長江蘇州段水質變化及七浦塘引水對陽澄湖水質影響分析

謝茂嶸 劉帥 呂文 孫捷瓊 史書 白瑞泉 沈逸 張沖

收稿日期：2023-08-09

基金項目：蘇州市水利水務科技項目（2020001；2021006；2022002），江蘇省水利科技項目（2021069）和蘇州市科技發展計劃（社會發展科技創新）面上項目（2022SS22）聯合資助。

作者簡介：謝茂嶸（1993-），女，山西朔州，碩士，助理工程師，研究方向為水質監測、水資源評價與分析。

摘 要：根據2019—2022年長江蘇州段水質各指標數據，分析變化趨勢。結果表明，全年7月份的水質質量最差，超標主要項目為氨氮和溶解氧；夏季的水質較其他季節稍差，超標主要項目為溶解氧；2022年水質較前幾年好轉，Ⅱ類水斷面占比上升，不達標月份減少，測次達標率集中在90%以上。溶解氧、總磷、總氮呈明顯的季節性變化規律，溶解氧和總氮的含量冬春較高，夏秋較低；總磷變化規律則相反，冬春較低，夏秋較高。七浦塘引水工程對周邊地區水質改善明顯，七浦塘與陽澄湖引水期溶解氧、氨氮和總磷均顯著優于排水期。

關鍵詞：水質；季節性變化；七浦塘引水；陽澄湖水質；長江蘇州段

中圖分類號：X82文獻標志碼：A文章編號：1673-9655（2024）03-00-06

0 引言

長江[1-5]是我國第一、世界第三大河流，相關政府部門和專家們極其重視長江的水資源質量狀況。長江經濟帶覆蓋11個省市，面積約205萬km2，人口和生產總值均超過全國的40%，是我國經濟重心所在。長江江蘇段位于長江流域下游，總長 432 km，是國家重要的生態廊道和水生物資源的寶庫，也是江蘇省沿江8市的防洪安全屏障和全省最重要的飲用水源地和灌溉水源地。蘇州境內長江岸線約

135 km（西起與江陰市市交界的長山腳下，東訖與上海市交界的瀏河口），途經張家港、常熟和太倉三市，是蘇州生態環境的重要組成部分，也是支撐蘇州長江經濟帶發展的重要自然資源。

陽澄湖是太湖流域平原上的第三大湖泊，地處蘇州市相城區、工業園區和昆山市，是蘇州市重要飲用水源地和戰略后備水源地。七浦塘拓浚整治工程[6-8]東起長江，西至陽澄湖，在充分利用原有七浦塘、迷涇河、蕩茜河等河道的基礎上，從陽澄中湖南肖涇拓浚整治至長江，工程全長43.89 km，涉及蘇州太倉市、常熟市、昆山市和相城區三市一區。七浦塘拓浚整治工程是蘇州市第一個“通江達湖”引排工程，將對提高陽澄淀泖區抵御洪澇災害的外排能力、保障供水安全、改善區域水環境發揮重要作用。七浦塘拓浚整治工程是增強以陽澄湖為中心河網有序流動、提高區域河網水環境容量的關鍵措施，為陽澄湖清水補給創造了有利條件。

1 水質現狀評價

1.1 斷面選取

根據入江河道分布以及結合實際監測，在長江蘇州段共選取了43個具有代表性的水質監測斷面（其中有2個干流斷面，41個支流斷面）。監測頻次均為12次/a。通過對2019—2022年長江蘇州段43個主要斷面的水質進行分析評價，探究主要水質指標濃度的變化趨勢，分析近幾年影響入江河道水質的主要污染因素。

1.2 監測項目及分析方法

監測項目：水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發酚、氰化物、砷、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價鉻、氟化物、總磷、總氮、透明度、葉綠素a等共21項。

評價項目：溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷。根據入江河道水質污染主要特征，選取溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷四項指標對長江水質進行綜合分析評價， 陽澄湖湖體水質評價增加總氮，采用單因子評價法，水質綜合評價按以參評指標中最差指標的水質類別作為評價結果。主要監測項目及監測方法采用江蘇省水環境監測中心計量認證檢測能力范圍內的分析方法。

