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(diào)研洱海保護治理工作時強調(diào)，洱海保護治理的形勢仍然嚴峻，影響水質(zhì)的因素還沒有根本性扭轉(zhuǎn)，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(nóng)田面源治理、村落污水收集、環(huán)保設(shè)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(zhuǎn)型期，水質(zhì)波動較大，亟須加大治理力度。隨著流域社會經(jīng)濟發(fā)展和生產(chǎn)生活方式的快速轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)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(guān)鍵驅(qū)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(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)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(gòu)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(chǔ)上，豐富了湖泊緩沖帶的內(nèi)涵，突破了低污染水處理和緩沖帶構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)，形成了洱海流域低污染水處理凈化體系構(gòu)建方案和洱海緩沖帶生態(tài)構(gòu)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(jīng)歷了從20世紀90年代的貧中營養(yǎng)化、Ⅱ類水質(zhì)，到21世紀初的富營養(yǎng)化初期、Ⅲ類水質(zhì)的逐步發(fā)展。為遏制洱海水質(zhì)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(nèi)源控制和治理。然而，洱海水質(zhì)波動明顯，尚未得到根本好轉(zhuǎn)，湖泊水生態(tài)系統(tǒng)退化仍十分嚴重。如何在社會經(jīng)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(qū)動力之一；二是洱海緩沖帶生態(tài)空間被持續(xù)擠占，水質(zhì)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(zhì)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(jīng)工程治理排放的低污染水量增加3倍以上，其與農(nóng)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(diào)：“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?qū)用娉霭l(fā)，在湖濱帶外圍設(shè)立的流域經(jīng)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(zhì)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(nóng)業(yè)種植和80%的旅游服務，是流域生產(chǎn)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(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定和生境的破碎化。”課題負責人說。因此，如何構(gòu)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(guān)鍵對策。

突破低污染水處理和緩沖帶構(gòu)建技術(shù)，巧解水質(zhì)改善難題

以調(diào)蓄經(jīng)濟植物濕地為核心的低污染水處理技術(shù)，是課題組研發(fā)的攻克洱海流域以農(nóng)田徑流為主夾雜村落徑流、村落污水處理設(shè)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(zhì)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(diào)蓄經(jīng)濟植物濕地為核心的低污染水處理技術(shù)聯(lián)合了多級經(jīng)濟濕地、水位水量智能調(diào)控、偶聯(lián)灌溉等模塊。課題負責人介紹說：“這項技術(shù)中選配了凈化能力強、耐水淹、經(jīng)濟效益好的土著植物構(gòu)建了多級經(jīng)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(shè)施偶聯(lián)，強化了排水回用。”

課題組將這一技術(shù)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(shù)高效的調(diào)蓄和耐沖擊能力解決了低污染水水質(zhì)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(jīng)濟水生植物、動物等的產(chǎn)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(nóng)田徑流的低污染水處理凈化技術(shù)，據(jù)介紹，這項技術(shù)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(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上，課題組還與中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司，就技術(shù)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(shè)了區(qū)域?qū)用娴氖痉豆こ?，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(shè)，這項技術(shù)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(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)，是基于空間構(gòu)建—污染管控—生態(tài)修復為一體的湖泊緩沖帶構(gòu)建技術(shù)，以支撐環(huán)湖生態(tài)屏障的建設(shè)。

“緩沖帶空間構(gòu)建技術(shù)，以湖泊小流域（區(qū)域）環(huán)境承載力為基礎(chǔ)，綜合考慮擬設(shè)立緩沖帶的污染排放與凈化、社會生活、經(jīng)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(nèi)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(shù)，是對緩沖帶內(nèi)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(zhì)凈化的目標?；趯彌_帶內(nèi)生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間污染源的管控，課題組提出了餐飲客棧規(guī)模控制、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(nèi)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(shù)，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(shù)，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(nèi)的生態(tài)空間格局、結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化的技術(shù)。“我們從緩沖帶內(nèi)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(shù)指標，這項技術(shù)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(gòu)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(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)示范區(qū)。據(jù)了解，示范區(qū)內(nèi)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(nóng)指數(shù)由0.58提升到1.11，示范效果顯著。

