童 俊

(上海市供水調(diào)度監(jiān)測(cè)中心，上海 200002)

金澤水庫(kù)位于上海市青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)西、太浦河北岸，占地面積約2.7 km2，其中水面積為1.92 km2，總庫(kù)容約9.1×106m3，應(yīng)急備用庫(kù)容約5.25×106m3，可滿足2～3 d的應(yīng)急水量需求。2016年12月29日，金澤水庫(kù)正式投入使用，日供水規(guī)模約3.51×106m3。近年來，隨著太湖流域水環(huán)境綜合治理以及引江濟(jì)太的實(shí)施，太浦河及其上游東太湖來水水質(zhì)總體較好。但金澤水庫(kù)太浦河取水口位于開放式、流動(dòng)性、多功能水域，受東太湖來水、支流匯入和潮汐影響，取水口所在太浦河河段水量及來水組成不斷變化。1998年—2017年，黃浦江上游地區(qū)發(fā)生的影響供水安全的主要突發(fā)污染事件共計(jì)106次[1]，其中有明確污染物的記錄包括：石油類74次、揮發(fā)酚4次、浮萍4次、致嗅味物質(zhì)4次、銻3次、船載化學(xué)品傾翻6次、死豬1次等。石油類突發(fā)污染次數(shù)最多，占69.8%。金澤水庫(kù)上游來水可能存在的問題：太浦河干流航運(yùn)繁忙，存在突發(fā)水污染風(fēng)險(xiǎn)；流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，新型污染物累積風(fēng)險(xiǎn)逐步顯現(xiàn)；受東太湖藻類數(shù)量上升影響，太浦河藻類數(shù)量明顯增加；金澤水庫(kù)剛建成，水質(zhì)特征規(guī)律尚不明確等。

本文通過對(duì)金澤水庫(kù)及上游來水的監(jiān)測(cè)調(diào)查，研究其水質(zhì)特征與變化規(guī)律，探索影響金澤水庫(kù)水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)與主要特征污染物，為金澤水庫(kù)安全運(yùn)行提出技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

太浦河干流設(shè)置太浦閘下、平望大橋、黎里東大橋、蘆墟大橋、金澤水文站、金澤水庫(kù)取水口這6個(gè)監(jiān)測(cè)斷面；金澤水庫(kù)內(nèi)設(shè)置引水河道入庫(kù)橋、庫(kù)中央棧橋、水庫(kù)出水這3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。以上斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)段為2017.10—2019.3，指標(biāo)與頻次如表1所示，數(shù)據(jù)來源于上海市供水調(diào)度監(jiān)測(cè)中心。

在太浦河南岸支流厙港、 京杭運(yùn)河(南支)、 老運(yùn)河、牛頭河、西滸蕩和北岸支流京杭運(yùn)河(北支)、北窯港各布設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，分別為南岸的厙港大橋、平西大橋、雪湖橋、瑪瑙庵大橋、梅潭港大橋5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，北岸科林大橋、北窯港預(yù)警站2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。以上斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)段為2018.1—2018.12，監(jiān)測(cè)指標(biāo)與頻次如表1所示，數(shù)據(jù)由太湖局水文水資源監(jiān)測(cè)中心提供。所采集水樣均為落潮水。太浦河干、支流監(jiān)測(cè)斷面位置，如圖1所示。

表1 金澤水庫(kù)及其上游來水水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、指標(biāo)與水量測(cè)驗(yàn)方法Tab.1 Water Quality and Quantity Monitoring Point, Indexes and Water Flow Test Method for Jinze Reservoir and Upstream Water

圖1 金澤水庫(kù)上游來水監(jiān)測(cè)斷面分布Fig.1 Monitoring Section Distribution Map for Upstream Water of Jinze Reservoir

1.2 水量監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

水量監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括水位(或假定水位)、流量和大斷面測(cè)量，共設(shè)9個(gè)人工水量監(jiān)測(cè)斷面(表1)。

1.3 水質(zhì)、水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站

太浦河口、金澤水文站設(shè)有水質(zhì)、水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，支流北窯港斷面設(shè)有水位、流量指標(biāo)在線監(jiān)測(cè)裝置(表1)。

