洱海流域及主要入湖河流示意圖  

課題核心示范區(qū)——永安江東湖濕地  

建設(shè)水專項(xiàng)科研平臺(tái)——上海交通大學(xué)云南（大理）研究院  

治理后的鄧北橋Ⅱ期濕地  

課題研究背景  

處于富營養(yǎng)化初期的湖泊洱海的污染負(fù)荷主要來自入湖河流，流域面源污染通過入湖河流輸入湖泊主體。根據(jù)規(guī)劃要求，洱海流域河流水質(zhì)總體應(yīng)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水平，目前流域內(nèi)多數(shù)入湖河流都處于水質(zhì)超標(biāo)的狀態(tài)，隨著流域人口增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水質(zhì)負(fù)荷壓力會(huì)進(jìn)一步變大，采取有效措施改善入湖河流水質(zhì)是洱海保護(hù)亟需開展的重要工作。  

2011年，根據(jù)國家水體污染控制與治理重大專項(xiàng)的總體安排，洱海流域設(shè)立了“入湖河流污染治理及清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)與工程示范”課題（課題編號2012ZX07105-003），上海交通大學(xué)作為課題承擔(dān)單位，聯(lián)合中國環(huán)境科學(xué)研究院、大理大學(xué)和大理市水利水電管理總站等單位開展了課題研究工作。  

針對洱海流域入湖河流面源污染嚴(yán)重、自凈能力下降、庫塘濕地退化等造成河流水質(zhì)超標(biāo)的環(huán)境問題，課題選擇洱海的入湖河流及其子流域?yàn)檠芯繉ο�，�?ldquo;十一五”研究的基礎(chǔ)上，以永安江及其子流域?yàn)楣こ淌痉秴^(qū)，以洱海南部及西部不同類型入湖河流為研究對象，研發(fā)與集成入湖河流清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)整裝成套技術(shù)，編制綜合修復(fù)方案，通過對河流及子流域的污染特征分析、技術(shù)研發(fā)與工程示范，實(shí)現(xiàn)永安江水質(zhì)綜合改善，形成入湖河流水污染防治的技術(shù)體系。  

課題研究內(nèi)容主要包括：東湖濕地生態(tài)修復(fù)及永安江水質(zhì)改善技術(shù)研究及綜合示范；永安江清水養(yǎng)護(hù)區(qū)污染防治技術(shù)研究及工程示范；洱海南部和西部典型河流清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)技術(shù)研究和方案編制。通過本課題的研究，編制完成洱海南部及西部典型河流清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)綜合方案，形成清水養(yǎng)護(hù)區(qū)污染控制、濕地生態(tài)修復(fù)及沿河污染收集處理等關(guān)鍵技術(shù)，并建成永安江工程示范區(qū)，實(shí)現(xiàn)永安江水質(zhì)綜合提高一個(gè)等級的目標(biāo)。  

控源截污、優(yōu)化工藝，形成面源污染控制技術(shù)體系  

形成分層生物濾池污水處理工藝，控制村落面源污染  

基于洱海流域農(nóng)村污水收集現(xiàn)狀，課題開發(fā)了農(nóng)村污水收集與處理技術(shù)。通過對功能填料、跌水充氧與微生物氧化、潛流濕地等技術(shù)組合應(yīng)用，形成了分層生物濾池污水處理工藝，優(yōu)化了生物氧化、硝化和反硝化過程，達(dá)到有效去除氮磷營養(yǎng)物與有機(jī)物的目標(biāo)。針對農(nóng)村地區(qū)污水收集系統(tǒng)不健全、管道鋪設(shè)難度大的問題，提出分類收集的解決方案，建設(shè)村落雨污合流的截污溝收集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域污染控制。工藝單元主要包括：村落生活污水→分區(qū)收集系統(tǒng)→分層生物濾池→強(qiáng)化潛流濕地→排入環(huán)境水體；污水處理的備選技術(shù)主要包括復(fù)合厭氧、組合生物濾池、中間池、人工濕地等，技術(shù)應(yīng)用后，污水處理設(shè)備出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)一級B水平，噸水建設(shè)成本在4000元~6000元之間，運(yùn)行成本小于0.5元/米3。  

