內容簡介
     基於滇池流域麵源構成類型與輸移途徑,本課題研究的總體思想是:源頭控製、資源迴用、技術實用、總量削減和優化管理,通過域內麵源汙染的有效控製和生態環境的顯著改善、促進示範區經濟效益的提高和生活品質的改善。由此,村鎮生活汙水氮磷汙染控製、農村固體廢物無害化處理、颱地水土和氮磷流失控製、壩區農田産業基地氮磷汙染控製、暴雨徑流氮磷汙染控製、流域麵源汙染綜閤控製與管理構成課題的關鍵創新技術。
  “滇池流域麵源汙染控製技術”研究在課題領導小組、專傢組的指導下,在科技部、雲南省各級政府的大力支持下,經過課題組全體研究人員同心協力、全力攻關,在麵源汙染控製關鍵技術與設備、工程實施、軟件開發、汙染控製示範工程建設與運行等方麵取得瞭重要研究成果。在處理村鎮生活汙水的復閤生態床、地下土壤滲濾技術和缺/好氧低能耗生物濾池技術,農村固體廢物資源化處置的有機一無機多功能復混肥生産技術、農戶型雙室堆漚肥成套技術,農業化肥減量的精準化平衡施肥技術及其智能化配肥和施肥軟件,暴雨徑流汙染控製的復閤沸石強化濕地生態技術、多功能復閤型固一液鏇流技術,以及麵源汙染模擬與控製決策支持係統等成套技術、工程示範與運行方麵取得創新與突破。課題研發瞭8項重要技術與設備、申報11項國傢發明專利和1項實用新型專利、建設與運行15項麵源汙染控製示範工程。課題的研究成果為“滇池流域水汙染防治‘十五’計劃”和“環滇池生態建設規劃”的工程建設提供瞭可推廣應用的技術支撐。課題建設的規模化示範工程運行已産生瞭顯著的環境、生態、經濟和社會效益,已具備在滇池流域全麵推廣應用的條件。
  本專著是對“滇池麵源汙染控製技術”課題的總結,雖然寫作內容是以滇池流域為背景,但其所涉及的諸多對農村麵源汙染控製的思想、技術、控製體係和政策等的討論無疑對其它流域的麵源汙染控製具有積極的藉鑒意義,這正是《流域麵源汙染控製技術:以滇池流域為例》作者們的寫作初衷。     
內頁插圖
          目錄
   1 滇池流域示範區麵源汙染概況
1.1  自然、社會經濟與土地利用概況
1.2 汙染源構成
1.3 村鎮生活汙水汙染負荷
1.4 農村固體廢物汙染負荷
1.5 農田施肥現狀和特點
1.6 颱地水土和氮磷流失
1.7 暴雨徑流氮磷汙染物輸移特徵與汙染負荷
2 農村生活汙水汙染控製
2.1  農村生活汙水汙染控製技術特徵的分析與選擇
2.2 農村生活汙水汙染控製研究的內容與技術路綫
2.3 人工復閤生態床汙水處理技術
2.4 地下滲濾汙水處理技術
2.5  示範工程
2.6  小結
3 農村固體廢物無害化處理處置
3.1 農村固體廢物處理處置技術特徵的分析與選擇
3.2 固體廢物汙染控製內容和技術路綫
3.3 花卉秸稈縴維素分解菌的選育
3.4 高效縴維素分解菌的性狀錶徵和優勢菌分類鑒定
3.5 菌株混閤發酵工藝與優化控製
3.6 復閤菌劑在共堆肥體係的應用
3.7 蔬菜花卉秸稈和糞便共堆肥的中試
3.8 雙底物堆肥數學模型與模擬
3.9 農戶型雙室堆漚肥技術
3.10 農村固體廢物無害化處理示範工程
3.11  復閤肥生産與應用
3.12  小結
4 精準化平衡施肥技術
4.1  施肥技術特徵分析與技術選擇原則
4.2 精準化平衡施肥內容和技術路綫
4.3 示範區種植結構與農田施肥狀況調研
4.4 主要蔬菜、花卉作物氮磷肥料效應研究
4.5 蔬菜、花卉作物營養生理特性與需肥規律研究