1.3 水質評價結果

1.3.1 月均值評價

2019—2022年，長江蘇州段水質總體呈好轉趨勢，特別是高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮指標均有了較大的改善，溶解氧改善幅度較小。2019—2022年，長江水質各指標年內變化趨勢如圖1所示，各指標呈現不同的變化趨勢。溶解氧指標上半年逐月下降，7—8月達到年內最低，后逐月顯著上升。高錳酸鹽指數無太大的變化，整年趨于平穩，水質情況穩定。氨氮無明顯的變化規律，但在冬季（12月、1月）氨氮會相對偏高。總磷在1—4月趨于下降，4—8月呈明顯上升趨勢，達到峰值后急劇下降。總氮在1—5月趨于下降，

7月有波動，11—12月明顯上升。

2019—2022年同一月份的水質類別疊加，分析結果如圖2所示。1—6月Ⅱ類水斷面占比呈波動變化，波動幅度較小；7月水質類別驟降，Ⅱ類水斷面占比下降，降到全年最低值；8—11月水質逐漸好轉，Ⅱ類水斷面占比呈上升趨勢；12月水質類別小幅波動。

1.3.2 季度均值評價

將整年按照季節分為春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11）、冬季（12月 —次年2月）四季，各季節的指標數據均取其平均值，季度變化趨勢如圖3所示，溶解氧、總磷、總氮呈現不同的變化趨勢，高錳酸鹽指數無明顯的季節性差異[9]。溶解氧呈明顯的季節性變化規律[10]，與水溫呈顯著的負相關，冬春兩季的溶解氧較高，夏季的溶解氧為全年最低值。總磷和總氮也有明顯的季節變化趨勢[11]，對于總磷，夏季達到全年的峰值，由于夏季水溫較高，水中的溶解氧濃度降低，致使河湖底泥和有機物中的磷溶出，使總磷的含量上升[12]；對于總氮，春冬季值較高，夏秋季較低，由于春季施肥，過剩的營養鹽導致總氮含量上升，而夏秋季處于豐水期，會將營養鹽的濃度起到稀釋的作用，且夏秋季溫度較高，藻類生長旺盛，藍藻具有一定的固氮作用，生長時會消耗一部分氮，使氮的含量下降[13-14]。

如圖4所示，夏季的水質類別為全年最差，Ⅱ類水斷面占比為全年谷值，超Ⅲ類水的占比最高，且超Ⅲ類水的指標多為總氮和總磷，營養鹽是藍藻泛濫的其中一個誘因[15-16]，為了避免藍藻的大肆泛濫，要加強對夏季長江水質的關注。

2 年際變化趨勢

2.1 年度評價

將2019—2022年全年所有斷面的水質類別進行整合，整合結果如圖5所示。2019—2022年水質有明顯的提升，Ⅱ類水斷面的占比呈明顯上升趨勢，超Ⅲ類水斷面占比逐年下降。水質日趨變佳，說明市民保護河湖的責任意識增強，且政府對河湖的整治工作初見成效。長江十年禁漁禁捕，蘇州已全面完成長江流域禁捕退捕任務，同時推動產業轉型促進綠色發展，管控好高耗能高排放產業，控源截污，緊盯環境違法違規問題，從源頭保障長江水質安全。通過一系列治理行動，促進長江大保護和長江經濟帶發展合力并進。

2.2 測次評價

測次達標率為某斷面年度達標次數與全年總測次的百分比。

對2019—2022年長江蘇州段各斷面的測次達標率進行了統計，如圖6所示。2019年、2021年及2022年的測次達標率在100%和90%（含）～100%均高于2020年。對于2019年，斷面的測次達標率主要集中在80%以上；2020年的測次達標率在各區間均有分布；2021年、2022年的測次達標率達標主要集中在90%以上。2019—2022年，90%以上的占比除2020年波動，整體呈上升趨勢，水質趨好。

