近期，云南省環(huán)保廳副廳長、省環(huán)保廳洱海搶救性保護行動工作組組長王天喜調研洱海保護治理工作時強調，洱海保護治理的形勢仍然嚴峻，影響水質的因素還沒有根本性扭轉，我們要以久久為功的定力、韌勁和決心，加緊推進三線劃定、環(huán)湖截污、農田面源治理、村落污水收集、環(huán)保設施運行機制創(chuàng)新等既定的工作任務，堅決打贏洱海保護治理攻堅戰(zhàn)。

洱海是我國典型的高原湖泊，也是我國富營養(yǎng)化初期湖泊的代表，正處于營養(yǎng)狀態(tài)可逆的敏感轉型期，水質波動較大，亟須加大治理力度。隨著流域社會經濟發(fā)展和生產生活方式的快速轉變，生產生活用水量以及污水排放量快速增大，導致流域低污染水排放量急劇增加，污染已成為洱海富營養(yǎng)化的關鍵驅動力之一。同時，洱海湖濱區(qū)開發(fā)強度越來越大，生態(tài)空間大量被侵占，污染凈化及生態(tài)屏障功能嚴重受損，洱海保護治理面臨著新的瓶頸。為此，中國環(huán)境科學研究院牽頭承擔了“十二五”水專項“洱海低污染水處理與緩沖帶構建關鍵技術及工程示范”課題，這一課題著重開展了低污染水處理（治理）和緩沖帶構建（保護）兩方面研究，在深入剖析洱海保護治理新問題的基礎上，豐富了湖泊緩沖帶的內涵，突破了低污染水處理和緩沖帶構建關鍵技術，形成了洱海流域低污染水處理凈化體系構建方案和洱海緩沖帶生態(tài)構建工程方案，為洱海保護治理提供了科學支撐。

剖析流域生態(tài)屏障脆弱環(huán)節(jié)

找準洱海保護治理瓶頸

洱海經歷了從20世紀90年代的貧中營養(yǎng)化、Ⅱ類水質，到21世紀初的富營養(yǎng)化初期、Ⅲ類水質的逐步發(fā)展。為遏制洱海水質繼續(xù)惡化，洱海近30年的治理保護工作，也由點源控制為重點逐步擴大到面源及內源控制和治理。然而，洱海水質波動明顯，尚未得到根本好轉，湖泊水生態(tài)系統(tǒng)退化仍十分嚴重。如何在社會經濟大發(fā)展背景下，保護洱海一湖清水，成為必須考慮的重大問題。課題組從洱海保護治理系統(tǒng)出發(fā)，深入剖析了流域生態(tài)屏障脆弱環(huán)節(jié)。課題負責人告訴記者，通過研究，他們提出了當前洱海保護治理的兩大瓶頸問題：一是流域低污染水凈化體系缺失，低污染水成為洱海富營養(yǎng)化新的驅動力之一；二是洱海緩沖帶生態(tài)空間被持續(xù)擠占，水質凈化及生態(tài)功能嚴重受損。

隨著對洱海富營養(yǎng)化認識和研究的深入，課題組發(fā)現(xiàn)，流域低污染水量快速增加、水質水量波動大，而凈化體系嚴重缺失。課題負責人介紹，近10年，經工程治理排放的低污染水量增加3倍以上，其與農田村落徑流等低污染水總量每年已達1億立方米以上。然而，洱海流域長期不合理的開發(fā)，大量侵占了河濱帶、大型庫塘濕地等生態(tài)空間，低污染水自然凈化體系遭到破壞，致使這類低污染水未能得到有效凈化。課題負責人強調：“這已成為當前洱海流域污染控制系統(tǒng)中缺失的重要一環(huán)。”

湖泊緩沖帶是從湖泊流域層面出發(fā)，在湖濱帶外圍設立的流域經濟發(fā)展區(qū)域與自然湖泊間的過渡區(qū)，也是截留和凈化流域入湖低污染水的最后一道屏障。課題負責人介紹說，目前洱海緩沖帶人為干擾強烈、生態(tài)退化突出，水質凈化和生態(tài)屏障功能受損嚴重。“洱海緩沖帶面積96平方公里，占流域壩區(qū)面積的17%，卻承擔著流域壩區(qū)20%的人口、25%的大牲畜養(yǎng)殖、23%的農業(yè)種植和80%的旅游服務，是流域生產生活較為集中的區(qū)域，人類開發(fā)活動強度持續(xù)加大，嚴重擠占緩沖帶的生態(tài)空間，加劇其生態(tài)結構的不穩(wěn)定和生境的破碎化。”課題負責人說。因此，如何構建洱海緩沖帶、恢復生態(tài)屏障功能，是洱海保護措施的重中之重，也是流域低污染水凈化的關鍵對策。

