(1.巢湖管理局環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，安徽 合肥 238007；2.南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210023)

巢湖是中國(guó)第五大淡水湖泊，為合肥市內(nèi)湖，跨巢湖市、合肥市、肥西縣、肥東縣、廬江縣，水位8.37m時(shí)，長(zhǎng)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(jì)70年代開(kāi)始，巢湖就開(kāi)始出現(xiàn)藍(lán)藻水華，80年代全湖水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，90年代更是發(fā)展到重度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，使得巢湖流域的生產(chǎn)生活及飲水安全受到嚴(yán)重威脅[2-3]。

1 工程實(shí)施方案

2017年7月，長(zhǎng)江流域持續(xù)降雨，長(zhǎng)江水位持續(xù)升高。同時(shí)期巢湖流域降水量較往年減少，加上前期為應(yīng)對(duì)夏季雨水增多而減少的巢湖庫(kù)容量，導(dǎo)致巢湖水位持續(xù)下降。為搶抓長(zhǎng)江高水位的有利時(shí)機(jī)，應(yīng)對(duì)持續(xù)高溫天氣，改善巢湖水質(zhì)，安徽省防指決定從7月15日10時(shí)開(kāi)始，關(guān)閉黃灣閘，同時(shí)開(kāi)啟鳳凰頸站閘引長(zhǎng)江水入西河，再經(jīng)兆河入巢湖，開(kāi)始實(shí)施引江濟(jì)巢，為自流引江。至8月8日9時(shí)40分鳳凰頸站閘門(mén)全關(guān),共引江水3.86×108m3，累計(jì)入巢湖江水流2.69×108m3。本次引江濟(jì)巢調(diào)水路線見(jiàn)圖1。

將引江水水質(zhì)與巢湖水質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)中，所引江水的氨氮和總氮含量與湖水差別不大，其他指標(biāo)均低于湖水，尤其是溶解氧、總磷、高錳酸鹽指數(shù)。

表1 巢湖與長(zhǎng)江水質(zhì)對(duì)比 單位：mg/L，pH無(wú)量綱

圖1 引江濟(jì)巢路線及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

2 監(jiān)測(cè)結(jié)果與討論

2.1 引江濟(jì)巢沿線水質(zhì)變化

在調(diào)水線路上設(shè)置3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，其中1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于鳳凰頸排灌站，作為江水監(jiān)測(cè)點(diǎn)；2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于西河與兆河連接處，作為沿途河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于兆河入湖區(qū)，作為江水進(jìn)入巢湖的沖擊區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。選取差異較大的溶解氧、總磷、高錳酸鹽指數(shù)3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析。從圖2的數(shù)據(jù)變化曲線來(lái)看，1號(hào)和2號(hào)點(diǎn)在調(diào)水第3天開(kāi)始，水質(zhì)趨于一致，3號(hào)點(diǎn)水質(zhì)波動(dòng)較大，其中溶解氧和高錳酸鹽指數(shù)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(diào)水前的水平，總磷呈無(wú)規(guī)律波動(dòng)，說(shuō)明除了江水的稀釋作用，還有其他因素影響3號(hào)點(diǎn)水質(zhì)。

(a.溶解氧；b.總磷；c.高錳酸鹽指數(shù))圖2 調(diào)水線路水質(zhì)變化

2.2 引江濟(jì)巢對(duì)巢湖水質(zhì)的影響分析

由前面的分析可知，巢湖水體水質(zhì)在受江水稀釋作用的同時(shí)，還受其他因素影響。由于夏季是巢湖藍(lán)藻水華極易暴發(fā)期[4]，而藍(lán)藻水華的暴發(fā)是影響湖區(qū)水質(zhì)的重要因素。對(duì)比分析江水入湖區(qū)域的3號(hào)點(diǎn)水質(zhì)與藍(lán)藻水華情況，即由中國(guó)科學(xué)院南京地理湖泊研究所提供的同步MODIS衛(wèi)星影像[5-6]，可以得出以下結(jié)論：溶解氧變化與藍(lán)藻水華呈同步正相關(guān)；總磷變化趨勢(shì)與溶解氧相似，但總體上滯后一段時(shí)間；高錳酸鹽指數(shù)除7月18日和7月20日呈下降趨勢(shì)，其他時(shí)間變化趨勢(shì)與總磷相似。

有研究表明，特定湖區(qū)的藍(lán)藻水華是由于浮游藻類(lèi)在空間上的遷移所致[7]。由于聚集的藍(lán)藻水華在適宜的氣象條件可以下向其他區(qū)域遷移擴(kuò)散[8]，導(dǎo)致湖面特定區(qū)域藻類(lèi)生物量增加，同時(shí)制造大量的藻源性有機(jī)物，而這些藻源有機(jī)物的分解影響了水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)，增加水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽[9]。另一方面由于藍(lán)藻水華的發(fā)生，引起浮游藻類(lèi)光合作用的增強(qiáng)，消耗水體CO2，導(dǎo)致水體pH值和溶解氧的上升，隨著江水沖擊的擾動(dòng)作用改變沉積物表面的pH值，促進(jìn)了沉積物中磷的釋放[10,11]。

