洱海入湖河流治理取得初步成效

　　洱海流域及主要入湖河流示意圖

　　課題核心示范區——永安江東湖濕地

　　建設水專項科研平台——上海交通大學雲南（大理）研究院

　　治理后的鄧北橋Ⅱ期濕地

　　課題研究背景

　　處於富營養化初期的湖泊洱海的污染負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。根據規劃要求，洱海流域河流水質總體應達到地表水環境質量標准Ⅲ類水平，目前流域內多數入湖河流都處於水質超標的狀態，隨著流域人口增加和社會經濟的發展，水質負荷壓力會進一步變大，採取有效措施改善入湖河流水質是洱海保護亟需開展的重要工作。

　　2011年，根據國家水體污染控制與治理重大專項的總體安排，洱海流域設立了“入湖河流污染治理及清水產流機制修復關鍵技術與工程示范”課題（課題編號2012ZX07105-003），上海交通大學作為課題承擔單位，聯合中國環境科學研究院、大理大學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重、自淨能力下降、庫塘濕地退化等造成河流水質超標的環境問題，課題選擇洱海的入湖河流及其子流域為研究對象，在“十一五”研究的基礎上，以永安江及其子流域為工程示范區，以洱海南部及西部不同類型入湖河流為研究對象，研發與集成入湖河流清水產流機制修復整裝成套技術，編制綜合修復方案，通過對河流及子流域的污染特征分析、技術研發與工程示范，實現永安江水質綜合改善，形成入湖河流水污染防治的技術體系。

　　課題研究內容主要包括：東湖濕地生態修復及永安江水質改善技術研究及綜合示范﹔永安江清水養護區污染防治技術研究及工程示范﹔洱海南部和西部典型河流清水產流機制修復技術研究和方案編制。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流機制修復綜合方案，形成清水養護區污染控制、濕地生態修復及沿河污染收集處理等關鍵技術，並建成永安江工程示范區，實現永安江水質綜合提高一個等級的目標。

　　控源截污、優化工藝，形成面源污染控制技術體系

　　形成分層生物濾池污水處理工藝，控制村落面源污染

　　基於洱海流域農村污水收集現狀，課題開發了農村污水收集與處理技術。通過對功能填料、跌水充氧與微生物氧化、潛流濕地等技術組合應用，形成了分層生物濾池污水處理工藝，優化了生物氧化、硝化和反硝化過程，達到有效去除氮磷營養物與有機物的目標。針對農村地區污水收集系統不健全、管道鋪設難度大的問題，提出分類收集的解決方案，建設村落雨污合流的截污溝收集系統，實現區域污染控制。工藝單元主要包括：村落生活污水→分區收集系統→分層生物濾池→強化潛流濕地→排入環境水體﹔污水處理的備選技術主要包括復合厭氧、組合生物濾池、中間池、人工濕地等，技術應用后，污水處理設備出水水質指標達到污水排放標准一級B水平，噸水建設成本在4000元~6000元之間，運行成本小於0.5元/米3。

　　構建入湖河流緩沖帶，攔截農田面源污染

　　基於洱海流域入湖河流受到農田徑流影響較大、農田中流失的氮磷等營養物質主要通過入湖河流流入洱海的現狀，課題在河道兩側建設緩沖帶，大幅度減少河道兩側的高強度人為干擾，同時發揮緩沖帶的氮磷攔截功能，將沿河的農田徑流進一步淨化，以保持與改善入湖河流水質。在此工藝中，以河道為軸心，依次向外進行不同類型功能區的布設，將近岸區（30m范圍內）強化淨化空間、較遠區域（30m~100m范圍內）環境友好種植空間和基本農田區生產空間順次排列，基本形成基於空間布局的面源污染控制體系。

　　研發潛流/表流近自然濕地技術，改善入湖河流水質

　　農業與農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、總磷等水質指標超標嚴重，很多月份處於Ⅴ類或劣Ⅴ類水平，不能滿足洱海流域水質目標要求。入湖河流還存在季節性水質波動較大的問題，即初期雨水帶來的地表徑流會造成水體濃度驟然升高﹔旱季污染物在岸上積存，河流水質壓力較雨季明顯降低。常規的污水處理工藝難以應用於濃度和水量的季節性波動河流，課題研發的潛流/表流近自然濕地通過蓄存淨化等方式，可以有效降低河水中的氮磷等營養鹽濃度，還可以營造自然濕地景觀，為生物多樣性恢復提供空間保障。工藝特點包括：以河流水質改善為目標，通過營造多級潛流/表流交錯濕地，構建好氧和兼氧區域，控制出水總氮濃度，同時通過種植沉水、挺水、浮葉植物，創造良好的水生生物棲息環境，以強化填料為核心，降低出水總磷濃度和懸浮物。