突破低污染水處理和緩沖帶構建技術，巧解水質改善難題

以調蓄經濟植物濕地為核心的低污染水處理技術，是課題組研發(fā)的攻克洱海流域以農田徑流為主夾雜村落徑流、村落污水處理設施尾水等的典型低污染水處理凈化難題的一大創(chuàng)舉。這類低污染水存在水質水量波動大、碳氮比低，傳統(tǒng)生物凈化及濕地處理效率低、維護運行成本高的問題。針對這種情況，以調蓄經濟植物濕地為核心的低污染水處理技術聯(lián)合了多級經濟濕地、水位水量智能調控、偶聯(lián)灌溉等模塊。課題負責人介紹說：“這項技術中選配了凈化能力強、耐水淹、經濟效益好的土著植物構建了多級經濟植物濕地，并耦合了強化脫氮除磷單元，智能截蓄徑流中氮磷含量較高的低污染水，采用截蓄期高水位、處理凈化期低水位的變水位方式運行，同時與洱海抽提灌溉設施偶聯(lián)，強化了排水回用。”

課題組將這一技術應用于洱海北部永安江下游145畝示范工程，課題負責人說：“近兩年的運行監(jiān)測表明，示范工程區(qū)總氮、總磷和化學需氧量削減率分別達55%、69%和40%。這項技術高效的調蓄和耐沖擊能力解決了低污染水水質水量波動大的難題，本濕地占地面積小的優(yōu)勢也減緩了征地難的問題。同時濕地經濟水生植物、動物等的產出可使?jié)竦匚⒗\行，為濕地長效運行管理提出了新思路。”課題組還研發(fā)了以塘濕地—高水力負荷生態(tài)礫石床為核心，針對村落雨水徑流夾雜部分農田徑流的低污染水處理凈化技術，據(jù)介紹，這項技術具有處理效率高、脫氮除磷效果好的優(yōu)點。

在低污染水處理技術研發(fā)的基礎上，課題組還與中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，就技術的工程化推廣應用進行了系統(tǒng)研究，在大理市喜洲鎮(zhèn)建設了區(qū)域層面的示范工程，并推廣應用于投資約10億元的“大理市洱海環(huán)湖截污二期工程”庫塘濕地體系建設，這項技術的推廣應用可大大緩解洱海的入湖負荷壓力。

課題組研發(fā)的第二個改善洱海水質的關鍵技術，是基于空間構建—污染管控—生態(tài)修復為一體的湖泊緩沖帶構建技術，以支撐環(huán)湖生態(tài)屏障的建設。

“緩沖帶空間構建技術，以湖泊小流域（區(qū)域）環(huán)境承載力為基礎，綜合考慮擬設立緩沖帶的污染排放與凈化、社會生活、經濟發(fā)展、生物多樣性保護等功能，對不同類型用地的比例和格局進行優(yōu)化。”課題負責人介紹說。課題組研究提出了緩沖帶寬度、城鎮(zhèn)+景區(qū)用地比例、城鎮(zhèn)+景區(qū)+村落用地比例、緩沖帶內圈綠色隔離帶最小寬度等管控指標，對高排放強度用地進行總量控制，并限制高排放強度用地向沿湖發(fā)展。

緩沖帶污染管控技術，是對緩沖帶內的污染源進行強化管理和深度凈化，以實現(xiàn)緩沖區(qū)污染削減和水質凈化的目標?；趯彌_帶內生活和農業(yè)生產空間污染源的管控，課題組提出了餐飲客棧規(guī)?？刂?、大牲畜禁養(yǎng)、高施肥作物禁種等管控措施，同時提出了城鎮(zhèn)景區(qū)及村落污水強化收集處理、污水管網(wǎng)內滲管理、徑流凈化控制以及低污染水灌溉回用等系列控制技術，并確定了3類15項污染管控指標，強化了緩沖帶污染削減和凈化功能。

