引江濟巢對巢湖水質及藍藻水華的影響分析

(1.巢湖管理局環境保護監測站，安徽 合肥 238007；2.南京大學環境學院，江蘇 南京 210023)

巢湖是中國第五大淡水湖泊，為合肥市內湖，跨巢湖市、合肥市、肥西縣、肥東縣、廬江縣，水位8.37m時，長61.7km，最大寬20.8km，平均寬12.47km，面積769.55km2，最大水深3.77m，平均水深2.69m，蓄水量20.7×108m3[1]。從20世紀70年代開始，巢湖就開始出現藍藻水華，80年代全湖水體出現富營養化，90年代更是發展到重度富營養化狀態，使得巢湖流域的生產生活及飲水安全受到嚴重威脅[2-3]。

1 工程實施方案

2017年7月，長江流域持續降雨，長江水位持續升高。同時期巢湖流域降水量較往年減少，加上前期為應對夏季雨水增多而減少的巢湖庫容量，導致巢湖水位持續下降。為搶抓長江高水位的有利時機，應對持續高溫天氣，改善巢湖水質，安徽省防指決定從7月15日10時開始，關閉黃灣閘，同時開啟鳳凰頸站閘引長江水入西河，再經兆河入巢湖，開始實施引江濟巢，為自流引江。至8月8日9時40分鳳凰頸站閘門全關,共引江水3.86×108m3，累計入巢湖江水流2.69×108m3。本次引江濟巢調水路線見圖1。

將引江水水質與巢湖水質進行對比，各項監測指標中，所引江水的氨氮和總氮含量與湖水差別不大，其他指標均低于湖水，尤其是溶解氧、總磷、高錳酸鹽指數。

表1 巢湖與長江水質對比 單位：mg/L，pH無量綱

圖1 引江濟巢路線及監測點位

2 監測結果與討論

2.1 引江濟巢沿線水質變化

在調水線路上設置3個監測點位，其中1號監測點位于鳳凰頸排灌站，作為江水監測點；2號監測點位于西河與兆河連接處，作為沿途河流水質監測點；3號監測點位于兆河入湖區，作為江水進入巢湖的沖擊區水質監測點。選取差異較大的溶解氧、總磷、高錳酸鹽指數3項指標進行分析。從圖2的數據變化曲線來看，1號和2號點在調水第3天開始，水質趨于一致，3號點水質波動較大，其中溶解氧和高錳酸鹽指數在7月24日之前受江水的稀釋作用，下降比較明顯；7月27日—8月3日升高至調水前的水平，總磷呈無規律波動，說明除了江水的稀釋作用，還有其他因素影響3號點水質。

(a.溶解氧；b.總磷；c.高錳酸鹽指數)圖2 調水線路水質變化

2.2 引江濟巢對巢湖水質的影響分析

由前面的分析可知，巢湖水體水質在受江水稀釋作用的同時，還受其他因素影響。由于夏季是巢湖藍藻水華極易暴發期[4]，而藍藻水華的暴發是影響湖區水質的重要因素。對比分析江水入湖區域的3號點水質與藍藻水華情況，即由中國科學院南京地理湖泊研究所提供的同步MODIS衛星影像[5-6]，可以得出以下結論：溶解氧變化與藍藻水華呈同步正相關；總磷變化趨勢與溶解氧相似，但總體上滯后一段時間；高錳酸鹽指數除7月18日和7月20日呈下降趨勢，其他時間變化趨勢與總磷相似。

有研究表明，特定湖區的藍藻水華是由于浮游藻類在空間上的遷移所致[7]。由于聚集的藍藻水華在適宜的氣象條件可以下向其他區域遷移擴散[8]，導致湖面特定區域藻類生物量增加，同時制造大量的藻源性有機物，而這些藻源有機物的分解影響了水體中的營養鹽循環，增加水體中的營養鹽[9]。另一方面由于藍藻水華的發生，引起浮游藻類光合作用的增強，消耗水體CO2，導致水體pH值和溶解氧的上升，隨著江水沖擊的擾動作用改變沉積物表面的pH值，促進了沉積物中磷的釋放[10,11]。

圖3 調水線路水質變化

2.3 引江濟巢期間巢湖藍藻監測情況

進一步分析湖區12個監測點的同步監測數據，對照同步MODIS衛星影像，結果見圖4。由圖4可以看出，7月20日、7月24日、8月7日、8月10日湖面基本無藍藻，江水入湖區域的溶解氧、總磷和高錳酸鹽指數由于受稀釋作用，均低于湖面其他區域。7月18日、7月27日、8月3日巢湖出現不同程度的藍藻水華，且藍藻聚集區域，這三項指標基本都高于無藍藻聚集區域。

由此可見，引江濟巢項目的實施，對巢湖的稀釋作用能夠在一定程度上降低巢湖特定區域水體中部分污染物(總磷、高錳酸鹽指數和溶解氧)含量，有利于改善巢湖水質和藍藻水華狀況。然而有限的引江水量并不能有效抑制藍藻水華的暴發，其對巢湖水體的稀釋作用也不能抵消藍藻水華對水質惡化的貢獻。

圖4 調水期間巢湖水質與藍藻水華的空間分布(a.溶解氧；b.總磷；c.高錳酸鹽指數；d. MODIS衛星遙感解譯圖)

3 結 論

a.從水質監測結果來看，引江濟巢項目的實施，在一定程度上有利于改善巢湖水體水質狀況和抑制藍藻水華的暴發。

b.在入湖江水量為2.39×108m3的情況下，不能從根本上對巢湖水質和藍藻水華情況起到改善作用，尤其在藍藻水華暴發期間藻類聚集導致水質惡化時,需要進一步的對引水量和引水路線進行論證。

c.在巢湖水體處于靜態條件下，江水由巢湖中部引入，會對巢湖水體形成扇形的沖擊效應，使得巢湖水體中的營養鹽和藻類等向東西兩端推移堆積，從而使得巢湖西部藍藻水華高爆發區域[12]和東部飲用水區域水體短期內污染加重，因此，在實施引江濟巢期間，應采取充分有效的手段確保東、西部水體的水質安全。

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