洱海保护治理形势严峻，亟需加大力度打赢攻坚战
缓冲区生态建设及低污染水处理示范工程布局示意图近日，云南省环保厅副厅长、省环保厅洱海救助保护行动工作组组长王天喜在调研洱海保护管理情况时强调，洱海保护管理情况形势依然严峻，影响水质的因素尚未根本扭转。我们要用定力、坚韧、定力取得长远成效，加紧三线划定、环湖截污、农田面源治理、村庄污水收集、创新完善环保设施等运行机制，坚决打赢洱海保护治理。奋力拼搏。
洱海是我国典型的高原湖泊，也是我国富营养化初期的代表性湖泊。正处于营养状况可逆的敏感过渡期。水质波动较大，亟待加大治理力度。随着流域社会经济的发展和生产生活方式的快速变化，生产生活用水量和污水排放量迅速增加，导致流域低污染水排放量急剧增加。污染已成为洱海富营养化的关键驱动力之一。与此同时，洱海滨湖地区的开发强度日益加剧，大量生态空间被占用，污染净化和生态屏障功能遭到严重破坏。洱海的保护和管理面临新的瓶颈。为此，中国环境科学院牵头承担了“十二五”水利专项项目“洱海低污染水处理及缓冲区建设关键技术与工程示范”。本项目围绕低污染水体处理（处理）和缓冲区建设（保护）两个方面进行研究，在深入剖析洱海保护治理新问题的基础上，丰富了湖泊缓冲区的内涵重点突破低污染水处理和缓冲区建设关键技术，形成了洱海流域低污染水体。处理净化系统建设规划和洱海缓冲区生态建设工程规划为洱海保护和管理提供科学支撑。
流域生态屏障脆弱环节分析
找出洱海保护和管理的瓶颈
洱海经历了从20世纪90年代的中营养化、II类水质逐步发展到21世纪初的富营养化、III类水质阶段。为遏制洱海水质持续恶化，30年来洱海管护工作逐步从点源控制拓展到面源和内源源控制治理。但洱海水质波动较大，尚未得到根本改善。湖泊水生态系统退化依然十分严重。如何在社会经济大发展的背景下保护洱海碧水，成为必须考虑的重大问题。课题组从洱海保护管理体系出发，对流域生态屏障的脆弱环节进行了深入分析。该项目负责人告诉记者，通过调研，他们提出了当前洱海保护管理的两大瓶颈：一是流域内缺乏低污染水净化系统，低污染水已成为洱海保护和治理的两大瓶颈。洱海富营养化新驱动力研究缓冲区生态空间持续被占用，水体净化和生态功能遭到严重破坏。
随着对洱海富营养化认识和研究的深入，课题组发现流域低污染水体数量迅速增加，水质水量波动较大，净化系统严重缺失。据该项目负责人介绍，近10年来，通过工程处理的低污染水排放量增加了3倍多，农田、村庄径流等低污染水总量达到100亿吨。年产量超过1亿立方米。然而，洱海流域长期不合理开发，侵占了河滨地带、大塘湿地等大量生态空间，低污染水体的自然净化系统遭到破坏，导致治理失灵。这样低污染的水才能得到有效净化。项目负责人强调：“这已成为目前洱海流域污染治理体系中重要的缺失环节。”
湖泊缓冲区是流域经济开发区与天然湖泊之间的过渡地带，从湖盆层面出发，设置在湖滨地带外围。也是截流净化流域入湖低污染水的最后一道屏障。项目负责人表示，目前洱海缓冲区人为干扰强烈，生态退化突出，水体净化和生态屏障功能受损严重。 “洱海缓冲区面积96平方公里，占流域面积17%，却承载着20%的人口、25%的大畜牧业、23%的农业种植和80%的人口。流域内旅游服务的百分比。在生产生活集中地区，人类开发活动强度不断加大，严重占用缓冲区生态空间，加剧其生态结构的不稳定和栖息地的破碎化。”因此，如何建设洱海缓冲区，恢复生态屏障功能，是洱海保护措施的重中之重，也是净化流域低污染水体的关键策略。
突破低污染水处理及缓冲区建设技术，解决水质改善难题
以调节调蓄经济植物湿地为核心的低污染水处理技术，是课题组针对洱海流域以农田径流为主、与水体混合的典型低污染水处理净化问题的重大解决方案。村庄径流和村庄污水处理设施的尾水。开拓性。这类低污染水体存在水质水量波动大、碳氮比低、传统生物净化和湿地处理效率低、维护运行成本高等问题。针对这种情况，以调节和蓄水经济植物湿地为核心，结合多层次经济湿地、水位水量智能控制、耦合灌溉等模块的低污染水处理技术。该项目负责人表示：“该技术中，选择净化能力强、抗洪能力好、经济效益好的本土植物，建设多层次经济植物湿地，并配以强化脱氮除磷装置、智能化拦截和储存径流。高氮、高磷低污染水采用变水位模式运行，储存期高水位，处理净化期低水位。同时，与洱海抽水灌溉设施相结合，加强排水回用。 ”
