東太湖湖區水源地水環境影響機制探究

胡 靜

（上?？睖y設計研究院 上海 200434）

近年來東太湖水污染事件頻頻發生，繼2007年無錫水污染事件后，2008年東太湖水域出現藍藻，2011年受“梅花”臺風影響，東太湖水源地附近的底泥被風掀起，影響了沿岸水廠的取水水質。東太湖水源地存在的問題主要分為兩類，一類為來自外部的影響，包括上游來水量減少和來水水質惡化、面源污染等。第二類主要來自本區水域的底泥釋放等造成的水環境影響。長期以來，東太湖水質研究主要集中在上游來水及外部污染源統計及治理上，對局部區域如污染底泥等對水質的影響研究較少。

東太湖湖底高程為1.0～2.0m，常水位下水深不足2.0m，是典型的淺水碟形湖泊。底泥作為入湖沉積物的載體，是湖泊營養鹽的蓄積庫，是主要的內在污染源，東太湖由于湖泊形態和水生植物茂盛等因素影響，水流緩慢，造成湖區底泥淤積比較嚴重并長期處于釋放狀態。由于東太湖水深較淺，在風浪等作用下，大量底泥容易卷起，遇大風天氣，特別遇到臺風等極端天氣后，湖底污泥容易被風浪卷起、懸浮，釋放強度增加，嚴重影響供水水質和供水安全。

底泥的卷起和釋放強度很大程度與風浪有直接關系，而風浪的大小與風速、風向密切相關。為了解風速、風向與水源地水質的關系，本次收集了本地區的風速、風向以及水源地水質相對應的系列資料，采用統計方法進行風速風向與取水口渾濁度、水質等的關系分析，研究風浪引起底泥卷起對取水口水質的影響。

1 風浪與污染底泥卷起的關系分析

采用吳江市2011全年逐日風速、風向資料及第一水廠全年逐日源水水質資料進行統計分析，對取水口月均和最大日渾濁度以及對應日風速風向進行統計，成果見表1-1。

表1-1 源水渾濁度指標與風速風向統計表

從表1-1統計成果分析可知，工程區域夏季（6月～8月）主導風向為東南風，冬季（12月～2月）為西北風。東太湖是典型的淺水碟形湖泊，如遇大風天氣，特別是在西北風的作用下，湖底污泥被風浪卷起渾濁，影響供水水質。

夏季，湖區水位相對較高，在由陸地向東太湖吹的東南風作用下，由于風區長度短，不易將湖區底泥翻動，因而源水渾濁度指標均值較低，月均值最大為16，最大值為25。且從表4.2-2可知，8月份即使風速達4～5級，但由于風向為東風，源水的渾濁度也較低，僅為24。

冬季，水位較低，西北風作用下風區長度較長，沉積物表層污染程度較高的半懸浮狀底泥在西北風的作用下易懸浮，使得源水渾濁度指標值升高，月均最大值為122，單日最大值為218，分別是夏季的7.6倍和8.7倍。

綜上分析可知，風向對渾濁度影響明顯，冬季太湖水深較淺，在偏北風作用下，由于吹程長，風浪較大，太湖底泥易被卷起。而在偏南風的作用下底泥不易被卷起。

采用2011年1月～12月逐日風速及源水渾濁度資料，按風速分級進行統計，成果列于表1-2和圖1-1。

表1-2 渾濁度指標與風向風速關系分析表

圖1-1 2011年各月渾濁度均值統計圖

由表1-2可知，源水渾濁度指標呈現出冬季偏高而夏季偏低的特點，在夏季，渾濁度月均值均較低，即使風速高達6級以上渾濁度亦不超過20；而冬季，渾濁度月均值較高均超過100，即使風速僅有3～4級，渾濁度也較大達35以上，最高的1月達122。

隨著風速的增加渾濁度指標存在一定程度的增加，3～4級風速時，渾濁度年均值為40；風速為4級以上時，渾濁度年均值為43；風速大于6級時，渾濁度年均值為46。

綜上分析可知，風浪卷起底泥，影響源水的渾濁度指標，風浪和水質的渾濁度指標存在密切聯系。

2 風浪與水源地水質其他指標的關系分析

統計2011年全年逐日風速風向和源水總氮、溶解氧和COD等指標資料，列入表2-1～表2-3和圖2-1～2-3，各月在風速為3～4級風下水質各指標分析圖，見圖2-4。

表2-1 總氮與風向風速分析表

圖2-1 2011年各月總氮均值統計圖

表2-2 溶解氧與風速風向分析表

圖2-2 2011年各月溶解氧均值統計圖

表2-3 COD指標與風速風向分析表

圖2-3 2011年各月COD均值統計圖

圖2-4 2011年各月3～4級風各水質指標分析圖

圖3-1 渾濁度與COD相關關系圖

由表2-1和圖2-1可知，總氮與風速的關系不明顯，指標值隨著風速的增加呈現增減不一的變化，總氮與氣溫有一定的關系，夏季氣溫較高，總氮在一年中處于相對高位。

由表2-2和圖2-2可知，溶解氧隨風速的增加呈現降低的趨勢，而全年的溶解氧指標則呈現冬季偏高而夏季偏低的變化趨勢。經分析，主要原因為：風速越大，太湖底泥越易被卷起，底泥中的有機質的氧化反應導致湖水溶解氧降低，而夏季氣溫較高，被風浪卷起的底泥中的有機質在高溫下氧化反應加劇，導致溶解氧指標降低，水質的溶解氧指標與風速和氣溫有一定的關系。

由表2-3及圖2-3～2-4可知，COD冬季偏高而夏季偏低，并且隨著風速的增加有一定程度的上升。這一特征主要出現在夏季，湖區水位較高，在東南風作用下，不易形成大風浪，難以將湖區底泥卷起；冬季水位較低，在偏北風作用下，太湖風浪較大，易將太湖底泥卷起，造成渾濁度偏高的同時，太湖底泥中的有機質造成COD升高，影響水源地供水水質。

綜上分析可知，COD與風速、風向密切相關；而溶解氧與風速和溫度均有一定的關系；氨氮則主要與溫度相關。

3 水源地其他水質指標與渾濁度的相關性分析

從其他水質指標與渾濁度的相關性分析可知，COD與渾濁度的相關性較好，COD與渾濁度相關性圖見圖3-1。

綜上研究可知，東太湖風浪卷起底泥，造成源水渾濁度升高，渾濁度的升高會對水源地重要水質指標產生顯著影響，可見東太湖水源地存在風浪卷起底泥進而污染水源地源水的水質污染模式。

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