“十二五”以来,洱海流域水污染防治已进入综合治理阶段。介于此背景,本研究着力于量多、分散的农业径流为对象。先经环湖调查,明确污染负荷分布;选择污染负荷较高且可连续监测的农业径流沟渠——白马黑泥沟为代表,定期监测其水质水量变化,并识别污染特点;然后根据《云南大理洱海绿色流域建设与水污染防治规划》要求,以确保入湖水质达到Ⅲ类为目标,采用生态碎石床中试装置对其模拟水进行净化;最后根据中试研究参数设计了适用于该区的农业径流净化工艺。得到主要结论如下:1、环湖沟渠调查表明,TN浓度在1～10mg/L、TP在0.2～1mg/L 范围的沟渠分别为152条和130条,且多分布于上关镇和大理镇。其中,白马黑泥沟位于上关地区,水质接近大部分入湖沟渠水质浓度,且可长期采到水样,故择其为农业径流治理的研究对象。对白马黑泥沟水质监测表明,其旱季污染浓度高于雨季,综合指数分别为9.346和8.245,而雨季入湖负荷高于旱季,TN、氨氮、TP和CODCr的平均入湖量分别为58.3、41.2、5.72和279.0kg/d;综合评价表明,其水质为劣V类。因此,据《云南大理洱海绿色流域建设与水污染防治规划》要求,应于雨季对其加以截留和净化。2、生态碎石床净化白马黑泥沟来水研究表明:(1)2.5cm/d是植物床出水水质达标的水力负荷;(2)该负荷下生态碎石床对比研究表明:①污染物沿程变化表现为距进水端越近,去除率越高;宽度模拟显示,水葱床效果最好(5.24m),香蒲床次之(5.41m),芦苇床稍差(6.67m),但均优于空白床。②沿程微生物检测表明,微生物群落丰度和均度表现为植物床内沿程递减;植物床间为水葱床>芦苇床>香蒲床;而植物床与空白床间为水葱床>芦苇床>空白床,香蒲床在1m处较空白床丰富,4m处反之。且各床均以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势门类,占比超过总数的80%。③沿程主因素及回归分析表明,植物床的TN、TP去除率与温度、溶氧呈正相关关系,因此,据沿程温度和溶氧变化,可在工艺设计时于进水端设置保温和增氧措施。④雨季植物床的净化效果稳定,以水葱床和香蒲床最佳。(3)植物、微生物和碎石的氮磷贡献研究表明:①植物的贡献率为芦苇>水葱>香蒲>浮萍/棒头草;②微生物的氮贡献为空白床(52.90%)<芦苇床(54.99%)<香蒲床(59.48%)<水葱床(60.91%),均大于50%,表明其为脱氮的主要贡献者。③碎石的吸磷贡献为空白床(-14.12%)<芦苇床(18.65%)<香蒲床(25.37%)<水葱床(55.36%),各床间差异巨大,有植物可提高碎石的磷吸附效应。综上认为,种植物可显著提高工艺的净化效果,本研究中水葱床效果最好,香蒲次之,芦苇稍差。故后期工艺设计可据需要选用。3、根据下关暴雨径流公式及《室外排水设计手册》计算得在暴雨强度为157.31L/s.hm2条件下,试验区连续汇水1h的汇流量为2718.37m3,因此,结合中试系列研究,其工艺预处理单元、进水单元和净化单元有效容积分别按3000m3、100m3和600m3设计;其中,预处理单元和进水单元均以植物浮床覆盖,既保温又防长藻;进水方式采用间歇运行(光伏电池供电自动控制),频次为3d,流量为50m3/d;复氧方式采用漏斗形曝气管自然复氧。