4.6 氮素營養快速診斷和葉麵肥、微生物肥施用效果
4.7 優化減量施用氮磷化肥對土壤肥力的影響研究
4.8 精準化平衡施肥技術的集成
4.9 示範區蔬菜花卉作物施肥技術規程
4.10 精準化平衡施肥示範
4.11  小結
5  颱地水土和氮磷流失控製
5.1 技術特徵分析與選擇原則
5.2  颱地水土和氮磷流失控製內容與技術路綫
5.3  颱地區水土和氮磷流失現狀及成因分析
5.4 水土保持型速生高效喬灌草品種的選育
5.5 種植模式優選
5.6 生物籬技術研究
5.7 植被快速修復技術研究
5.8 徑流控製淨化技術研究
5.9 水土保持效果
5.10 水土和氮磷流失控製示範工程
5.11  小結
6 暴雨徑流汙染控製技術
6.1 控製技術體係選擇
6.2 暴雨徑流固.液分離技術與設備
6.3  復閤型鏇流分離器內部流場分析
6.4 復閤型鏇流分離器內固液兩相流場的數值模擬
6.5 沸石潛流係統建立與運行
6.6 礫石潛流係統
6.7 錶麵流濕地係統
6.8 復閤人工濕地係統
6.9 暴雨徑流汙染控製成套技術與工程
6.10 人工濕地植物群落特徵
6.11  暴雨徑流氮磷汙染控製技術的經濟效益分析
6.12  小結
7 麵源汙染模擬與控製決策支持係統
7.1 研究背景
7.2 NPSDSS的開發
7.3 NPSDSS的應用和驗證
參考文獻      
精彩書摘
     1  滇池流域示範區麵源汙染概況
  鑒於麵源汙染在空間上的廣域性、時間上的隨機性以及在因果關係上的復雜性,開展現場信息調查、瞭解麵源汙染控製區的基本概況是製訂麵源汙染控製方案,實施麵源汙染控製工程與最佳管理的重要依據和科學基礎,必須對這一關鍵環節給予充分的重視,保障充足的時間和投入,以獲得全麵翔實的現場信息,使所製訂的方案和實施的工程有的放矢,從而有效地提高政策、管理和工程的整體效益。但在實際工作中,由於基礎信息調查並不能直接發揮汙染控製功能,決策者和管理者往往忽視這一環節,從而造成後期財政投資和社會投入的極大浪費。
  本章所介紹的內容,雖然調查範圍主要局限於本研究的示範區,但它所提供的基本方法、內容和數據可為滇池流域及全國其它地區提供有價值的參考。      
前言/序言
     滇池是我國著名的高原淡水湖泊,位於昆明市西南,流域總麵積2920km2,年徑流量為5.7×10^8m3。滇池南北長40km,東西寬12.5km,湖麵麵積為298km2,平均水深4m,最大容積12km3,是典型的淺水湖泊。滇池包括“草海”和“外海”兩部分,湖麵麵積分彆占總麵積的2.7%和97.3%。滇池流域覆蓋瞭昆明市的五華、盤龍兩城區和西山、官渡、呈貢、晉寜、嵩明五個區縣的38個鄉鎮,是昆明市主要社會經濟活動區和未來發展的重要空間資源。2000年流域內國內生産總值約占昆明市的80%,人口316萬(包括流動人口約50萬),約占全市的54%。滇池流域的發展對於雲南省和昆明市具有舉足輕重的地位。
  滇池作為昆明市工農業生産、生活和生態用水的重要水源,在維持流域國民經濟發展、提高居民生活水平和保障域內生態環境安全等方麵具有不可替代的作用。近二十年來,隨著經濟發展和城市規模的擴大,滇池水體的富營養化日趨嚴重,水環境汙染與水資源短缺的雙重壓力使昆明市的城市發展和城市功能的提高受到瞭嚴重的限製。滇池汙染已成為昆明市全麵實現小康社會目標的最大障礙之一,是昆明市可持續發展的重大製約因素。
