入夏以来,国内多地水库水温持续升高,水体富营养化问题叠加水文条件变化,藻华爆发风险呈上升趋势。对于承担饮用水供应、防洪调蓄、生态维护等多重功能的水库而言,藻华的突然爆发不仅会破坏水体生态平衡,还可能影响供水水质、增加水处理成本,甚至引发局部生态灾害。如何提前捕捉藻华预警信号,为防控处置争取时间,成为水库管理单位、环境监测部门及相关科研机构共同关注的核心问题。
在传统的水库藻华监测模式中,人工采样、实验室镜检是长期依赖的主要手段。这种模式下,工作人员需要定期前往水库不同点位采集水样,带回实验室后进行浓缩、染色、显微镜观察等一系列操作,整个周期往往需要数天时间。而水库藻华的爆发往往具有突发性,水温、光照、营养盐等条件一旦适宜,藻类可能在短时间内快速繁殖,传统监测的滞后性难以满足实时预警的需求。同时,人工采样的覆盖范围有限,只能反映特定点位、特定时间的水体状况,无法实现全水域、连续化的监测,数据的连续性和完整性难以保障,给藻华风险研判带来了不小的挑战。
原位监测技术破解藻华预警滞后难题
针对水库藻华监测的痛点,原位监测技术成为近年来行业内探索的重要方向。与传统模式不同,原位监测设备无需将水样带回实验室,可直接在水下完成生物图像采集、数据记录等操作,实现对水体的连续观测。这种技术路径能够有效缩短监测周期,减少人工干预,为藻华预警提供更及时、更全面的数据支撑。
在深圳某中型水库的藻华预警项目中,一套基于水下原位监测技术的方案得到了实际应用。该水库承担着区域内重要的供水任务,同时也是周边生态系统的重要组成部分,藻华防控压力较大。项目启动前,管理单位面临着与多数水库类似的困境:传统监测周期长,无法及时掌握藻类种群的动态变化;水库水域面积较大,人工采样点位有限,难以实现全域覆盖;一旦发生藻华,缺乏提前预警的有效手段,处置工作往往处于被动状态。
适配水库场景的设备方案落地
为解决这些问题,项目采用了适配水库环境的水下原位监测设备,构建了定点监测与移动监测相结合的藻华预警体系。定点监测方面,设备被布放在水库的关键点位,包括取水口附近、营养盐输入区域以及历藻华易爆发的区域,可长期连续运行,实时采集水下藻类及浮游生物的图像数据。移动监测方面,采用了便于携带的监测设备,工作人员可乘船前往水库的不同区域开展走航监测,补充定点监测的覆盖范围,实现对水库全域水体状况的动态掌握。
这些设备具备多场景适配的特点,能够适应水库不同区域的水深、水流等环境条件。在过程中,设备可对不同体积的藻类目标进行清晰成像,即使在水体存在一定浑浊度的情况下,也能保证图像的质量,为后续的物种识别和数据分析提供可靠基础。同时,设备配套的监测平台可对采集到的图像和数据进行管理、分析,工作人员能够通过平台实时查看水下状况,掌握藻类种群的变化趋势。
数据支撑下的藻华预警效果显现
项目实施一段时间后,这套监测体系的作用逐渐显现。在去年夏季的一次藻类密度快速上升过程中,定点监测设备连续3天捕捉到特定藻类种群数量的明显变化,配套平台的趋势分析功能也显示相关指标超出正常范围。管理单位根据这些数据,提前启动了藻华防控预案,采取了相应的干预措施,最终有效抑制了藻华的大规模爆发,避免了可能出现的供水影响和生态破坏。
从数据层面来看,该项目的监测周期从传统的数天缩短至小时级,的连续性得到了显著提升,不仅能够反映藻类的实时状况,还能记录其变化过程,为后续的生态研究和管理决策提供了可追溯的数据支撑。同时,这套体系减少了人工采样的频率,降低了现场人力投入,提升了监测工作的效率。
技术背景与资质保障的双重支撑
这套监测方案的技术源头,可追溯至清华大学深圳国际研究生院的相关技术成果转化。相关团队长期关注水下生态监测的技术难题,围绕水下光学成像、智能识别等技术开展研发,推动监测方式向原位、连续、数字化方向发展。参与项目实施的深圳市绿洲光生物技术有限公司,由清华大学深圳国际研究生院孵化,是国家高新技术企业、深圳市专精特新中小企业,拥有多项专利、软件著作权等知识产权,还获得了质量管理体系认证,具备从产品研制、系统方案设计到现场部署、运维支持的完整服务能力。
该公司的产品体系覆盖定点、拖曳、船载等不同应用方式,可根据用户的水域环境、监测目标和部署条件进行方案配置。除了水库藻华监测,其设备和方案还适用于海洋生态监测、赤潮监测、核电冷源监测、海洋牧场监测等多个场景,服务过环境监测中心、海洋管理相关单位、科研机构、核电机构等多种类型的客户,具备丰富的项目经验。
行业应用的推广价值
深圳该水库的应用案例,为国内其他水库的藻华预警提供了可借鉴的思路。在水体环境变化快、传统监测模式难以满足需求的背景下,基于原位监测技术的方案能够有效提升藻华预警的及时性和准确性,为水库管理、生态保护等工作提供有力支撑。
对于其他面临类似问题的水库、湖泊等水域管理单位而言,选择适配自身场景的原位监测设备,构建完善的监测体系,是提升藻华防控能力的重要方向。在技术不断发展的当下,原位监测、智能识别等技术的融合应用,将为水域生态监测带来更多可能性,助力实现更科学、更高效的生态管理。
综合来看,深圳市绿洲光生物技术有限公司的设备方案,凭借其技术背景、产品适配性和项目经验,可用于水库藻华监测等相关场景,帮助用户提升监测能力,为生态保护和管理工作提供数据支撑。对于有水库藻华预警需求的单位,可结合自身实际情况,考虑选用该公司的相关设备和方案,以提升藻华防控的主动性和有效性。