構(gòu)建入湖河流緩沖帶，攔截農(nóng)田面源污染  

基于洱海流域入湖河流受到農(nóng)田徑流影響較大、農(nóng)田中流失的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)主要通過入湖河流流入洱海的現(xiàn)狀，課題在河道兩側(cè)建設(shè)緩沖帶，大幅度減少河道兩側(cè)的高強(qiáng)度人為干擾，同時(shí)發(fā)揮緩沖帶的氮磷攔截功能，將沿河的農(nóng)田徑流進(jìn)一步凈化，以保持與改善入湖河流水質(zhì)。在此工藝中，以河道為軸心，依次向外進(jìn)行不同類型功能區(qū)的布設(shè)，將近岸區(qū)（30m范圍內(nèi)）強(qiáng)化凈化空間、較遠(yuǎn)區(qū)域（30m~100m范圍內(nèi)）環(huán)境友好種植空間和基本農(nóng)田區(qū)生產(chǎn)空間順次排列，基本形成基于空間布局的面源污染控制體系。  

研發(fā)潛流/表流近自然濕地技術(shù)，改善入湖河流水質(zhì)  

農(nóng)業(yè)與農(nóng)村面源是洱海流域北部入湖河流的主要污染源，河流中總氮、總磷等水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重，很多月份處于Ⅴ類或劣Ⅴ類水平，不能滿足洱海流域水質(zhì)目標(biāo)要求。入湖河流還存在季節(jié)性水質(zhì)波動(dòng)較大的問題，即初期雨水帶來的地表徑流會(huì)造成水體濃度驟然升高；旱季污染物在岸上積存，河流水質(zhì)壓力較雨季明顯降低。常規(guī)的污水處理工藝難以應(yīng)用于濃度和水量的季節(jié)性波動(dòng)河流，課題研發(fā)的潛流/表流近自然濕地通過蓄存凈化等方式，可以有效降低河水中的氮磷等營養(yǎng)鹽濃度，還可以營造自然濕地景觀，為生物多樣性恢復(fù)提供空間保障。工藝特點(diǎn)包括：以河流水質(zhì)改善為目標(biāo)，通過營造多級潛流/表流交錯(cuò)濕地，構(gòu)建好氧和兼氧區(qū)域，控制出水總氮濃度，同時(shí)通過種植沉水、挺水、浮葉植物，創(chuàng)造良好的水生生物棲息環(huán)境，以強(qiáng)化填料為核心，降低出水總磷濃度和懸浮物。  

以清水入湖為核心目標(biāo)，支撐地方政府治理河道  

編制洱海源頭萬畝濕地建設(shè)工程方案  

課題組接受地方委托，編制了《洱海源頭萬畝濕地建設(shè)工程——恢復(fù)東湖濕地建設(shè)工程實(shí)施方案》與《洱海源頭“萬畝濕地”建設(shè)工程—洱源縣大樹營生態(tài)濕地建設(shè)工程實(shí)施方案》，將課題組提出的村落污染控制及濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際工程當(dāng)中，兩個(gè)方案分別于2012年11月16日和2013年2月28日評審?fù)ㄟ^，目前工程方案已經(jīng)實(shí)施完成，為課題示范工程、依托工程和示范區(qū)水質(zhì)改善提供了技術(shù)保障。  

編制永安江綠色流域建設(shè)工程可研報(bào)告  

在課題實(shí)施之初，永安江總氮超標(biāo)較嚴(yán)重，一直在劣Ⅴ類水平，具有典型的農(nóng)業(yè)面源污染特征，實(shí)施永安江水環(huán)境綜合治理項(xiàng)目對洱海流域入湖河流的全面治理具有示范意義。2016年1月，課題組根據(jù)地方需求，整合研究成果，編制了可行性研究報(bào)告，為全面實(shí)現(xiàn)永安江水質(zhì)提高提供了技術(shù)支撐。報(bào)告以削減永安江攜帶的入湖污染負(fù)荷、改善永安江全程水質(zhì)、保護(hù)洱海水環(huán)境為目標(biāo)，提出了包括村落污染源治理工程、河道清淤及邊坡治理工程、永安江河道兩岸緩沖帶建設(shè)工程、永安江低污染水處理工程、永安江景觀提升工程、管理能力建設(shè)等主要工程。目前相關(guān)工程已經(jīng)基本完成。  

