,东部污染控制区和浙西污染控制区次之,分别占25%和24%,湖西污染控制区及南部太浦污染控制区分别为11%和8%。图1-3 流域COD产生量的区域分布 流域主要污染物入河量主要污染物入河
21、量是对流域水体直接产生影响的部分。流域研究范围内COD、氨氮、TN及TP年入河量分别为:73万吨、7万吨、15万吨及1.3万吨。其中:COD工业污染源入河量约占27%,城镇生活源占32%,农村生活源占21%,农田径流源占2%,畜禽养殖占12%,其他污染源占12%;氨氮工业污染源入河量占9%,城镇生活源占44%,农村生活源占25%,农田径流源占13%,畜禽养殖占7%。其他污染源占2%;TN工业污染源入河量占14%,城镇生活源占32%,农村生活源占18%,农田径流源占22%,畜禽养殖占10%。其他污染源占4%;TP工业污染源入河量占11%,城镇生活源占26%,农村生活源占19%,农田径流源占19%
22、,畜禽养殖占22%。其他污染源占3%;图1-4 流域主要污染物六大污染源入河量(2)流域出入湖河流污染现状、主要污染物入湖总量 环湖河流污染状况2000-2007年,出入湖水系的水质类别以类和劣类为主。2008-2009年,水质略有好转。劣于类的河流占总24%,且均属于太湖西北入湖河流。表明入湖河流的污染问题依然严峻。太湖出湖河流水质明显好于入湖河流,总体水质以类为主。图1-5 太湖流域主要出入湖河流水质历史变化 主要污染物入湖总量经过对环太湖河流进出湖水量、污染物浓度、降水蒸发量、水资源利用量等监测数据进行统计和收支平衡分析,2007年环太湖入湖总水量为88.85亿m3,出湖总水量85.57
23、亿m3,高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷的年入湖总量分别达到6.73万吨、2.46万吨、4.40万吨和0.21万吨。(3)太湖水环境承载力及其入湖污染负荷根据江苏省政府批准实施的江苏省地表水(环境)功能区划近期(2010年)目标水质,按照污染带面积与排污量响应关系曲线可得排污口污染带面积控制在13 km2时的排污量,太湖岸线总长为405km,根据混合带总长度小于太湖岸线长度的10%的原则,考虑不同风向风速频率组合,计算得到太湖湖体主要污染物水环境容量分别为COD:13.3万t/a,TN:7700 t/a,TP:545 t/a。与2007年太湖主要污染物入湖总量对比可以发现,COD入湖总量为21.
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