建設(shè)洱海緩沖帶，構(gòu)建環(huán)湖生態(tài)屏障

湖泊緩沖帶是從湖泊流域?qū)用娉霭l(fā)，以綠色流域建設(shè)和協(xié)調(diào)發(fā)展為理念，在湖濱帶基礎(chǔ)上向外圍拓展，在流域經(jīng)濟發(fā)展區(qū)與天然湖泊間設(shè)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(diào)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?qū)I帶和湖泊的污染壓力；構(gòu)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(jīng)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(guān)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(shè)成套技術(shù)參數(shù)，是規(guī)范緩沖帶建設(shè)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(gòu)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(gòu)建模式，并通過3類20余項技術(shù)參數(shù)規(guī)范緩沖帶工程建設(shè)。”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(nèi)農(nóng)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(nèi)農(nóng)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(shè)工程設(shè)計和運行，課題組進行了大規(guī)模工程示范建設(shè)。由于我國湖泊緩沖帶工程建設(shè)沒有相關(guān)規(guī)范可循，工程勘察、設(shè)計、施工、運行管理等工程化研究也是課題的重要研究內(nèi)容。為此，課題組形成了技術(shù)研發(fā)、工程勘察、工程設(shè)計、績效評估等方面產(chǎn)學研為一體的研究團隊，并研究提出了緩沖帶建設(shè)相關(guān)的勘察、調(diào)查方法，技術(shù)工程化設(shè)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(shè)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(shè)計，分區(qū)、分圈（內(nèi)圈、中圈和外圈）、分類設(shè)計洱海緩沖帶生態(tài)構(gòu)建工程方案。據(jù)了解，這一生態(tài)構(gòu)建工程方案在北部河流沖積扇型緩沖帶，以村鎮(zhèn)及農(nóng)田徑流調(diào)蓄凈化、環(huán)湖林草地凈化和河口濕地凈化為主，構(gòu)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(jīng)濟帶及內(nèi)圈調(diào)蓄經(jīng)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(nóng)田徑流調(diào)蓄凈化濕地和環(huán)湖綠色隔離帶建設(shè)為核心，構(gòu)建外圈村落農(nóng)田徑流截蓄凈化、中圈觀光農(nóng)業(yè)帶和內(nèi)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(gòu)筑外圈水土流失控制帶、中圈林灌草控制帶和內(nèi)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(gòu)筑外圈城鎮(zhèn)徑流截蓄凈化帶、中圈綠色景觀帶和內(nèi)圈林草凈化帶。

構(gòu)建洱海流域低污染水處理體系，支撐洱海水質(zhì)持續(xù)改善

為了促進洱海水質(zhì)持續(xù)改善，課題組首先提出了構(gòu)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(shè)施尾水、農(nóng)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?qū)用鎸Φ臀廴舅幚韮艋M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(zhì)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(zhì)水量、受納水體功能要求，結(jié)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(gòu)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(nóng)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(diào)蓄濕地，包括上段調(diào)蓄、中段調(diào)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(nóng)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(nóng)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(zhì)。

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(diào)蓄農(nóng)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(zhì)。

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(shè)期產(chǎn)生的水土流失，結(jié)合山地新城特征，建立以城市海綿系統(tǒng)建設(shè)、尾水及雨水再生調(diào)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(shè)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(nèi)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(shè)，課題組還集成了低污染水處理系列化技術(shù)。“在綜合考慮洱海流域不同類型低污染水水質(zhì)水量特征、低污染水處理技術(shù)效果、建設(shè)運行費用、與當?shù)厣鐣?jīng)濟水平適應性、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(nóng)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(shù)，支撐洱海流域低污染水處理技術(shù)體系建設(shè)。”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(zhuǎn)盤過濾—消毒等4項技術(shù)；針對農(nóng)田徑流和退水，根據(jù)農(nóng)田在流域中的位置及凈化水去向，優(yōu)選深水調(diào)蓄與回用庫塘、調(diào)蓄凈化庫塘、新型調(diào)蓄經(jīng)濟植物濕地3項技術(shù)；針對村落地表徑流，考慮低污染水產(chǎn)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(nóng)田回用、高水力負荷生態(tài)礫石床3項技術(shù)。

洱海水質(zhì)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(zhì)水量特征、輸移途徑及處理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從全流域出發(fā)，統(tǒng)籌考慮低污染水的產(chǎn)生分布與受納水體功能、低污染水類型及水質(zhì)水量特征與處理技術(shù)、輸移途徑與地形地貌等區(qū)域特點間的關(guān)系，以系統(tǒng)控制論為指導，重點考慮農(nóng)田徑流及污水設(shè)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(guān)鍵點控制為核心，提出“源頭減排凈化+輸移途徑攔截凈化+關(guān)鍵節(jié)點人工強化凈化”的構(gòu)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(jié)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(gòu)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(diào)度、調(diào)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(chǎn)排及輸移特征，以數(shù)百個庫塘濕地恢復為重點，通過調(diào)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(gòu)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。