城市河湖作为当今城市建设中不可或缺的一部分,已经与人们的生活息息相关,其不仅可以为改善当地的生活条件及生态环境做出应有的贡献,还能陶冶人们的情操,开发相关的水上资源利用,为当地带来可观的旅游及经济资源。然而,城市河湖因在城市整体规划内,往往傍城而建,且因为其周围优越的生活环境,使得人口活动密集,这也就容易导致大量污染物的进入,再加上城市河湖与外界河流换水时所带来的污染物,使城市河湖的污染情况愈发严重。同时,因为城市河湖自身的低流动性等原因,很容易超过其自身污染物负荷能力,无法通过自净能力保证自身水体的稳定,因此相较于自然水体,其生态环境更加脆弱。城市河湖常流过多个区域,因此在选择治理及保障工艺的时候应该因地适宜,选择工艺简单、费用较低、不影响水体美观且可持续性保障的治理方案。在常用的方法中,物理法包括循环曝气在内的方法治标不治本,化学药剂法容易产生二次污染,生物法相较而言标本兼治,但占地面积较大。目前多种方法综合运用成为研究的热点,基于常用方法的综合研究,课题组自主研发了一种具有自主知识产权的FEST集成处理系统(Five Effectively Stereo Technique For The Integrated Treatment Of Eutrophication)来进行城市河湖的治理。FEST集成处理系统以第三代微纳米气泡发生装置及双膜理论为基础,将生态水治理技术、光伏发电技术、导航定位技术、数据传输技术等集为一体,设置有智能中心,可以实现数据实时监控、远程操控、数据收集保存分析等功能。FEST集成处理技术已在开封市包公湖进行过治理效果前期实验,在一个多月的治理期间,效果明显,包括透明度、总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数等在内的指标都得到了明显的改善,水质由重度富营养化转变为轻度富营养,效果得到了广泛的认可。在此基础上,为了研究该技术在城市河湖中持续性保障的作用,课题组选择在郑州龙子湖2号区域进行了为期两年的持续性保障应用研究。追踪研究了该系统在Ⅲ、Ⅳ类水中的持续性保障作用,其中重点监控的溶解氧、总磷、总氮、高锰酸盐指数等指数,均保持在Ⅲ、Ⅳ类范围内,甚至有些指标可以达到Ⅱ类水要求。此外,在课题组进行实验期间,龙子湖不同区域中加入了其它公司的治理方案,主要采用的是物理法与生物法相结合的方式,通过搅拌曝气及铺种水生动植物来达到治理水体的效果。通过对水质进行采样监测对比,分析FEST集成处理系统的治理优势。随着大数据技术的发展,大数据技术在水环境中的应用也被提到了一个新的高度,如何将大数据技术与水环境相结合成为当下的研究热点。因此,课题组在FEST集成处理系统的基础上,提出了与大数据技术相结合的理念,并初步构建了大数据云平台,持续进行大数据在水环境中的应用研究,并对建设过程中的可能进行了初步探讨。