[01256037]小流域多维立体生态治理关键技术研究及应用

北京市小流域地区水土流失及环境污染情况严峻，针对这些地区制定切实可行的生态治理方案势在必行。

本项目在国家及省部级科技计划支持下，围绕小流域“污染物源解析-多维生态治理-水土资源高效利用”关键环节开展系统的理论研究及技术集成创新，主要取得四方面成果：

1. 小流域污染物源解析与风险评估基于小流域内典型人类活动定量分析，提出了人类活动净累积的新理念，首次确定了北京市全境内小流域污染物的净累积量与小流域污染风险的定量关系;构建了针对不同类型小流域内污染物迁移特征及负荷量化分析的数值模型，系统评估了不同类型小流域的污染风险。

2. 小流域生态治理方法与关键技术创建了“源头减排-过程消减-末端治理-资源回用”的小流域四位一体治理理念;开发了土壤作物系统协同调控和水肥药一体化灌溉的污染物源头减排技术;提出了基于“电化学-微生物”响应的污水智能快速检测方法，创建了“微生物电化学”和“光合生物”污染物过程消减新工艺模式;创新了人工湿地净污-调蓄-生态涵养综合性能提升的末端治理方法，构建了面源污染最佳管理措施数据库;提出了污水生物质提取回用技术及农作物秸秆资源化处理效能提升技术。

3. 小流域生态治理关键设备研发研制了适宜于水肥药一体化灌溉的电化学防堵塞装置、分形碟片及砂网一体式过滤器、分形流道灌水器等设备;研发了直通型高灵敏度生物传感器，实现小流域点源污水的长期实时监控;发明了碳纳米管微生物电化学污水处理装置和污泥干发酵处理装置，提高了污水和河道污染底泥的处理效率;开发了磁场及石墨烯量子点-光合细菌高效生物质累积设备，实现了污水资源化高效利用。

4. 小流域多维立体生态治理与集成应用模式首次构建了集污染物源解析、源头减排、过程消减、末端治理与资源回用的小流域多维立体生态治理模式;建立了针对小流域4种典型地形条件（平原区、水源保护区、山区坡地和山区梯田）和8种主要作物类型（玉米、油菜、西红柿、樱桃、苹果、桃、板栗和梨）的集成应用模式。项目构建了面向北京市小流域生态治理的多维立体调控技术集成应用模式，成果总体达到国际领先水平。

发表论文 208 篇（SCI 91 篇、EI 55 篇）， 专利 27 项（发明专利 19 项）， 地方标准 5 部， 专著 2 部， 软件著作权 2 项， 指南及条例 3 项。

成果推广应用小流域 260 余条， 治理面积超过 3500 平方公里， 涵养水量 4011 万方， 减少土壤流失 193 万吨， 减少氮磷流失 220 吨， 农户增收 20% 以上，为保障北京市小流域地区可持续发展提供了重要的科技支撑。