設(shè)計(jì)波羅江清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)方案  

課題以波羅江小流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)為目標(biāo)，將流域劃分為清水涵養(yǎng)產(chǎn)流區(qū)、清水輸送區(qū)、湖濱緩沖區(qū)三大區(qū)，并根據(jù)各區(qū)特點(diǎn)與環(huán)境影響因素，劃分為不同亞區(qū)。根據(jù)各區(qū)不同的環(huán)境現(xiàn)狀、污染物來源、產(chǎn)污方式等，采用不同的思路及技術(shù)工藝，設(shè)計(jì)相應(yīng)工程方案，同時(shí)提出非工程措施，通過工程措施和非工程措施的結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。波羅江清水產(chǎn)流機(jī)制方案主要包括六大工程：三哨水庫及匯流山箐清水保障工程、波羅江流域農(nóng)業(yè)農(nóng)村復(fù)合污染控制工程、波羅江流域工業(yè)園區(qū)污染控制工程、城鎮(zhèn)快速發(fā)展區(qū)面源污染控制工程、清水輸水通道生態(tài)建設(shè)工程、清水優(yōu)化調(diào)度與管理體系建設(shè)工程。  

制定白鶴溪清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)方案  

針對白鶴溪小流域清水產(chǎn)流各功能區(qū)的主要環(huán)境問題，從流域的角度出發(fā)，以改善和提高白鶴溪入湖水質(zhì)、健全流域污染治理體系和構(gòu)建清水廊道為目標(biāo)，以“清水產(chǎn)流理念”為指導(dǎo)，通過白鶴溪河流生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與問題分析，實(shí)施“水質(zhì)、水量、水生態(tài)、水管理”四維修復(fù)思路，采用“清水產(chǎn)流區(qū)水源涵養(yǎng)保護(hù)—清水養(yǎng)護(hù)區(qū)控源治污與清水廊道—湖濱屏障區(qū)入湖凈化與生態(tài)建設(shè)—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)管理”的水污染綜合防治總體思路，全面修復(fù)清水產(chǎn)流機(jī)制三大功能區(qū)的生態(tài)、環(huán)境功能，改善白鶴溪水質(zhì)。白鶴溪清水產(chǎn)流機(jī)制方案主要包括五大工程，主要有：上游清水產(chǎn)流區(qū)涵養(yǎng)修復(fù)工程、大理古城節(jié)點(diǎn)清水保持工程、流域農(nóng)村農(nóng)田污染系統(tǒng)控制工程、白鶴溪水系綠色生態(tài)廊道修復(fù)工程、湖濱緩沖帶生態(tài)屏障建設(shè)工程、信息化機(jī)制修復(fù)監(jiān)管體系建設(shè)。  

發(fā)揮關(guān)鍵技術(shù)核心作用，進(jìn)行大規(guī)模河流治理工程示范  

在永安江流域4個(gè)自然村開展清水養(yǎng)護(hù)區(qū)污染防治技術(shù)示范。以洱源縣永安江流域右所鎮(zhèn)4個(gè)自然村的農(nóng)村生活污水處理為核心示范點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，通過污水管道收集系統(tǒng)、雨水明渠排放系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和環(huán)村截污溝的建設(shè)，將村落污水進(jìn)行綜合處理。結(jié)合項(xiàng)目區(qū)域的水質(zhì)水量情況、地形特征及運(yùn)行成本等因素，采用塘表濕地系統(tǒng)+模塊化分層生物滴濾池工藝，出水水質(zhì)達(dá)到一級B的排放標(biāo)準(zhǔn)，永安江流域的村落面源污染得到有效控制。  