  滇池水體的嚴重汙染已引起各級領導及社會各界的高度重視,在國務院《國民經濟和社會發展cc九五”和2010年遠景目標綱要》中,滇池是“三河、三湖”國傢重點治理流域之一;雲南省省委、省政府和昆明市市委、市政府也把滇池的保護作為實施可持續發展戰略的重點,納入重要議事日程。自“八五”計劃以來,各級政府從各種渠道籌措資金,分階段、按規劃開展滇池汙染綜閤治理。隨著工業企業達標排放工作的嚴格執行和工業環境管理的強化,滇池流域的工業汙染源已得到瞭較好的控製,排汙量所占的比重已低於農業、生活排汙量,並且還在逐年減少;隨著城市汙水處理廠的相繼建成並投入使用,城市生活汙水的汙染負荷也將逐步降低,滇池水質和生態惡化的趨勢將在一定程度上得到緩解。    
				
 
				
				
					綜閤水環境管理與生態修復:理論、方法與實踐  本書全麵探討瞭當前復雜水環境中麵臨的挑戰,並係統介紹瞭針對這些挑戰的一係列先進的控製技術、管理策略與生態修復方法。全書內容聚焦於構建人水和諧、實現水資源可持續利用的綜閤性框架,為水利工程師、環境科學傢、規劃決策者以及相關領域的研究人員提供瞭一套係統、深入的理論指導和實用的技術參考。  ---   第一部分:水環境麵臨的挑戰與係統認知  本部分旨在為讀者構建一個理解現代水環境問題的宏觀視角。它不僅梳理瞭全球水資源短缺、水質惡化(包括新興汙染物和微塑料問題)的現狀,更深入剖析瞭驅動這些問題的社會經濟、氣候變化和土地利用變化等深層因素。  1.1 現代水文過程的復雜性與非綫性響應:  本章超越瞭傳統的綫性和均勻水文模型,重點討論瞭氣候變化情景下極端水文事件(如暴雨洪水和長期乾旱)頻率和強度的變化如何重塑流域水循環。內容涵蓋瞭城市化和農業集約化對下墊麵滲透、産流和蒸散發過程的顯著影響,並引入瞭不確定性分析在水文預報中的應用,強調瞭在信息不完全情況下進行風險評估的必要性。  1.2 水質負荷的動態演變與歸因分析:  深入分析瞭點源汙染在嚴格監管下的逐步控製後,非點源汙染(特彆是農業徑流和城市麵源排放)成為水質改善的主要瓶頸。本章詳細介紹瞭如何利用同位素示蹤技術、分子生物學方法和多源數據融閤技術,精確識彆和量化不同汙染源對水體汙染物負荷(包括氮、磷、重金屬及持久性有機汙染物)的貢獻比例。重點闡述瞭在不同季節、不同土地覆蓋類型下汙染物輸齣的動態特徵及其驅動機製。  1.3 水生態係統健康的綜閤評價指標體係:  本書提齣瞭一個多層次、多尺度的水生態係統健康評價框架。該框架不僅包含傳統的物理化學指標(如溶解氧、營養鹽濃度),更強調生物完整性(如生物多樣性指數、生物群落結構穩定性)和生態功能(如自淨能力、碳匯功能)的評估。討論瞭如何將遙感技術和水下傳感器網絡數據整閤到實時或準實時的健康監測係統中,以實現早期預警和快速響應。  ---   第二部分:先進的水汙染控製與工程技術  本部分是全書的技術核心,詳細介紹瞭一係列針對傳統和新興汙染物的創新性控製技術,覆蓋瞭從源頭削減到末端深度處理的各個環節。  2.1 農業非點源汙染的精準管理與綠色防控技術:  本章著眼於如何在保證糧食安全的前提下,最大程度地削減化肥和農藥的流失。內容包括:4R營養管理策略的優化實施(適宜的肥料種類、劑量、時間與位置),緩控釋肥料和生物肥料的應用效果評估,精準灌溉技術在減少徑流攜帶汙染物中的作用。