緩沖帶生態(tài)修復技術，是基于緩沖帶生態(tài)凈化和生物多樣性保護需求，對緩沖帶內的生態(tài)空間格局、結構進行優(yōu)化的技術。“我們從緩沖帶內徑流阻控凈化和生境保護需求出發(fā)，以林草地、庫塘河溝濕地的生態(tài)修復為核心，提出了緩沖帶3類7項生態(tài)修復技術指標，這項技術主要對環(huán)湖綠色隔離帶、河濱生態(tài)帶、生態(tài)溝渠、道路綠色廊道為一體的四廊道進行生態(tài)修復，并針對村落減污提出了生態(tài)庭院構建模式。”課題負責人說。

課題組在洱海北部永安江下游流域建成了4.85平方公里的低污染水處理和緩沖帶構建關鍵技術示范區(qū)。據(jù)了解，示范區(qū)內總氮、總磷和化學需氧量負荷分別削減34%、58%和32%，植被蓋度由35.3%提升到63.3%，水生和濕生植物平均生物量由2.35kg/m2提高到3.68kg/m2、生物多樣性香農指數(shù)由0.58提升到1.11，示范效果顯著。

建設洱海緩沖帶，構建環(huán)湖生態(tài)屏障

湖泊緩沖帶是從湖泊流域層面出發(fā)，以綠色流域建設和協(xié)調發(fā)展為理念，在湖濱帶基礎上向外圍拓展，在流域經濟發(fā)展區(qū)與天然湖泊間設立的過渡區(qū)。

湖泊緩沖帶具有多重功能：形成綠色發(fā)展模式，協(xié)調人湖爭地矛盾；提高湖濱區(qū)對污染物的截留凈化能力，減緩陸域對湖濱帶和湖泊的污染壓力；構建水陸生態(tài)系統(tǒng)屏障，有效隔離人類活動和湖泊生態(tài)系統(tǒng)，減緩人為活動對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的干擾；為鳥類、兩棲、爬行類動物提供重要棲息地；為人類提供豐富的動植物資源和景觀優(yōu)美的休閑娛樂場所。課題組經研究確定，洱海緩沖帶范圍為洱海最高水位1966米以上，西部、北部至大麗路，東至沿岸山腳、公路，南至洱海公園—機場路一線，其中沙坪、上關村委會處拓寬至214國道，全線共128公里，總面積約96平方公里。

形成緩沖帶建設成套技術參數(shù)，是規(guī)范緩沖帶建設的重要步驟。課題組負責人介紹說：“基于緩沖帶的功能定位，針對洱海北部河流沖積扇型、西部山前壩區(qū)型、南部城鎮(zhèn)堤岸型、東部山體陡岸型等緩沖帶類型，課題組從不同空間構建模式、污染管控強度、生態(tài)修復方式等方面形成了4類緩沖帶構建模式，并通過3類20余項技術參數(shù)規(guī)范緩沖帶工程建設。”例如，4個類型中北部河流沖積扇型緩沖帶寬度和綠色隔離帶平均寬度最大，分別達到1.5公里和200米，緩沖帶內農田徑流控制率要求達到60%；西部山前壩區(qū)型緩沖帶寬度和綠色隔離帶平均寬度分別為1公里和100米，緩沖帶內農田和村落徑流控制率要求達到50%，污水管網(wǎng)地下水滲漏率要求低于15%。

為了強化湖泊緩沖帶建設工程設計和運行，課題組進行了大規(guī)模工程示范建設。由于我國湖泊緩沖帶工程建設沒有相關規(guī)范可循，工程勘察、設計、施工、運行管理等工程化研究也是課題的重要研究內容。為此，課題組形成了技術研發(fā)、工程勘察、工程設計、績效評估等方面產學研為一體的研究團隊，并研究提出了緩沖帶建設相關的勘察、調查方法，技術工程化設計和施工方法，以及緩沖帶運行管理規(guī)程和緩沖帶生態(tài)屏障功能評估方法。“我們在永安江下游河流沖積扇型緩沖帶建立了4.85平方公里的規(guī)模化示范區(qū)，完善了工程建設和運行，并獲得了良好的生態(tài)環(huán)境效益。”課題負責人說。