2.3 超標分析

以2020年水質目標為標準，對各斷面進行超標分析。如圖7所示，7—9月超標率為全年最高，夏季氣溫較高，水質類別較差。2019年8月超標率全年最高，達16.7%；2020年7月超標率全年最高，高達55.6%；2021年7月超標率全年最高，為25.6%；2022年6月、8月超標率全年最高，為14.0%。夏季高溫導致空氣中氧氣在水中溶解度的下降，同時高溫條件下河道底泥及水體耗氧過程加速，導致水體溶解氧濃度快速下降。高溫有利于促進有機物的降解，導致溶解氧下降、無機營養鹽濃度增加，加速底泥氮、磷污染物的釋放，從而加重水體富營養化程度。夏季水溫升高，浮游生物、細菌等代謝繁殖周期短，強度強，水中的有機物也容易腐敗變質，過量的有機物不能得到分解，造成水體有機物、氮、磷等污染物濃度上升，水質惡化。

表1為2019—2022年超標項目超標情況表。近三年，超標次數逐年下降，測次分析和綜合水質標識指數評價結果均表明氨氮、溶解氧是長江蘇州段入江河道的最主要污染因子，氨氮84測次（41.6%）、溶解氧67測次（33.2%）。2019—2022年全年超標趨勢大致相同，1—5月超標項目大多為氨氮，7—9月超標項目主要為溶解氧。春季施肥，過剩的營養鹽導致河道水質超標；夏季氣溫上升，氧氣在水中的溶解度隨水溫升高而降低，引起水體中溶解氧降低不達標。

3 七浦塘引水

自2016年七浦塘引江入湖工程已建成并投入使用，通過沿江口門潮汐自引或120 m3/s泵站抽引長江水入湖為湖體補充優質水源，引江入湖時，兼顧兩岸區域水資源和水環境需求，入湖水量約占引江水量的40%～60%。七浦塘引江入湖口位于中湖北部，引江入湖后，順應自然水勢，絕大部分水由中湖南下，到達中湖中部后，一部分繼續南送外排，一部分通過中、東湖連接湖體（湖面寬約1.35 km）向東送入東湖。

為了對比分析七浦塘工程調水期對陽澄湖水質的影響，依據長江與陽澄湖水體連通的七浦塘的多年數據結果并基于江邊樞紐引調水（潮）量統計表，篩選調水日期，進行引排水前后溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮等5項主要水質因子變化分析。

3.1 七浦塘水質對比

2016—2022年引江入湖期間，七浦塘引水期溶解氧、高錳酸鹽指數和總磷明顯優于排水期，總氮、氨氮兩項因子引水期整體優于排水期，但偶有年份相近或者略低，如圖8所示。具體各項因子引水期與排水期差異比較如下：

溶解氧引水期均值為8.56 mg/L，范圍為5.80～11.20 mg/L，排水期均值為8.10 mg/L，范圍為4.59～11.76 mg/L，除2020年引水期略低于排水期，其他年份引水期相比排水期偏高3.0%～18.5%。高錳酸鹽指數引水期均值為3.5 mg/L，范圍為1.6～5.5 mg/L，排水期均值為3.7 mg/L，范圍為2.0～4.9 mg/L，除2018年引水期略高于排水期，其他年份引水期相比排水期偏低3.3%～37.2%。

氨氮引水期均值為0.18 mg/L，范圍為0.03～0.69 mg/L，排水期均值為0.22 mg/L，范圍為0.03～0.87 mg/L，2016年、2020年引水期略高于排水期，其他年份引水期相比排水期偏低1.7%～165.6%。總磷引水期均值為0.104 mg/L，范圍為0.052～0.321 mg/L，排水期均值為0.130 mg/L，

范圍為0.050～0.453 mg/L，引水期均比排水期偏低2.4%～55.6%。總氮引水期均值為1.88 mg/L，

范圍為1.10～3.85 mg/L，排水期均值為1.84 mg/L，

范圍為1.27～4.00 mg/L，引水期整體優于排水期，但偶有年份相近或者略低，偏差較小9.6%～16.3%。

3.2 陽澄湖水質對比

2016—2022年引江入湖期間，陽澄湖引水期溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮和總磷明顯優于排水期，總氮因子引水期整體優于排水期，但偶有年份相近或者略低，如圖9所示。具體各項因子引水期與排水期差異比較如下：

