5.3.1“十一五”水专项的四大技术板块与实践
“十一五”期间，滇池项目启动了全流域、多尺度的系统调查监测，获取了超过60万个基础数据；构建了包含4大版块的高原重污染湖泊富营养化治理技术体系，示范区污染减排与水质改善显著。具体而言，在对高原重污染湖泊富营养化的问题系统诊断与评估基础上，按照源头控制、途径削减和生态修复的总体技术路线，开展了系统的技术研发与集成，构建了“高原湖泊流域营养盐迁移转化过程模拟—预测及优化调控”“高原湖泊城市重污染排水区综合控源及河道沿程削减”“湖滨区设施农业集水区内面源污染防控” “湖泊分区生态系统修复—湖滨带建设—湖滨区基底修复”四大版块的高原重污染湖泊富营养化治理技术，初步形成高原重污染湖泊富营养化治理技术体系，集成解决高原湖泊富营养化和流域污染控制的关键技术问题。
图5-3 四大版块的高原重污染湖泊富营养化治理技术（见彩图11）
共突破核心技术10项、开发关键技术30项、形成专利35项。基于四大技术版块的研究与集成，在北岸主城区、滇池湖体，以及南部柴河流域等三个综合示范区内集中建设了16项示范工程。滇池北岸重污染排水示范区内污水处理厂的雨季处理能力由现状提高了50%；南部柴河流域农业面源示范区内氮磷流失量降低了40%；在滇池湖体示范区内，实现了在高营养负荷下草型清水稳态的转换，示范区内TN下降63%、TP下降70%，每年可削减COD 24.47t、TN 9.11t、TP 1.43t，水质改善效果明显。
（1） 高原湖泊流域营养盐迁移转化过程模拟、预测及优化调控技术
为解决滇池流域面临的社会经济发展与水环境不协调的问题，首次在高原湖泊流域研发了营养盐迁移转化的全过程模拟、预测与优化调控技术，关键技术包括：流域经济社会发展与滇池水环境保护相互作用模拟技术（自主研发）、滇池流域水文与非点源机理模拟技术（应用研发）、滇池三维水质与水动力机理模拟技术（应用研发）、滇池流域容量总量控制“模拟—优化”技术（自主研发）。
该技术的先进性表现在可以产生多尺度、多情景、多途径的精细化技术方案，主要解决现有技术存在的分散、不灵活、计算时间长及精度不高等问题。基于该技术研发设计了滇池“流域—控制单元—污染源”多尺度容量总量控制方案，如果要实现滇池外海Ⅴ类、Ⅳ类和Ⅲ类的水环境功能要求，需要在现状基础上分别削减污染负荷54%、66%和80%；据此提出了“流域控源减排—湖体水力调度—湖滨生态修复”的富营养化控制战略，奠定了中长期规划与战略决策的科学基础。这些研究成果被直接应用于滇池“十二五”水污染防治规划的目标确定、思路、方案设计和重点工程设计等环节，带动了“十二五”期间400多亿元的滇池治理规划投资。
图5-4 滇池流域营养盐迁移转化全过程模拟、预测与优化调控技术（见彩图12）
（2）高原湖泊城市重污染排水区综合控源及河道沿程削减技术
针对高原湖泊流域污染集中在城市区域的特征，构建城市重污染排水区综合控源及集成削减技术，主要关键技术包括：智能化控制SBBR污水生物处理技术，截污溢清智能控制技术，合流污水高效截流净化成套技术，固相反硝化高效脱氮技术，河流原位、旁路及河口沿程层层减污集成技术，分区分段入河面源立体控制技术。
①构建了湖泊上游城市合流制排水区污染控制技术体系
针对雨季合流污水溢流直接入湖的问题，以减少入湖污染负荷为目的，构建湖泊上游城市污染控源技术体系，重点突破了中水再生处理系统的智能化控制与水质安全保障技术、城市面源污染控制及雨水资源化集成技术、雨季合流污水高效截流处理技术。集成基于城市面源污染控制及雨水资源化利用的3i技术体系，选择弥勒寺公园开展工程示范，实现雨水减排56.41%，年增加雨水利用20839 m3，节约自来水和污水处理费共计13.1万元，彻底解决了示范区雨季淹水问题，具有突出的环境效益和社会经济效益。
图5-5 合流制污水收集系统毛细管雨水分离及雨水资源化技术体系（见彩图13）
集成了合流污水截污溢清—高浓度合流污水调蓄净化—污水处理厂最大削污动态运行的成套技术。研究优化污水处理厂雨季运行参数，开发了合流制污水处理厂最大削污动态运行及管理调控技术，提升污水处理厂的雨期处理能力，最大限度减少合流污水的溢流污染。选择昆明市第一污水处理厂开展工程示范，在污水厂雨季提升动态运行中，合流污水截流率达到61.11%，合流污水污染物削减率达COD59.6%、TN 55.2%、TP 47.2%、SS 56. 7%，雨季溢流污染负荷排放量削减率达COD34.7%、TN 20.4%、TP 38.0%、SS 52.5%。滇池北岸昆明主城目前的入湖污染负荷占污染产生量的38%，湖泊上游城市合流制排水区污染控制技术体系的推广应用可进一步削减其中32%的负荷。(https://www.daowen.com)