據(jù)介紹，為了筑牢環(huán)湖生態(tài)屏障，課題組從流域高度，將緩沖帶生態(tài)功能恢復作為核心，以流域湖濱區(qū)氮磷循環(huán)平衡恢復為主線，全湖系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮，進行全湖整體設計，分區(qū)、分圈（內圈、中圈和外圈）、分類設計洱海緩沖帶生態(tài)構建工程方案。據(jù)了解，這一生態(tài)構建工程方案在北部河流沖積扇型緩沖帶，以村鎮(zhèn)及農田徑流調蓄凈化、環(huán)湖林草地凈化和河口濕地凈化為主，構建外圈村鎮(zhèn)徑流截蓄凈化帶、中圈大豆水稻種植為主的綠色經濟帶及內圈調蓄經濟濕地帶與環(huán)湖林草綠色隔離帶；在西部山前壩區(qū)型緩沖帶，以村落、農田徑流調蓄凈化濕地和環(huán)湖綠色隔離帶建設為核心，構建外圈村落農田徑流截蓄凈化、中圈觀光農業(yè)帶和內圈林草綠色隔離帶；在東部山體陡岸型緩沖帶，以水土流失控制和旅游小鎮(zhèn)徑流污染控制為重點，構筑外圈水土流失控制帶、中圈林灌草控制帶和內圈林草透水凈化帶；在南部城鎮(zhèn)堤岸型緩沖帶，以城郊徑流和潛流凈化為重點，構筑外圈城鎮(zhèn)徑流截蓄凈化帶、中圈綠色景觀帶和內圈林草凈化帶。

構建洱海流域低污染水處理體系，支撐洱海水質持續(xù)改善

為了促進洱海水質持續(xù)改善，課題組首先提出了構建洱海流域低污染水處理體系，健全流域污染治理工程。據(jù)介紹，洱海流域低污染水類型主要包括污水處理設施尾水、農田徑流、村落地表徑流、城鎮(zhèn)地表徑流（后期雨水）以及低污染河水等耗氧有機物含量相對較低，但氮、磷含量仍然較高的污水。針對低污染水排放與受納水體功能不能良好銜接以及傳統(tǒng)污水處理工程體系難以處理低污染水的問題，課題組提出了洱海流域低污染水處理體系。課題組從流域層面對低污染水處理凈化進行系統(tǒng)考慮，形成以河流濱岸帶、庫塘濕地等近自然體系為骨架，以強化生態(tài)工程濕地為輔助的低污染水處理體系，上承低污染水排放，下接受納區(qū)域環(huán)境要求或受納水體功能，健全流域污染治理工程，解決洱海水質持續(xù)改善的難題。

據(jù)了解，基于洱海流域不同區(qū)域低污染水種類、水質水量、受納水體功能要求，結合區(qū)域生態(tài)用地及地形地貌特點，課題組創(chuàng)新提出了低污染水處理體系的五大構建模式，以支撐區(qū)域污染系統(tǒng)治理。

據(jù)介紹，在洱海西部，課題組針對以農田徑流、村鎮(zhèn)地表徑流和集鎮(zhèn)污水處理廠尾水為主的低污染水和山前壩區(qū)地貌特征，建立了以調蓄濕地，包括上段調蓄、中段調蓄凈化、下段凈化為核心的低污染水處理凈化體系，低污染水處理后進入農田溝渠和湖濱帶，滿足入湖或灌溉回用要求。

在洱海北部，針對以入湖河流為受納水體的農田徑流、村鎮(zhèn)地表徑流、洗浴廢水等，課題組依據(jù)北部河谷地或河流沖積壩區(qū)的地形地貌特色，建立以河濱帶、大型庫塘、河口濕地、洗浴廢水及污水處理廠尾水濕地為主的低污染水處理凈化體系，以提升入湖河流水質。

在洱海南部，課題組針對以入湖河流為受納水體的水土流失區(qū)的暴雨徑流和工業(yè)區(qū)尾水等，建立上游小型水庫調蓄農田利用、工業(yè)區(qū)污水再生回用的低污染水凈化體系，以提升入湖河流水質。