研究团队将该技术应用于洱海北部永安江下游145亩示范项目。项目负责人表示：“近两年运行监测显示，示范项目区总氮、总磷、化学需氧量削减率分别达到55%、69%和40%。该技术的高效储存和抗冲击性解决了低污染水体水质和水量波动较大的问题，也缓解了该湿地占地少的问题。等可以使湿地实现微利运营，为湿地的长期运营管理提供了新的思路。”研究团队还开发了以池塘湿地高水力负荷生态碎石床为核心，针对村庄雨水径流混合部分的农田径流的低污染水处理净化技术。处理效率高，脱氮除磷效果好。
在低污染水处理技术研发的基础上，课题组还与中国电建集团昆明勘察设计院有限公司对该技术的工程推广应用进行了系统研究，在大理市喜洲镇建设区域级项目。示范项目，并在投资约10亿元的“大理市洱海截污二期工程”池塘湿地系统建设中推广应用。该技术的推广应用可以大大缓解洱海入湖负荷压力。
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研究团队研发的第二项改善洱海水质关键技术是基于空间营造、污染控制和生态修复的湖泊缓冲区建设技术，支撑环湖生态屏障建设。
“缓冲区空间建设技术是根据湖泊小流域（区域）的环境承载能力，综合考虑缓冲区的排污净化功能、社会生活、经济发展、生物多样性保护等功能而设计的。项目负责人表示，研究提出了缓冲区宽度、城市+景区用地等管控指标。沿线开发土地利用比例、城市+景区+村庄用地比例、缓冲区绿色隔离带最小宽度等，控制高排放强度用地总量，限制高排放用地。湖。
缓冲区污染控制技术是加强缓冲区内污染源的管理和深度净化，以达到缓冲区污染减少和水质净化的目标。课题组基于缓冲区生活和农业生产空间污染源控制，提出了餐饮旅馆规模控制、禁止大型牲畜饲养、禁止种植高肥作物等控制措施。同时，还提出加强城市景区和村庄污水收集处理、污水处理等管内渗流管理、径流净化控制、低污染水灌溉回用等一系列控制技术落实了3类15项污染控制指标，强化缓冲区污染减排和净化功能。
缓冲区生态修复技术是根据缓冲区生态净化和生物多样性保护的需要，优化缓冲区内生态空间格局和结构的技术。 “我们从缓冲区径流控制净化和生境保护的需求出发，以森林草原和库塘沟湿地生态修复为重点，提出了缓冲区三类7项生态修复技术指标。这项技术主要影响环湖环境，利用绿色隔离带、滨河生态带、生态沟渠、道路绿廊四廊进行生态修复，并提出生态庭院建设模式进行村庄污染减排。”项目负责人。
研究团队在洱海北部永安江下游建设了4.85平方公里的低污染水处理及缓冲区建设关键技术示范区。据了解，示范区总氮、总磷、化学需氧量负荷分别降低34%、58%和32%，植被覆盖度由35.3%提高到63.3%，水生生物平均生物量湿生植物由2.35kg/m2增加到3.68kg/m2，生物多样性香农指数由0.58增加到1.11。示范效果显着。
建设洱海缓冲区，构筑环湖生态屏障
湖泊缓冲区从湖流域层面出发，以绿色流域建设、协调发展的理念为基础，以湖滨区为基础向外围拓展，是流域经济开发区与流域经济开发区之间设立的过渡地带。天然湖泊。
湖泊缓冲区具有多重功能：形成绿色发展模式，协调人与湖泊争夺土地的冲突；提高滨湖地区污染物拦截净化能力，缓解滨湖地区陆域和湖泊污染压力。构筑水陆生态系统屏障，有效隔离人类活动与湖泊生态系统，减缓人类活动对湖泊生态系统的干扰；为鸟类、两栖动物和爬行动物提供重要的栖息地；为人类提供了丰富的动植物资源和优美的休闲娱乐场所。课题组经研究确定，洱海缓冲区范围为洱海最高水位以上，西至北达大理公路，东至沿海山麓和公路，至西至大理公路。南临洱海公园机场路线，包括沙坪村委会、上官村委会。拓宽至214国道，全长128公里，总面积约96平方公里。
