圖1坡耕地農(nóng)業(yè)面源氮磷削減技術(shù)示意圖  

圖2示范區(qū)與對照區(qū)效果圖  

圖3種植—養(yǎng)殖循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)模式  

圖4種植—養(yǎng)殖循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)模式碳、氮、磷平衡圖  

圖5農(nóng)村生活污水處理工藝流程圖  

圖6徑流監(jiān)測與污染負(fù)荷計算  

丹江口水庫匯水流域水質(zhì)安全保障  

關(guān)鍵技術(shù)研究取得系列成果  

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)河流水環(huán)境綜合整治技術(shù)研究與綜合示范主題  

南水北調(diào)工程水質(zhì)安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目河南丹江口水庫匯水流域水質(zhì)安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究與示范課題  

（課題編號：2012ZX07205-001）  

十二五期間，由清華大學(xué)負(fù)責(zé)的“河南丹庫匯水流域水質(zhì)安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究與示范課題”立足于水源區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的解決，通過開展水源區(qū)特色作物生態(tài)種植與氮磷污染負(fù)荷削減技術(shù)、山地種養(yǎng)平衡模式畜禽養(yǎng)殖污染低排放關(guān)鍵技術(shù)和農(nóng)村生活污染生態(tài)低耗防治技術(shù)的研究與示范，制定技術(shù)指南、工程技術(shù)規(guī)范和關(guān)鍵設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，形成了基于面源污染防控的河南丹庫匯水流域水質(zhì)安全保障關(guān)鍵技術(shù)體系，并建立了技術(shù)推廣模式在丹江口水庫流域進(jìn)行全面的技術(shù)推廣。  

丹江口庫區(qū)及上游水質(zhì)安全是保障南水北調(diào)中線工程發(fā)揮供水效益的前提，是工程成敗的關(guān)鍵，南水北調(diào)中線工程水源區(qū)面源污染日趨嚴(yán)重。為保證水源區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)要求，亟待開展水源區(qū)面源污染控制關(guān)鍵技術(shù)與示范研究，建立生態(tài)化種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)、水土肥流失有效控制技術(shù)，研究高出水水質(zhì)、低投資、低能耗、低運(yùn)行成本的“一高三低”穩(wěn)定達(dá)標(biāo)技術(shù)，在促進(jìn)地方特色產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的前提下，建立有效削減和預(yù)防面源污染的流域綜合管控措施，保障《丹江口水源區(qū)水污染防治和水土保持規(guī)劃》和《丹江口庫區(qū)及上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃》的順利實(shí)現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)有效的面源污染防治技術(shù)不僅可以保證南水北調(diào)中線工程水源區(qū)的水質(zhì)，而且可以為全國其他地區(qū)面源污染的防治提供技術(shù)支持。  

課題以南水北調(diào)中線工程水源區(qū)為研究對象，以實(shí)現(xiàn)水源區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和確保一庫清水北送的南北雙贏戰(zhàn)略為研究總目標(biāo)。通過工程化研究，開發(fā)了水源區(qū)特色作物生態(tài)種植與氮磷和有機(jī)污染負(fù)荷削減技術(shù)、山地種養(yǎng)平衡模式畜禽養(yǎng)殖污染低排放技術(shù)和形成了農(nóng)村生活污染生態(tài)低耗防治技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)體系，構(gòu)建了水源區(qū)水質(zhì)安全保障關(guān)鍵技術(shù)體系和技術(shù)推廣模式。  

1、水源區(qū)特色作物生態(tài)種植與氮磷和有機(jī)污染負(fù)荷削減技術(shù)及示范。  

該技術(shù)包括：坡耕地土壤氮磷截留與阻控技術(shù)；適用于茶葉柑橘特色作物的有機(jī)肥、生物防菌劑、緩釋肥的研發(fā)及施用技術(shù)、新型植物籬—復(fù)合滲濾床技術(shù)。  