此外,還詳細闡述瞭保護性耕作、秸稈還田和種植帶/緩衝帶在攔截和轉化汙染物方麵的工程設計與效果驗證。  2.2 城市水環境的綜閤滲蓄與低影響開發(LID)工程:  聚焦於城市化對水循環的改變,本章係統闡述瞭LID技術的原理和應用。內容涵蓋瞭下凹式綠地、雨水花園、透水鋪裝、植草溝和人工濕地等分散式與集中式設施的設計參數、水文水質模擬與運行維護規程。重點分析瞭LID係統在削減初期汙染物“負荷峰值”方麵的關鍵作用及其對城市微氣候的積極影響。  2.3 麵嚮新興汙染物的深度淨化技術:  針對傳統汙水處理廠難以去除的內分泌乾擾物(EDCs)、藥物及個人護理品(PPCPs)等微量汙染物,本章深入探討瞭多種高級氧化工藝(AOPs)。詳細比較瞭臭氧氧化、Fenton/類Fenton反應、光催化等技術的反應機理、汙染物降解路徑、副産物控製以及能耗效率。此外,也涵蓋瞭活性炭吸附、膜生物反應器(MBR)與膜分離技術在深度脫除微汙染物的工程應用實例。  2.4 湖泊富營養化控製的協同策略:  針對水體富營養化的治理,本書強調瞭“截源、控源、內源削減與生態修復”的協同作用。在內源控製方麵,詳細介紹瞭化學化學穩定法(如鋁鹽、鐵鹽投加)的反應動力學與適宜條件,以及疏浚清淤技術的實施方案。在生態修復方麵,重點分析瞭生物操縱技術(如魚類結構調整、有益藻類和沉水植物的恢復)對營養鹽循環的長期影響機製。  ---   第三部分:流域尺度的管理、規劃與可持續性  本部分將技術應用提升到管理決策層麵,探討如何通過科學的規劃和製度設計,實現流域水環境質量的長期穩定和區域可持續發展。  3.1 基於模型的流域水環境模擬與風險評估:  本書介紹瞭如何耦閤水文模型(如SWMM、WEAP)與水質模型(如QUAL2K、CE-QUAL-W2),構建高精度的流域水質模擬係統。重點講解瞭情景模擬(Scenario Analysis)方法,用於評估不同土地利用變化、氣候變化或工程措施對未來水質和供水安全的影響。內容還包括汙染負荷的不確定性量化和風險閾值確定。  3.2 跨界水資源分配與綜閤治理的製度設計:  討論瞭在多部門、多利益相關方共存的流域中,如何建立有效的水量水質聯閤調度機製。內容涉及生態流量的科學確定、用水權交易在水資源優化配置中的作用,以及流域聯防聯控的行政協調框架和績效評估體係的建立。強調瞭公眾參與和信息公開在建立環境治理信任體係中的關鍵地位。  3.3 水環境治理的經濟激勵與可持續融資:  本章探討瞭市場機製在環境治理中的應用。詳細分析瞭排汙權交易、生態補償機製(PES)在激勵汙染減排方麵的有效性。同時,也對綠色債券、基礎設施資産證券化(ABS)等創新型融資工具在大型水利和水環境基礎設施建設中的應用進行瞭可行性分析和案例介紹,旨在確保長期、穩定的資金投入。  3.4 智慧水務與環境監測技術的集成應用:  展望瞭信息技術(IT)和物聯網(IoT)在水環境管理中的前沿應用。介紹瞭分布式傳感器網絡、無人機監測、雲計算和人工智能(AI)在水質的實時預警、管網泄漏檢測、水處理過程的智能優化控製中的應用潛力。重點在於如何將海量數據轉化為可操作的決策支持信息,實現從“被動治理”嚮“主動智能管理”的轉型。  ---  本書的特點在於其跨學科的綜閤性,它不僅提供瞭紮實的理論基礎,更注重工程實踐的可操作性和政策製定的科學性,為復雜水環境問題的解決提供瞭一套全麵、係統且與時俱進的解決方案。