基于水专项的示范效应，昆明市政府计划在“十二五”期间投资65.6亿元，实施主城区排水管网完善及雨水处理和资源化工程，建设26座合流污水/雨水调蓄池和79个公园雨水收集利用设施，总规模可达到36万t/d。
②构建了城市型入湖河流岸带立体控污、沿程梯级减污技术体系
河流沿程减污技术突破了现有技术的难点，在不影响泄洪的条件下，实现非雨季进出水断面透明度提高40cm以上，COD、TN和TP去除率分别达30%、30%和20%以上的显著效果。尤其是自主开发的固相反硝化碳源，实现低污染水（或低碳/氮比）的高效脱氮，并克服传统液体碳源投加存在过量风险的问题，示范工程运行效果TN、TP去除率分别达80%和60%以上，脱氮效率显著。
图5-6 城市型河流原位、旁路及河口层层减污技术工艺流程（见彩图14）
该集成技术由河流原位减污技术、旁路减污技术和河口减污技术三部分组成，在新运粮河长约5km的中下段开展工程示范，共建设示范工程6大项13小项。通过依托工程、示范工程和配套工程的建设、运行，新运粮河水质明显改善，主河道由黑臭河流正逐渐向清水河流转变，示范区河流水体消除黑臭，透明度由平均20cm升至1m，污染负荷平均削减30%以上，入湖口主要水质指标（氨氮，COD、TP）在旱季基本达到地表水环境质量标准V类水质标准。集成技术单位投资840～1040元/m3，单位运行费用0.20元/m3，技术经济指标较优，运行费用较低。该集成技术已申请专利12项（其中：发明专利6项、实用新型6项），已授权实用新型5项；并在云南省抚仙湖梁王河、杞麓湖主要入湖河道、牛栏江流域、晋宁县等地的河流治理中得到推广应用，水质改善效果显著。
（3）湖滨区设施农业集水区内面源污染防控技术
高原湖泊流域农业面源污染问题突出，针对湖滨大棚区生产投入高、水肥施用量大、污染严重的特点，首次研发了湖滨区设施农业集水区内面源污染防控技术。整合集成滴灌技术、喷灌技术、缓释肥技术、精准施肥技术、植物篱技术、田间径流收集回用技术，固废处理技术等，形成的湖滨区设施农业集水区内面源污染防控成套技术，交叉形成减少氮磷用量、增加氮磷吸收、防止氮磷流失、循环利用氮磷四种手段，实现对农业污染物的源头减量控制、过程阻断拦截、终点吸收固定三重拦截和消纳。
图5-7 农业面源污染三重拦截和消纳集成技术示意图（见彩图15）
该技术在滇池柴河小流域6.07km2的区域开展了规模化示范。核心示范区设施农田氮磷化肥施用减少35%～50%，利用率提高5%～10%；农药使用量减少40%以上，残留量（土符合国家标准；农业废弃物利用率达到90%以上。在入湖农业面源负荷大幅下降的同时，示范区的农业综合效益增加15.4%。
（4）高原严重受损湖泊湖滨带生态修复集成技术
针对滇池生态分区特征，以改善生态系统条件、促进生态系统向良性转变为目标，研发湖泊的“分区生态系统修复—湖滨带建设—湖滨区基底修复”技术，主要的关键技术包括：高原严重受损湖泊水生植物恢复的种子库技术、受损湖泊草型清水稳态转换的关键技术、受损湖滨岸带基底修复及湿生乔木湿地构建技术等。
图5-8 “分区生态系统修复—湖滨带建设—基底修复”技术框架图（见彩图16）
该成套技术在高原湖泊率先实现了在高氮磷浓度下的水生态恢复，并据此提出了“五区三步、南北并进、重点突破、治理与修复相结合”的滇池生态系统分区分步修复的新思路和“南部优先恢复、北部控藻治污、西部自然保护、东部外围突破”的生态修复总体方案。重点选择滇池外海可自然修复区域、草海重污染区域及受损的湖滨带作为综合示范区进行技术系统设计及工程示范。实现了在高营养负荷下草型清水稳态的转换（并保持稳定运行）；示范区内TN、TP显著下降，浊度下降70%、叶绿素a下降65%，沉水植被盖度达80%，透明度达1.5m，水质改善效果明显。示范工程在水质改善上取得了良好的环境效益，每年可削减COD 24.47t、NH3-N 3.14t、TN 9.11t、TP 1.43t，新增湿地面积105.7m2。该技术成果已列入滇池“十二五”规划，进行大规模推广与应用。