在鄧北橋Ⅱ期濕地開展永安江水質(zhì)改善關(guān)鍵技術(shù)示范。鄧北橋期濕地工程位于洱源縣右所鎮(zhèn)東湖濕地中部，處理規(guī)模5萬噸/日，占地面積495畝，水力停留時(shí)間7天，采用“塘-礫石床-表面流”相結(jié)合的復(fù)合工藝。工程內(nèi)容包括植物凈化塘和多級表流濕地在內(nèi)的主體設(shè)施，以及引水渠、攔水壩、攔污格柵、步行便道、宣傳教育等輔助設(shè)施。工程在實(shí)施過程中采用了水專項(xiàng)提出的原位堆島、礫石透水壩和水生植物配置等多項(xiàng)技術(shù)，為整個(gè)永安江全域8000畝濕地工程形成了示范。經(jīng)測算，示范工程對總氮和總磷的年削量分別達(dá)到99.5噸和0.11噸。  

在大樹營濕地開展?jié)竦厣鷳B(tài)修復(fù)技術(shù)示范。大樹營生態(tài)濕地處于永安江上游，位于東湖濕地最北端，是永安江的清水源頭保障區(qū)。工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5萬噸/日，占地面積1390畝。工程建設(shè)過程中采取課題組提出的復(fù)合型人工濕地工藝，由上游至下游依次通過多級塘、表流濕地與潛流礫石床組成的復(fù)合系統(tǒng)，通過上述工藝進(jìn)行有機(jī)組合，并重點(diǎn)恢復(fù)當(dāng)?shù)卦械暮苫ǖ雀∪~植物，使永安江源頭水質(zhì)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水平。根據(jù)運(yùn)行監(jiān)測情況估算，每年COD、總氮、總磷削減量分別達(dá)到28噸、31.4噸和0.89噸。  

課題成果應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制  

本課題的關(guān)鍵技術(shù)——入湖河流原位及異位濕地構(gòu)建技術(shù)，在洱海流域得到了廣泛的推廣應(yīng)用，其中涵蓋了河道原位治理、湖灣與地表低污染水治理、地表徑流調(diào)蓄等方面，目前已經(jīng)完成推廣的工程包括：洱海南部波羅江綜合治理工程、大理市灣橋鎮(zhèn)古生村湖灣生境改善示范工程、大理市喜洲鎮(zhèn)上關(guān)村污水處理設(shè)施尾水深度處理濕地工程、大理海東新城滇西商貿(mào)物流園區(qū)海綿城市示范工程、大理市北部三江的兩岸緩沖帶建設(shè)工程。課題成果在云南省其他地區(qū)的環(huán)保項(xiàng)目中也得到了應(yīng)用，主要工程包括：云南省通海縣杞麓湖紅旗河河口濕地建設(shè)工程、云南省通海縣杞麓湖中河河口濕地建設(shè)工程、云南省富寧縣剝隘鎮(zhèn)坡芽村生活污水處理工程。  

根據(jù)水專項(xiàng)洱海項(xiàng)目的研究成果以及相關(guān)河流的治理經(jīng)驗(yàn)，針對云南省高原湖泊特征，課題組開展了高原湖泊入湖河流綜合治理技術(shù)規(guī)范的編制工作，為指導(dǎo)和規(guī)范云南省高原湖泊入湖河道凈化及沿河污水的綜合治理提供技術(shù)支撐。2014年，課題組根據(jù)云南省大理州環(huán)保局的要求，向云南省質(zhì)監(jiān)局提出了編制《高原湖泊入湖河流綜合治理技術(shù)規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn)的申請，并得到正式批復(fù)同意立項(xiàng)。此地方標(biāo)準(zhǔn)的編制是課題考核指標(biāo)的重要內(nèi)容，目前已經(jīng)完成征求意見稿，標(biāo)準(zhǔn)編制的主要內(nèi)容包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、高原入湖河流分類、總體設(shè)計(jì)、入湖河流調(diào)查、治理目標(biāo)確定、污染負(fù)荷計(jì)算及總量控制、綜合治理工藝、綜合治理工程設(shè)計(jì)、監(jiān)測與運(yùn)行維護(hù)、附錄等內(nèi)容。  