2 結(jié)果與討論

2.1 太浦河干流水質(zhì)特征分析

依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)，本文對(duì)太浦河干流、支流及金澤水庫(kù)各斷面開展了水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析評(píng)價(jià)。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，不同地表水的特征評(píng)價(jià)因子有所不同：如尹海龍等[2]提出了綜合污染評(píng)價(jià)法；蔣增輝等[3]提出用氨氮(NH3)和高錳酸鹽指數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分類評(píng)價(jià)；胡波等[4]提出采用溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、汞等11項(xiàng)指標(biāo)作為黃浦江上游水質(zhì)的特征評(píng)價(jià)因子。本文通過對(duì)整個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)GB 3838—2002中的29項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)pH值長(zhǎng)期穩(wěn)定在7.3～8.0，汞、錳等金屬檢出濃度均在國(guó)標(biāo)限值的一半以下，砷濃度為限值的1/50，硫酸根和氯離子濃度為標(biāo)準(zhǔn)限值的1/5，揮發(fā)酚與氰化物未檢出，鉻、鉛、銅、鋅等金屬均為未檢出或微檢出，上述監(jiān)測(cè)指標(biāo)檢出濃度較低且無明顯變化規(guī)律?？偟鳛榈乇硭?9項(xiàng)指標(biāo)之一，監(jiān)測(cè)周期內(nèi)除太浦閘下外，其他各監(jiān)測(cè)點(diǎn)均值在1.5 mg/L以上，金澤水源地作為河流型水源地，總氮不參評(píng)水質(zhì)類別，但可以表征水質(zhì)變化規(guī)律。因此，本文選擇溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、石油類、陰離子表面活性劑(ABS)、糞大腸菌群、氟離子(F-)、鐵(Fe)等檢出率較高且對(duì)水質(zhì)有影響明顯的11項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)類別評(píng)價(jià)。

按GB 3838—2002對(duì)特定項(xiàng)80項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)分析，監(jiān)測(cè)周期內(nèi)均未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。銻作為集中式生活飲用水地表水源地特定項(xiàng)目，雖然國(guó)家規(guī)定每年檢測(cè)1次，但是根據(jù)朱慧峰[5]的研究，在過去的十多年中發(fā)生過多次銻污染事件，僅2017年就發(fā)生了4起銻污染事件。銻作為有毒重金屬，對(duì)人體具有累計(jì)毒性和致癌性，飲用水標(biāo)準(zhǔn)中限值為0.005 mg/L，黃浦江上游水域中銻的本底較高，因此，將銻作為關(guān)注的指標(biāo)開展研究。

2.1.1 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)類別

通過對(duì)金澤水庫(kù)上游6個(gè)斷面及庫(kù)內(nèi)3個(gè)斷面開展為期一年半(2017.10～2019.3，18次采樣)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)11項(xiàng)指標(biāo)的平均值和極值，按單因子評(píng)價(jià)法分析得出相應(yīng)的水質(zhì)類別(表2)。由表2可知，金澤水庫(kù)上游來水中，太浦閘下、平望大橋、黎里東大橋、水庫(kù)出水均值均能達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其他幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均值在Ⅲ類～Ⅳ類，極值Ⅳ類。同時(shí)，對(duì)GB 3838—2002中的29項(xiàng)指標(biāo)用綜合污染指數(shù)法[6-7]計(jì)算綜合污染指數(shù)。該指數(shù)法對(duì)全指標(biāo)(水溫除外)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算如式(1)。

(1)

其中：PA——綜合污染指數(shù)；

Pi=Cx/C0——i項(xiàng)因子的單因子污染指數(shù)，Cx為實(shí)測(cè)值，C0為Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值。

Pi按指數(shù)大小分5級(jí)，分別為清潔(0～0.3)、微清潔(0.3～0.5)、輕污染(0.5～0.8)、中污染(0.8～1.0)、重污染(>1.0)。太浦閘下與水庫(kù)出水均值屬于微清潔，其他各點(diǎn)均值與極值屬于輕污染到中污染，這與11項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。

2.1.2 干流水質(zhì)特征因子

本文在2.1.1的基礎(chǔ)上，以GB 3838—2002中Ⅲ類限值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，將篩選出的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)11項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)中的超標(biāo)項(xiàng)和預(yù)警項(xiàng)作為水質(zhì)特征因子，其中超過Ⅲ類限值即為超標(biāo)項(xiàng)，達(dá)III標(biāo)準(zhǔn)限值80%即為預(yù)警項(xiàng)。表3為金澤水庫(kù)及上游來水水質(zhì)特征污染因子篩選情況。

