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随着我国社会经济的快速发展，农村面源污染问题也日益严重。农村居民生活、养殖业和农田种植业等面源污染己超过点源污染，成为自然水环境的主要氮磷污染源。开慧河流域源头区位于长沙市郊区开慧镇，近年来开慧河水环境污染问题日益突出。本文以开慧河流域源头区为研究对象，调查开慧河流域源头区主要面源污染来源，弄清农村面源污染主要排放特征，在已有的多级表面流人工处理湿地研究基础上，在小流域面源污染输出的关键区域，设置以生态沟渠与小型湿地为核心技术的生态工程，在总汇水区利用大型景观湿地建立研究区域农村面源污染生态处理的最后一道防线，形成开慧河流域源头区农村面源污染的生态处理系统，并评价其对流域农村面源污染生态处理作用。主要研究结果如下: (1)开慧河流域源头区总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的排放总量分别为42.6、10.3和125t/yr，其中生活污染物排放总量分别约为7.13、1.31和50.2t/yr，畜禽养殖废物排放总量分别约为13.7、5.35和74.6t/yr;农田氮、磷污染物排放总量分别约为21.8、3.64t/yr。TN污染源最大贡献率为农田排放，占TN排放总量的51.1％。TP、COD污染源中贡献率最大为畜禽养殖，占到TP和COD排放总量的52.1％和59.8％。因此有效去除畜禽养殖以及农业种植所造成的污染对开慧河水质安全保障具有重要意义。 (2)构建的养猪场污水绿狐尾藻人工湿地对铵态氮(NH4+-N)、TN、TP和COD平均去除率分别为88.3％、86.4％、70.4％和82.3％，出水平均浓度分别为44.8、86.2、13.5和188mg/L。人工湿地进水负荷与人工湿地去除负荷呈显著的正相关关系(R2≥0.80，P＜0.01)，去除负荷随进水负荷增加而增加。人工湿地对NH4+-N、TN、TP的去除率与水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)和温度(T)有显著相关性(P＜0.01)，而COD的去除率仅与T存在显著的相关关系(P＜0.05)，说明人工湿地对不同污染物的去除机制存在差异。根据主成分分析发现水体T是影响人工湿地对NH4+-N、TN、COD去除的主要因素，而水体Eh对人工湿地去除TP的关联性最大，这对提高人工湿地对污染物的去除效应时针对性的选择工程措施至关重要。 (3)开慧河流域源头区生态处理示范工程和生态沟渠型人工湿地对NH4+-N、TN、TP、COD的平均去除率分别为94.5％、93.0％、91.8％、82.7％和93.6％、86.8％、88.1％、63.4％。景观生态湿地出水NH4+-N、TN、TP浓度达到国家地表水Ⅴ类标准，COD的浓度达到国家地表水Ⅲ类标准。2015年6月到2016年5月生态处理示范工程和生态沟渠型人工湿地对氮、磷、COD的拦截量分别为12.6、0.35和66.9t，34.0、8.30和36.7t。2015年8月到2016年5月景观生态湿地对氮、磷、COD的拦截量为1.23、0.29和7.81t。2016年6月到2017年5月生态处理示范工程、生态沟渠型人工湿地以及景观生态湿地对氮、磷、COD的拦截量分别为19.8、0.99和26.5t，34.0、8.30和36.7t，2.51、0.36和20.6t。 综合来看，综合利用3类污水生态处理关键技术，构建小流域面源污水的生态处理系统能有效消减开慧河流域源头区入河污染负荷，改善开慧河水质。