在洱海東部，針對城鎮(zhèn)污水處理廠尾水、城鎮(zhèn)地表徑流及城鎮(zhèn)建設期產生的水土流失，結合山地新城特征，建立以城市海綿系統(tǒng)建設、尾水及雨水再生調蓄利用為主的低污染水處理體系，提升徑流控制率，大幅減小暴雨徑流及尾水入湖。

在湖濱旅游區(qū)，課題組針對各類污水處理設施尾水，考慮臨湖和景觀要求高的特征，建立以強化凈化濕地為主的低污染水處理體系，處理水以綠地灌溉和道路澆灑方式回用，實現(xiàn)區(qū)內低污染水零排放。

為了更好地支撐洱海流域低污染水處理體系建設，課題組還集成了低污染水處理系列化技術。“在綜合考慮洱海流域不同類型低污染水水質水量特征、低污染水處理技術效果、建設運行費用、與當?shù)厣鐣洕竭m應性、處理水去向與用途等因素后，課題組集成了污水處理廠尾水、城鎮(zhèn)地表徑流、村落地表徑流、農田徑流和退水、溫泉洗浴廢水和低污染河水6套共17項低污染水處理系列化技術，支撐洱海流域低污染水處理技術體系建設。”課題負責人說。

例如，針對污水處理廠尾水，根據(jù)凈化水最終去向，優(yōu)選強化補碳人工濕地、多級濕地—生態(tài)塘、纖維轉盤過濾—消毒等4項技術；針對農田徑流和退水，根據(jù)農田在流域中的位置及凈化水去向，優(yōu)選深水調蓄與回用庫塘、調蓄凈化庫塘、新型調蓄經濟植物濕地3項技術；針對村落地表徑流，考慮低污染水產生與遷移途徑，優(yōu)選生態(tài)庭院源頭減排、多級庫塘凈化與農田回用、高水力負荷生態(tài)礫石床3項技術。

洱海水質的改善，需要將低污染水處理體系落到實處。為此，課題組形成了低污染水處理體系工程方案。

據(jù)介紹，課題組在研究洱海流域低污染水的類型、分布、水質水量特征、輸移途徑及處理現(xiàn)狀的基礎上，從全流域出發(fā)，統(tǒng)籌考慮低污染水的產生分布與受納水體功能、低污染水類型及水質水量特征與處理技術、輸移途徑與地形地貌等區(qū)域特點間的關系，以系統(tǒng)控制論為指導，重點考慮農田徑流及污水設施尾水，以流域低污染水分布的重點區(qū)域和入湖途徑的關鍵點控制為核心，提出“源頭減排凈化+輸移途徑攔截凈化+關鍵節(jié)點人工強化凈化”的構建思路。

在考慮洱海流域已有工程和區(qū)域土地利用現(xiàn)狀，結合洱海流域生態(tài)用地空間格局特性后，課題組提出了“一帶、五湖、四片、十一點、二十六線”的洱海流域低污染水處理與凈化總體工程布局。

課題負責人對記者介紹說：“一帶主要指環(huán)湖緩沖帶，旨在削減漫流入湖污染、構建入湖污染最后的陸域生態(tài)屏障；五湖指東湖、西湖、茈碧湖、海西海、三哨水庫5個重要湖庫節(jié)點，利用已有和新建庫塘濕地，通過調度、調蓄和凈化，實現(xiàn)流域低污染水的全面減量化和資源化利用；四片指海北上游壩區(qū)、海西壩區(qū)、鳳儀壩區(qū)、海東新區(qū)，針對壩區(qū)低污染水產排及輸移特征，以數(shù)百個庫塘濕地恢復為重點，通過調蓄凈化對其進行綜合治理；十一點指流域11處污水處理廠，針對低污染水中唯一的點源排放，按受納水體功能要求分別進行深度處理；二十六線指流域主要入湖河流，開展主要入湖河流生態(tài)修復和治理，構建綠色清水入湖通道。”

“低污染水處理體系工程方案的實施，可完善洱海流域生態(tài)屏障，每年攔截和控制入湖低污染水近5000萬立方米，削減低污染水污染負荷約50%，實現(xiàn)洱海流域低污染水有效處理，促進流域生態(tài)系統(tǒng)保護和改善。”課題負責人說。