形成一套完整的缓冲区建设技术参数，是规范缓冲区建设的重要一步。研究组负责人表示：“根据缓冲区的功能定位，研究组重点研究了洱海北部河流冲积扇型、西部山前坝区型等缓冲区类型。从建设模式、污染治理强度、生态修复方式等方面形成了南部城市堤岸型、东部山地陡岸型四种缓冲区建设模式和20多项技术参数。按照三类标准规范缓冲区项目建设。绿化隔离带宽度和平均宽度最大，分别达到1.5公里和200米，缓冲区内农田径流控制率要求达到60%；西部山前坝区型缓冲区宽度和绿化隔离带平均宽度分别为1公里和100米。米，缓冲区内农田和村庄径流控制率要求达到50%，污水管网地下水渗漏率要求低于15%。
为加强湖泊缓冲区建设项目的设计和运营，课题组开展了大型项目示范建设。由于我国湖泊缓冲区工程建设尚无相关规范可遵循，工程勘察、设计、施工、运营管理等工程研究也是该课题的重要研究内容。为此，课题组在技术研发、工程勘察、工程设计、性能评价等方面组建了产学研一体化的研究团队，研究提出了勘察调查方法、技术工程设计以及与缓冲区建设相关的施工方法。以及缓冲区运行管理规定和缓冲区生态屏障功能评价方法。 “我们在永安江下游冲积扇缓冲区建立了4.85平方公里大型示范区，完善了项目建设和运营，取得了良好的生态环境效益。”该项目负责人表示。
据介绍，为了构筑牢固的环湖生态屏障，研究团队从流域层面以缓冲区生态功能恢复为核心，以恢复缓冲区内氮磷循环平衡为目标，湖滨区以分水岭为主线。将整个湖泊系统作为一个整体来考虑，进行了全湖的总体设计。洱海缓冲区生态建设工程规划分区、划分圈（内圈、中圈、外圈）、分类设计。据了解，本次生态建设项目规划地处北部河流冲积扇缓冲区。重点治理净化村镇、农田径流，净化环湖森林草原，净化河口湿地。建设外围乡镇径流拦截、调蓄净化区和中部径流净化区。是以大豆、水稻种植为主的绿色经济区，以及内圈经济湿地和环湖林草绿色隔离带；西部山前坝区式缓冲区利用湿地调节净化村庄、农田径流和环湖绿化隔离带。以隔离带建设为核心，建设外环村庄农田径流拦截净化、中环旅游农业区和内环林草绿化隔离带；东部山区陡岸缓冲区水土流失治理和旅游城镇径流污染治理重点建设外圈水土流失控制区、中圈林灌控制区和内圈林草透水区净化区；南部城市路堤缓冲区，以郊区径流和底流净化为重点，建设城外径流拦截带。仓储净化区、中圈绿化景观带和内圈林草净化区。
建设洱海流域低污染水处理系统，支撑洱海水质持续改善
为推动洱海水质不断改善，课题组首先提出在洱海流域建设低污染水处理系统，完善流域污染治理工程。据介绍，洱海流域低污染水类型主要包括污水处理设施尾水、农田径流、村庄地表径流、城市地表径流（后来是雨水）、低污染河水等。污水中耗氧有机物含量较低，但氮、磷含量仍较高。针对低污染水的排放与受纳水体功能无法很好衔接以及传统污水处理工程系统难以处理低污染水的问题，研究团队提出了低污染水洱海流域治理系统。研究团队从流域层面系统考虑低污染水体的处理净化，形成了以河流河岸带、池塘湿地等近自然系统为骨架的低污染水体处理体系，强化生态工程湿地作为辅助。排污要降低受纳区环境要求或受纳水体功能，完善流域污染治理工程，解决洱海水质持续改善问题。
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据了解，研究团队根据洱海流域不同区域的低污染水体类型、水质水量、受纳水体的功能要求，结合区域生态用地和地形特征，创新性地提出了五种建设模式低污染水处理系统支持区域污染。系统治理。
据介绍，研究团队在洱海西部，以农田径流、村镇地表径流、市场和城镇污水处理厂尾水为主的低污染水体，建立了调节蓄湿湿地的湿地。以及山前坝区的地貌特征，包括上段蓄水，是以中段调节、蓄水净化和中段净化为核心的低污染水处理净化系统。下部。低污染水经处理后进入农田沟渠和湖滨区域，满足入湖或灌溉回用的要求。