　　以清水入湖為核心目標，支撐地方政府治理河道

　　編制洱海源頭萬畝濕地建設工程方案

　　課題組接受地方委托，編制了《洱海源頭萬畝濕地建設工程——恢復東湖濕地建設工程實施方案》與《洱海源頭“萬畝濕地”建設工程—洱源縣大樹營生態濕地建設工程實施方案》，將課題組提出的村落污染控制及濕地生態修復技術應用在實際工程當中，兩個方案分別於2012年11月16日和2013年2月28日評審通過，目前工程方案已經實施完成，為課題示范工程、依托工程和示范區水質改善提供了技術保障。

　　編制永安江綠色流域建設工程可研報告

　　在課題實施之初，永安江總氮超標較嚴重，一直在劣Ⅴ類水平，具有典型的農業面源污染特征，實施永安江水環境綜合治理項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，課題組根據地方需求，整合研究成果，編制了可行性研究報告，為全面實現永安江水質提高提供了技術支撐。報告以削減永安江攜帶的入湖污染負荷、改善永安江全程水質、保護洱海水環境為目標，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、管理能力建設等主要工程。目前相關工程已經基本完成。

　　設計波羅江清水產流機制修復方案

　　課題以波羅江小流域清水產流機制修復為目標，將流域劃分為清水涵養產流區、清水輸送區、湖濱緩沖區三大區，並根據各區特點與環境影響因素，劃分為不同亞區。根據各區不同的環境現狀、污染物來源、產污方式等，採用不同的思路及技術工藝，設計相應工程方案，同時提出非工程措施，通過工程措施和非工程措施的結合，最終實現工程目標。波羅江清水產流機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、波羅江流域農業農村復合污染控制工程、波羅江流域工業園區污染控制工程、城鎮快速發展區面源污染控制工程、清水輸水通道生態建設工程、清水優化調度與管理體系建設工程。

　　制定白鶴溪清水產流機制修復方案

　　針對白鶴溪小流域清水產流各功能區的主要環境問題，從流域的角度出發，以改善和提高白鶴溪入湖水質、健全流域污染治理體系和構建清水廊道為目標，以“清水產流理念”為指導，通過白鶴溪河流生態環境現狀與問題分析，實施“水質、水量、水生態、水管理”四維修復思路，採用“清水產流區水源涵養保護—清水養護區控源治污與清水廊道—湖濱屏障區入湖淨化與生態建設—生態環境系統管理”的水污染綜合防治總體思路，全面修復清水產流機制三大功能區的生態、環境功能，改善白鶴溪水質。白鶴溪清水產流機制方案主要包括五大工程，主要有：上游清水產流區涵養修復工程、大理古城節點清水保持工程、流域農村農田污染系統控制工程、白鶴溪水系綠色生態廊道修復工程、湖濱緩沖帶生態屏障建設工程、信息化機制修復監管體系建設。

　　發揮關鍵技術核心作用，進行大規模河流治理工程示范

　　在永安江流域4個自然村開展清水養護區污染防治技術示范。以洱源縣永安江流域右所鎮4個自然村的農村生活污水處理為核心示范點，根據當地條件，通過污水管道收集系統、雨水明渠排放系統、污水處理系統和環村截污溝的建設，將村落污水進行綜合處理。結合項目區域的水質水量情況、地形特征及運行成本等因素，採用塘表濕地系統+模塊化分層生物滴濾池工藝，出水水質達到一級B的排放標准，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改善關鍵技術示范。鄧北橋期濕地工程位於洱源縣右所鎮東湖濕地中部，處理規模5萬噸/日，佔地面積495畝，水力停留時間7天，採用“塘-礫石床-表面流”相結合的復合工藝。工程內容包括植物淨化塘和多級表流濕地在內的主體設施，以及引水渠、攔水壩、攔污格柵、步行便道、宣傳教育等輔助設施。工程在實施過程中採用了水專項提出的原位堆島、礫石透水壩和水生植物配置等多項技術，為整個永安江全域8000畝濕地工程形成了示范。經測算，示范工程對總氮和總磷的年削量分別達到99.5噸和0.11噸。