溶解氧引水期均值為8.66 mg/L，范圍為5.63～12.57 mg/L，排水期均值為8.02 mg/L，范圍為5.67～11.67 mg/L，除2017年、2019年排水期略高于引水期，其他年份引水期相比排水期偏高6.9%～19.6%。高錳酸鹽指數引水期均值為3.8 mg/L，范圍為2.1～6.3 mg/L，排水期均值為4.4 mg/L，范圍為2.9～7.7 mg/L，除2020年引水期略高于排水期，其他年份引水期相比排水期偏低7.4%～34.8%。

氨氮引水期均值為0.09 mg/L，范圍為0.0125～0.29 mg/L，排水期均值為0.18 mg/L，范圍為0.03～0.9 mg/L，除2022年引水期略高于排水期，其他年份引水期相比排水期偏低25.6%～362.4%。總磷引水期均值為0.062 mg/L，范圍為0.013～0.125 mg/L，排水期均值為0.089 mg/L，范圍為0.029～0.397 mg/L，

除2020年引水期略高于排水期，其他年份引水期相比排水期偏低13.7%～209.1%。總氮引水期均值為1.12 mg/L，范圍為0.5～2.05 mg/L，排水期均值為1.17 mg/L，范圍為0.64～1.88 mg/L，引水期整體優于排水期，但偶有年份相近或者略低，偏差較小。

七浦塘引水工程對周邊地區水質改善明顯。七浦塘與陽澄湖，引水期溶解氧、氨氮和總磷均顯著優于排水期。總體來看陽澄湖、七浦塘整體水質近年有逐漸改善的趨勢，引水/排水期水質差異逐漸減小。治理污染源是改善河網水質的根本方法，但是在短期內無法截斷所有入河污染源的情況下，通過科學調水，提高水體的流動性和修復能力，也可以在一定程度上緩解區域水質惡化的問題。

4 結論

（1）2019—2022年每年夏季水質較其他季節稍差，夏季超標的主要項目為溶解氧。溶解氧、總磷、總氮呈明顯的季節性變化規律，溶解氧濃度冬春較高，夏秋較低；總磷濃度夏秋較高，冬春較低；總氮濃度冬春較高，夏秋較低。

（2）2019—2022年水質逐年好轉，Ⅱ類水斷面占比上升，水質類別趨好，且超標月份呈減少趨勢。測次達標率在90%以上的斷面占比除2020年波動，整體呈上升趨勢，水質趨好，且超標項目總計次逐年減少。

（3）通過七浦塘引水工程能有效提升陽澄湖水質，加快陽澄湖水體流動，提高水體自凈能力，在短期內無法徹底治理污染源的情況下，仍需要通過七浦塘工程合理引調水來逐步改善陽澄湖區水環境。

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Analysis of Water Quality Changes in the Suzhou Section of Yangtze River

XIE Mao-rong， LIU Shuai， Lv Wen， SUN Jie-qiong， SHI Shu， BAI Rui-quan， SHEN Yi， ZHANG Chong

（Suzhou Branch of Jiangsu Hydrology and Water Resources Survey Bureau， Suzhou Jiangsu 215011， China）

Abstract： According to the data of various indicators of water quality in the Suzhou section of Yangtze River from 2019 to 2022， the change trend was analyzed. The results showed that the water quality in July of the whole year was the worst， with ammonia nitrogen and dissolved oxygen being the main indices exceeding the standard. The water quality in summer was slightly worse than other seasons， and the main index exceeding the standard was dissolved oxygen. The water quality in 2022 was better than the previous years， and the proportion of Class Ⅱ water sections had increased， the number of substandard months had decreased， and the rate of measurement times was concentrated at more than 90%. Dissolved oxygen， total phosphorus and total nitrogen showed obvious seasonal variation. The contents of dissolved oxygen and total nitrogen were higher in winter and spring and lower in summer and autumn. On the contrary， the concentration of total phosphorus was lower in winter and spring and higher in summer and autumn. The water diversion project of Qiputang improved the water quality in the surrounding areas obviously. The dissolved oxygen， ammonia nitrogen and total phosphorus in the water diversion period of Qiputang and Lake Yangcheng were significantly better than those in the drainage period.

Key words： water quality; seasonal variation; Qiputang water diversion; the water quality of Yangcheng Lake; Suzhou section of Yangtze River