在洱海北部地区，针对以入湖河流为受纳水体的农田径流、村镇地表径流、洗浴废水等，课题组根据地形地貌特征，设置了沿河地带和大型池塘。北部山谷或河流冲积坝地区。 、河口湿地、洗浴废水和污水处理厂尾水湿地为主的低污染水处理净化系统，改善入湖河流水质。
在洱海南部，课题组以入湖河流水土流失地区的强雨径流为重点，建立了上游小型水库低污染净水系统，调节农田利用和工业区污水再生回用。接收来自工业区的水体和尾水。 、改善入湖河流水质。
洱海东部地区，针对城市建设期间造成的城市污水处理厂尾水、城市地表径流和水土流失，结合山区新城特点，建设了低污染水系。以城市海绵系统建设为基础，进行尾水、雨水再生、储存和利用。该处理系统提高了径流控制率，显着减少雨水径流和尾水入湖。
在湖滨旅游区，研究团队针对各类污水处理设施的尾水，考虑到湖泊的特点和较高的景观要求，建立了以加强湿地净化为重点的低污染水处理系统。处理后的水用于绿地灌溉和道路浇水。区内低污染水回用并实现零排放。
为了更好地支撑洱海流域低污染水处理体系建设，课题组还整合了系列化低污染水处理技术。 “综合考虑洱海流域不同类型低污染水体的水质水量特征，低污染水处理技术的效果、建设运行成本、与当地社会经济水平的适应性以及发展方向和利用处理后的水，研究团队整合了污水处理厂尾水、城市地表径流、村庄地表径流、农田径流回退、温泉洗浴废水、低污染河道等六套17项低污染水处理系列技术水支持洱海流域低污染水处理技术体系建设。该负责人说道。
例如，针对污水处理厂尾水，根据净化水的最终去向，选择了强化补碳人工湿地、多级湿地-生态池、纤维转盘过滤-消毒等4项技术。对于农田径流和取水，根据流域农田位置，根据净化水的位置和去向，选择深水蓄水回用池、蓄水净化池、新型蓄水经济型三种技术。植物湿地；对于村庄地表径流，考虑低污染水的产生和迁移路径，生态庭院源减排、多级池塘净化及农田回用、高水力负荷生态碎石床三大技术。
洱海水质的改善需要实施低污染水处理系统。为此，研究团队形成了低污染水处理系统工程方案。
据介绍，研究团队在研究洱海流域低污染水类型、分布、水质水量特征、输送途径和处理现状的基础上，从整个流域出发，综合考虑其产生和分布情况。以系统控制理论为指导，以农田径流为重点，研究低污染水体与受纳水体的功能，低污染水体类型与水质水量特征、处理技术、输送路径、地形等区域特征的关系和污水设施尾水，以流域内低污染水体分布为重点，以区域和入湖通道重点控制，“源头减排净化+输送通道截污净化”的建设思路+关键节点人工强化净化”提出。
课题组结合洱海流域现有项目和区域土地利用现状，结合洱海流域生态用地空间格局特征，提出了洱海流域“一带五湖”低污染规划。 “四区、十一点、二十六线”水处理净化工程总体布局。
该项目负责人告诉记者：“主体区域是指环湖缓冲区，旨在减少入湖污染，构筑污染入湖最终的陆地生态屏障；五湖是指至东湖、西湖、茭碧湖、海西海、三海邵水库五个重要湖库节点，利用现有和新建池塘湿地，通过调度、调蓄，实现流域低污染水的综合减量化和资源化针对坝区低污染水产品的排放和运输特点，四区是指海南海北上游西坝区、凤仪坝区和海东新区的坝区。以恢复数百个塘塘湿地为重点，通过整治净化进行综合治理；流域内有污水处理厂11座。对于低污染水体中唯一的点源排放，根据受纳水体功能要求进行深度处理。二十六线是指流域内主要入湖河流，对主要入湖河流进行生态修复和治理，打造绿色清水入湖通道。”
“低污染水处理系统工程方案的实施，可以改善洱海流域的生态屏障，每年拦截控制入湖低污染水近5000万立方米，减轻低污染水的污染负荷。节水50%左右，实现洱海流域低污染水的有效利用。处理，促进流域生态系统的保护和改善。”项目负责人说。
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