圖3 調(diào)水線路水質(zhì)變化

2.3 引江濟(jì)巢期間巢湖藍(lán)藻監(jiān)測(cè)情況

進(jìn)一步分析湖區(qū)12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)照同步MODIS衛(wèi)星影像，結(jié)果見(jiàn)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(wú)藍(lán)藻，江水入湖區(qū)域的溶解氧、總磷和高錳酸鹽指數(shù)由于受稀釋作用，均低于湖面其他區(qū)域。7月18日、7月27日、8月3日巢湖出現(xiàn)不同程度的藍(lán)藻水華，且藍(lán)藻聚集區(qū)域，這三項(xiàng)指標(biāo)基本都高于無(wú)藍(lán)藻聚集區(qū)域。

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

圖4 調(diào)水期間巢湖水質(zhì)與藍(lán)藻水華的空間分布(a.溶解氧；b.總磷；c.高錳酸鹽指數(shù)；d. MODIS衛(wèi)星遙感解譯圖)

3 結(jié) 論

a.從水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，引江濟(jì)巢項(xiàng)目的實(shí)施，在一定程度上有利于改善巢湖水體水質(zhì)狀況和抑制藍(lán)藻水華的暴發(fā)。

b.在入湖江水量為2.39×108m3的情況下，不能從根本上對(duì)巢湖水質(zhì)和藍(lán)藻水華情況起到改善作用，尤其在藍(lán)藻水華暴發(fā)期間藻類(lèi)聚集導(dǎo)致水質(zhì)惡化時(shí),需要進(jìn)一步的對(duì)引水量和引水路線進(jìn)行論證。

c.在巢湖水體處于靜態(tài)條件下，江水由巢湖中部引入，會(huì)對(duì)巢湖水體形成扇形的沖擊效應(yīng)，使得巢湖水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽和藻類(lèi)等向東西兩端推移堆積，從而使得巢湖西部藍(lán)藻水華高爆發(fā)區(qū)域[12]和東部飲用水區(qū)域水體短期內(nèi)污染加重，因此，在實(shí)施引江濟(jì)巢期間，應(yīng)采取充分有效的手段確保東、西部水體的水質(zhì)安全。

[1] 王蘇民，竇鴻身，中國(guó)湖泊志[M].北京：科學(xué)出版社，1998.

[2] 劉靜靜，汪家權(quán).巢湖內(nèi)源磷釋放特點(diǎn)、穩(wěn)定性及化學(xué)控制研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2006，19(5)：59-64．

[3] 謝興勇，錢(qián)新，張玉超，等.引江濟(jì)巢對(duì)巢湖的水環(huán)境影響分析[J].環(huán)境科學(xué)研究，2009，22(8)：897-901.

[4] 吳曉東，孔繁翔，張曉峰，等，太湖與巢湖水華藍(lán)藻越冬和春季復(fù)蘇的比較研究[J].環(huán)境科學(xué)，2008，29(5)：1314-1317.

[5] 段洪濤，張壽選，張淵智.太湖藍(lán)藻水華遙感監(jiān)測(cè)方法.湖泊科學(xué)，2008，20(2)：145-152.

[6] 唐曉先，沈明，段洪濤.巢湖藍(lán)藻水華時(shí)空分布(2000—2015年)[J].湖泊科學(xué)，2017，29(2)：276-284.

[7] Ishikawa K et al.Transport and accumulation of bloom-forming cyanobacteria in a large,mid-latitude lake:the gyre-Microycystis[J].Limnology,2002(3):87-96.

[8] 馬榮華，孔繁翔，段洪濤，等.基于衛(wèi)星遙感的太湖藍(lán)藻水華時(shí)空分布規(guī)律認(rèn)識(shí)[J].湖泊科學(xué)，2008，20(6)：687-694.

[9] 黃亞新，張小倩，楊燕，等.水華初期藍(lán)藻顆粒有機(jī)物在不同菌群作用下分解釋放營(yíng)養(yǎng)鹽的過(guò)程研究[J].生態(tài)科學(xué)，2017，5：55-66.

[10] 江江，李玉成，王寧，等.巢湖藍(lán)藻聚集對(duì)重金屬遷移釋放的影響[J].湖泊科學(xué)，2017，29(3)：558-566.

[11] 孔繁翔，宋立榮.藍(lán)藻水華形成過(guò)程及其環(huán)境特征研究[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[12] 耿天召，劉瑩，肖中新，等.巢湖藍(lán)藻水華預(yù)警監(jiān)控方案研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，5：678-680.