　　在大樹營濕地開展濕地生態修復技術示范。大樹營生態濕地處於永安江上游，位於東湖濕地最北端，是永安江的清水源頭保障區。工程設計處理規模為5萬噸/日，佔地面積1390畝。工程建設過程中採取課題組提出的復合型人工濕地工藝，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合系統，通過上述工藝進行有機組合，並重點恢復當地原有的荷花等浮葉植物，使永安江源頭水質達到地表水環境質量標准Ⅲ類水平。根據運行監測情況估算，每年COD、總氮、總磷削減量分別達到28噸、31.4噸和0.89噸。

　　課題成果應用及相關技術規范標准編制

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

　　根據水專項洱海項目的研究成果以及相關河流的治理經驗，針對雲南省高原湖泊特征，課題組開展了高原湖泊入湖河流綜合治理技術規范的編制工作，為指導和規范雲南省高原湖泊入湖河道淨化及沿河污水的綜合治理提供技術支撐。2014年，課題組根據雲南省大理州環保局的要求，向雲南省質監局提出了編制《高原湖泊入湖河流綜合治理技術規范》地方標准的申請，並得到正式批復同意立項。此地方標准的編制是課題考核指標的重要內容，目前已經完成征求意見稿，標准編制的主要內容包括：范圍、規范性引用文件、術語和定義、高原入湖河流分類、總體設計、入湖河流調查、治理目標確定、污染負荷計算及總量控制、綜合治理工藝、綜合治理工程設計、監測與運行維護、附錄等內容。

　　平台建設與地方合作

　　在水專項執行期間，項目承擔單位上海交通大學與大理州人民政府共同建設了上海交通大學雲南（大理）研究院，旨在以洱海保護為核心內容，通過政產學研的有效融合，探索洱海保護的長效模式。目前，上海交通大學雲南（大理）研究院在硬件設施建設、科研人員集聚以及人才培養等方面開展了卓有成效的工作，並承擔了省市多項與洱海保護相關的研究課題。

　　2016年11月30日，雲南省委、省政府提出“採取斷然措施開啟搶救模式保護治理洱海”的要求﹔2017年1月，大理州委、州政府啟動實施了洱海保護治理“七大行動”，即實施洱海流域“兩違”整治行動、村鎮“兩污”治理行動、面源污染減量行動、節水治水生態修復行動、截污治污工程提速行動、流域綜合執法監管行動及全民保護洱海行動。大理州洱海保護治理搶救模式攻堅戰全面打響。

　　自2017年洱海保護“七大行動”啟動以來，上海交通大學雲南（大理）研究院全力投身到行動中：

　　一是節假日不休進行洱海水質加密點位監測分析，針對洱海湖區17個採樣點多頻次多指標進行細化分析，實現洱海水質監測全覆蓋全天候，截至目前已完成洱海加密採樣監測報告23期﹔

　　二是進行了包括洱海典型湖灣水體生境改善示范工程、銀橋鎮“七大行動”應急庫塘建設工程、洱海海西農業面源污染綜合治理試點項目、洱海流域北部三江及西闡河兩岸水生態保護核心區及緩沖區種植、大理海東滇西國際商貿物流基地海綿城市等多項工程的設計與施工，直接參與洱海保護治理工作﹔

　　三是針對洱海上游西湖、羅時江、永安江等多條河流湖泊開展湖泊水質觀測、生態現狀評價，並形成了多項工程治理方案，為流域面源污染控制提供技術支持﹔

　　四是協助大理州洱海流域局開展了洱海流域航拍圖像數據採集工作，目前已完成洱海重點湖灣水質現狀圖冊近15期，共提供近800GB洱海流域航拍圖像數據，為洱海流域水環境大數據服務平台建設打下堅實的基礎﹔

　　五是作為技術把關單位，為洱海流域實施的多項重大工程開展評估和審查工作，為洱海保護治理提供了技術支撐和數據支撐，為大理生態文明建設盡心竭力，助推滬滇科技合作和大理脫貧攻堅。

　　鑒於在洱海治理中所做貢獻，上海交通大學雲南（大理）研究院榮獲2017年“大理州洱海保護治理先進集體”稱號。 （王欣澤 李旭東 龐燕）