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面源污染已成为我国湖泊流域入湖污染的重要来源,严重影响水生态环境的健康和饮用水安全。洱海流域首次尝试性将大规模集成化多塘湿地应用于面源污染治理,旨在截蓄流域内面源污水,削减入湖污染负荷。本研究全面分析多塘湿地截蓄面源污染特点,识别污染物净化性能的影响因子,揭示工艺参数对微生物群落分布的响应机制,构建基于工艺参数强化净化性能的区间分析模型和面源污染截留评估模型,优化流域多塘湿地工艺参数及空间布局。主要结果如下:(1)全面分析洱海流域集成化多塘湿地对面源污染的截蓄特点。进水污染物浓度呈高氮低磷低碳,与当地农业为主的产业结构及农家肥为主的施肥现状有关。多塘湿地进水量、流域蒸发量和降雨量的分布特点,形成多塘湿地的不同水期:丰水期(7～10月)、平水期(11～12月和5～6月)和枯水期(1～4月),造成特征工艺参数如水力负荷率(HLR)、污染物负荷率(MLR)、水力停留时间(HRT)和水深的季节性分布。丰水期降雨集中,面源污水截蓄量大,多塘湿地高水位运行;枯水期和平水期蒸发量大于降雨量,水位显著下降。净化后的中水便于农村农业就近用水,可实现多塘湿地的节水减污、水资源调配及污水回用。(2)识别多塘湿地净化性能特征,追溯工艺参数对污染物截留贡献,科学分类和管理多塘湿地。多塘湿地污染物净化性能良好,丰水期单位面积TN和TP去除量(660.8 mg/m~2/天和47.9 mg/m~2/天)高于平水期(305.7 mg/m~2/天和22.2mg/m~2/天)和枯水期(221.0 mg/m~2/天和12.5 mg/m~2/天)。进水条件(MLR和HLR)、温度、HRT和水深显著影响污染物净化性能,其中进水条件是净化性能的主控因子。基于水深和工艺特点将多塘湿地分成4类:浅水表流湿地(水深<0.8 m)蓄水量小,净化性能佳;中水深表流湿地(水深=0.8～1.5 m)蓄水量和净化性能均一般;深水塘湿地(水深>1.5 m)蓄水量最佳,净化性能差;生态浮床湿地(水深>1.5 m)蓄水量和净水性能优越。(3)结合微生物高通量测序手段,揭示3种类型多塘湿地组合工艺、参数对微生物群落分布的影响。白塔、和乐和小邑多塘湿地脱氮除磷功能菌属丰度比分别为1.75%～6.95%、1.81%～7.77%和3.68%～24.60%,其中白塔多塘湿地的优势菌属种类最少,小邑多塘湿地优势菌属种类最多,组合工艺(塘—表流湿地—塘—浮床湿地—塘)促进微生物功能群落的生长富集。相关性分析结果证实进水污染物浓度越高,水力停留时间越大,越有利于优势菌属和功能菌属的生长富集。(4)构建基于调控工艺参数强化净化性能的区间分析模型和面源污染截留评估模型,优化多塘湿地工艺参数及空间布局。区间分析模型量化了进水条件参数的运行区间:MLR(TN)为5000～7500 mg/m~2/天,MLR(TP)为200～400mg/m~2/天,HLR为0.3～0.6 m~3/m~2/天。面源污染截留评估模型定量估算多塘湿地对面源污染TN和TP的截留贡献率分别为2.14%和2.67%。水量小、污染重、人口多的区域可匹配浅水表流湿地,水量大、污染重、人口少的区域可匹配生态浮床湿地。合理选址、增加多塘湿地数量面积及优化空间布局可增强多塘湿地对面源污染的截留。因此,流域多塘湿地的提效设计和合理空间布局还需兼顾当地的土地资源禀赋、污染源结构、农村农业用水资源分配等多种因素。综上,本研究全面评估了集成化多塘湿地在流域面源污染控制中的工程效率,为多塘湿地“调、蓄、节、用、净”多重功能的提效应用及其在湖泊流域面源污染治理中的科学管理提供了决策依据。