成果應(yīng)用：在河南南陽淅川縣建立茶葉特色作物生態(tài)種植與氮磷削減示范工程1項(xiàng)，示范面積480畝，示范推廣面積達(dá)2700畝；建立柑橘特色作物生態(tài)種植與氮磷削減示范工程1項(xiàng)，示范面積560畝，示范推廣面積3240畝。針對茶葉種植，通過使用抗病蟲害品種、生物藥劑、緩釋措施，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減量60%，通過使用有機(jī)肥、包衣緩釋化肥實(shí)現(xiàn)化肥減量20%；坡耕地土壤氮磷流失減少54%；針對柑橘，通過使用抗病蟲害柑橘品種、生物藥劑、緩釋化肥手段，實(shí)現(xiàn)化肥用量均減少20%，坡耕地土壤氮、磷流失減少43%。  

2、山地種養(yǎng)平衡模式畜禽養(yǎng)殖污染低排放關(guān)鍵技術(shù)及示范。  

在河南內(nèi)鄉(xiāng)縣牧原養(yǎng)殖有限公司第十七分廠開展畜禽養(yǎng)殖與生態(tài)種植有機(jī)結(jié)合的山地種養(yǎng)平衡低排放技術(shù)的工程示范，合理利用畜禽養(yǎng)殖廢棄物作為生態(tài)作物的肥料，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)平衡。  

3、農(nóng)村生活污染生態(tài)低耗防治技術(shù)的研究與示范。  

水源區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠發(fā)達(dá)、生活污水排水間歇、排入污水量較小等特點(diǎn)，試驗(yàn)選取以人工快滲處理系統(tǒng)（ConstructedRapidInfiltration，簡稱CRI）為核心的強(qiáng)化快滲技術(shù)。在河南省鄧州市裴營鄉(xiāng)和諧社區(qū)移民安置區(qū)建設(shè)農(nóng)村生活污水生態(tài)低耗治理技術(shù)示范工程1項(xiàng)，處理該小區(qū)330戶居民的日常生活污水。示范工程的出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)（SS10mg/L、COD50mg/L、NH3-N20mg/L），實(shí)現(xiàn)了“高出水水質(zhì)、低投資、低能耗、低運(yùn)行成本”的目標(biāo)。  

4、面源污染負(fù)荷定量與半定量的測算技術(shù)。  

按淅川縣當(dāng)?shù)氐牡匦�、用地類型與水利條件，將綜合示范區(qū)劃分為31個匯水子流域，建立SWAT模型，基于現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果，模擬計算區(qū)域面源污染負(fù)荷，并對各項(xiàng)面源污染防控措施的效果進(jìn)行評估。  

研究結(jié)果表明：  

（1）研究區(qū)域總面積約為110km2，根據(jù)輸出系數(shù)法計算課題研究期間綜合示范區(qū)總氮、總磷的平均負(fù)荷為192.0t、23.8t，應(yīng)用SWAT模型模擬得出總氮、總磷的平均負(fù)荷為109.6t、21.1t。研究區(qū)域中耕地面積最大為6381ha，占總面積的57.55%，研究區(qū)域內(nèi)49.82%為黃褐土。研究區(qū)域內(nèi)泥沙總量、徑流總量與降雨量變化趨勢相同，而總磷、有機(jī)磷、無機(jī)磷、有機(jī)氮、氨氮、總氮變化趨勢與泥沙量相同。  

（2）耕地對研究區(qū)域的氮、磷負(fù)荷貢獻(xiàn)最大，對總氮、總磷的總負(fù)荷貢獻(xiàn)率達(dá)到了68.5%、60.9%。  

（3）不同控制措施對于研究區(qū)域氮、磷污染的削減率是不一樣的，帶狀種植對氮、磷的削減率達(dá)到了23%、40%；梯田對氮、磷有著更高的削減率，分別達(dá)到了31%、54%；滲濾溝（50cm填料層）對于總氮、總磷的削減率分別為49.1%、53.8%；當(dāng)在研究區(qū)域應(yīng)用“植物籬—復(fù)合滲濾床”工藝之后，經(jīng)過合理的設(shè)計，可以使得研究區(qū)域內(nèi)主要河流水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

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