平臺(tái)建設(shè)與地方合作  

在水專項(xiàng)執(zhí)行期間，項(xiàng)目承擔(dān)單位上海交通大學(xué)與大理州人民政府共同建設(shè)了上海交通大學(xué)云南（大理）研究院，旨在以洱海保護(hù)為核心內(nèi)容，通過政產(chǎn)學(xué)研的有效融合，探索洱海保護(hù)的長效模式。目前，上海交通大學(xué)云南（大理）研究院在硬件設(shè)施建設(shè)、科研人員集聚以及人才培養(yǎng)等方面開展了卓有成效的工作，并承擔(dān)了省市多項(xiàng)與洱海保護(hù)相關(guān)的研究課題。  

2016年11月30日，云南省委、省政府提出“采取斷然措施開啟搶救模式保護(hù)治理洱海”的要求；2017年1月，大理州委、州政府啟動(dòng)實(shí)施了洱海保護(hù)治理“七大行動(dòng)”，即實(shí)施洱海流域“兩違”整治行動(dòng)、村鎮(zhèn)“兩污”治理行動(dòng)、面源污染減量行動(dòng)、節(jié)水治水生態(tài)修復(fù)行動(dòng)、截污治污工程提速行動(dòng)、流域綜合執(zhí)法監(jiān)管行動(dòng)及全民保護(hù)洱海行動(dòng)。大理州洱海保護(hù)治理搶救模式攻堅(jiān)戰(zhàn)全面打響。  

自2017年洱海保護(hù)“七大行動(dòng)”啟動(dòng)以來，上海交通大學(xué)云南（大理）研究院全力投身到行動(dòng)中：  

一是節(jié)假日不休進(jìn)行洱海水質(zhì)加密點(diǎn)位監(jiān)測分析，針對洱海湖區(qū)17個(gè)采樣點(diǎn)多頻次多指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分析，實(shí)現(xiàn)洱海水質(zhì)監(jiān)測全覆蓋全天候，截至目前已完成洱海加密采樣監(jiān)測報(bào)告23期；  

二是進(jìn)行了包括洱海典型湖灣水體生境改善示范工程、銀橋鎮(zhèn)“七大行動(dòng)”應(yīng)急庫塘建設(shè)工程、洱海海西農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目、洱海流域北部三江及西闡河兩岸水生態(tài)保護(hù)核心區(qū)及緩沖區(qū)種植、大理海東滇西國際商貿(mào)物流基地海綿城市等多項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)與施工，直接參與洱海保護(hù)治理工作；  

三是針對洱海上游西湖、羅時(shí)江、永安江等多條河流湖泊開展湖泊水質(zhì)觀測、生態(tài)現(xiàn)狀評價(jià)，并形成了多項(xiàng)工程治理方案，為流域面源污染控制提供技術(shù)支持；  

四是協(xié)助大理州洱海流域局開展了洱海流域航拍圖像數(shù)據(jù)采集工作，目前已完成洱海重點(diǎn)湖灣水質(zhì)現(xiàn)狀圖冊近15期，共提供近800GB洱海流域航拍圖像數(shù)據(jù)，為洱海流域水環(huán)境大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；  

五是作為技術(shù)把關(guān)單位，為洱海流域?qū)嵤┑亩囗?xiàng)重大工程開展評估和審查工作，為洱海保護(hù)治理提供了技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)支撐，為大理生態(tài)文明建設(shè)盡心竭力，助推滬滇科技合作和大理脫貧攻堅(jiān)。  

鑒于在洱海治理中所做貢獻(xiàn)，上海交通大學(xué)云南（大理）研究院榮獲2017年“大理州洱海保護(hù)治理先進(jìn)集體”稱號。

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