丹江口水库是举世瞩目的南水北调工程的中线水源地,水域面积840 km~2,蓄水总量达81亿m~3,直接担负为京、津、冀、豫四省(市)提供生活饮用水的巨大任务,其水质状况对于我国未来社会的经济发展和生态安全均具有举足轻重的作用。丹江口库区分布有两千多条小流域,库区人口生活和主要的农业生产都在这些小流域中进行。但随着当地农村经济的飞速发展,禽畜废水排放、农田养分流失等污染已对农村水环境产生了明显的影响,进而威胁着丹江口水库的水质安全。据统计,丹江口库区70%的小流域分布在十堰市辖区,十堰市水资源水环境监测中心对地表水体监测评价表明:十堰市河流水质总体是好的或比较好的,但局部区域和部分中、小河流污染较严重。本研究在十堰市茅箭区茅塔河流域中游廖家村选择了一个小型养殖场(点源污染)和一处坡耕地(面源污染)作为试验区,设计、施工并进行了一系列污染防控研究,为保障农村水质安全而探索合理可行的防控措施。针对养殖场污水有机物浓度高、氮磷污染严重等特点,设计了氧化沟工艺进行农村小型养殖场废水处理,设计出水达到禽畜废水排放标准,避免直接排放对环境造成严重的污染。在氧化沟进行了清水试验,实测并分析了曝气条件下,水流在氧化沟中的流速分布特点以及曝气机的充氧能力,为优化氧化沟水力条件和后续的污水调试奠定了基础。水力试验探明应用规模氧化沟内不同曝气条件下的沟体流态分布状况,并研究了最佳的曝气条件,曝气机逆向旋转、电机转速100 r/min时或曝气转刷顺向转动,曝气机转速为80 r/min时,不论刷片淹没深度大小,曝气机都能推动沟体水流循环,并不出现污泥沉积,同时为了减少能耗,选择曝气机刷片淹没深度为150 mm,即可满足沟体中水流循环所需要的推动力,且不存在污泥滞留死角。曝气机充氧试验结果表明,曝气转刷的刷片淹没深度和转速是影响其充氧能力的关键因素。在曝气机刷片淹没深度一定的情况下,当曝气机逆向转动时,充氧能力随着转速升高而降低,而当曝气机顺向转动时,则相反。对养殖场污水进行处理调试期间,应根据污水具体情况和清水试验的结论,灵活调整方案,调节曝气机转速和刷片淹没深度,以期达到最佳的处理效果。针对坡耕地水土流失严重,易造成农业面源污染的现状,选取茅塔河坡耕地开展了污染防控试验。结合试验小区实际种植玉米和黄豆,设置植物篱条件及不同农艺措施,研究不同降雨情况下,不同措施对坡耕地水土和养分流失、作物生长影响以及之间的相互关系。试验结果表明:降雨量、降雨持续时间以及作物生育期是影响坡耕地水土和养分流失的重要因素,在施肥后降雨会导致农田肥料来不及被作物吸收而大量流失,施肥1～2天后降雨所带走的氮磷养分明显高于未施肥降雨带走的养分含量。同时,植物篱能够有效控制水土和土壤氮磷养分的流失。在坡耕地上等高种植紫穗槐植物篱,能够有效减少31.3%的地表径流和53.9%的土壤侵蚀量发生。植物篱和农作措施能有效减少降雨径流中污染物浓度,处理小区的固体悬浮物和高锰酸盐指数浓度分别比对照减少2.1%～10.8%和8.3%～24.9%,植物篱小区的氮、磷流失量分别是对照的27.0%和73.1%。平衡施肥能促进植物对土壤中各种养分的均衡吸收,增加作物对地表的覆盖,防止水土流失,对阻滞径流对养分的迁移起到明显的效果。玉米黄豆间作也能够削弱土壤养分的迁移。植物篱与平衡施肥、间作和垄作等农艺措施相结合,能有效削弱坡耕地的水、土、肥流失。本文通过对养殖场污水处理工艺的试运行以及清水试验,为农村类似小点源污染治理提供了一定的理论基础,防治坡耕地面源污染的生态农业模式也经实践证明是一种非常有效的面源控制模式,较适用于十堰山区饮用水源地水质保护,该模式可为保障丹江口库区水质安全作出了进一步的贡献。