由表3可知，決定水庫(kù)上游來水和水庫(kù)水質(zhì)類別定級(jí)的特征污染因子(超標(biāo)項(xiàng))有：石油類、糞大腸菌群、 ABS、化學(xué)需氧量、氟化物和鐵。預(yù)警項(xiàng)作為潛在的特征污染因子，主要有：高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、糞大腸菌群、鐵、化學(xué)需氧量、ABS和銻。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的超標(biāo)項(xiàng)與預(yù)警項(xiàng)雖不盡相同，但總體具有較高的重合度。綜上所述，太浦河干流的水質(zhì)特征污染因子有：石油類、糞大腸菌群、ABS、化學(xué)需氧量、氟化物、鐵、高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、銻這9項(xiàng)。此結(jié)果與以往的特征指標(biāo)[5]部分不同，溶解氧、汞、氨氮、總磷等不再是特征因子，同時(shí)，增加了鐵和銻作為特征因子。從18次監(jiān)測(cè)結(jié)果看，超標(biāo)項(xiàng)基本發(fā)生在秋冬季，11月—次年2月。石油類作為最主要的超標(biāo)因子，在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，約二分之一頻次(80/162)超標(biāo)，值得關(guān)注。

2.1.3 干流水質(zhì)季節(jié)性變化規(guī)律

為摸清沿程斷面水質(zhì)隨時(shí)間變化的情況，本文對(duì)太浦河干流各斷面代表性水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了季節(jié)性變化規(guī)律分析，包括：綜合污染指數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、石油類和糞大腸菌群等。

(1)綜合污染指數(shù)

表3 金澤水庫(kù)及上游來水水質(zhì)特征污染因子篩選Tab.3 Screening of Water Pollution Factors for Jinze Reservoir and Upstream Water

太浦閘下(2次高于0.5)、金澤水庫(kù)出水(1次高于0.5)，基本處于微清潔；黎里東綜合污染指數(shù)最高，基本處于輕污染以上(9次輕污染，3次重污染)，水庫(kù)出水較低；從時(shí)間序列上看，冬季(2017.12、2018.2、2019.1)綜合染指數(shù)呈普遍較高趨勢(shì)。

(2)高錳酸鹽指數(shù)

除個(gè)別月份(2017.12、2018.1、2018.2)，其他月份大多處于Ⅱ類水平，太浦閘下除2018.12處于較高濃度，其他月份都較低，金澤水文站、水庫(kù)取水，在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)居于較高趨勢(shì)；從時(shí)間序列上看，冬春季(2017.12、2018.1、2018.5、2018.12、2019.1、2019.3)普遍呈較高趨勢(shì)。

(3)氨氮

除個(gè)別月份(2018.2、2019.1)，其他月份氨氮大多處于Ⅱ類水平，在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)太浦閘下都較低，平望大橋、蘆墟大橋處于普遍較高濃度水平；從時(shí)間序列上看，冬春季(2018.2、2019.1)呈較高趨勢(shì)。

(4)總氮

在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，總氮處于較高濃度范圍，太浦閘下、平望大橋冬季個(gè)別月份較低；其他點(diǎn)位均處于較高濃度范圍，遠(yuǎn)高于湖庫(kù)型水總氮Ⅲ類限值(Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)限值為1.00 mg/L)。

(5)石油類

在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，石油類超標(biāo)率較高，太浦閘下、平望大橋處于較低濃度水平(低于Ⅲ類水體限值0.05 mg/L)；金澤取水口、金澤水文站、蘆墟大橋呈較高濃度范圍，特別是金澤取水口處，最大檢出濃度超過了0.07 mg/L。

(6)糞大腸菌群

在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，平望大橋、黎里東大橋處于普遍較高濃度水平；從時(shí)間序列上看，冬春季(2017.12—2018.2、2018.12—2019.1)呈較高趨勢(shì)，均超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值1×104個(gè)/L。

2.1.4 干流沿程各水質(zhì)指標(biāo)變化情況

在掌握金澤水庫(kù)上游來水的季節(jié)性變化規(guī)律基礎(chǔ)上，對(duì)太浦河干流沿程代表性水質(zhì)變化特征進(jìn)行分析，對(duì)于深入了解金澤水庫(kù)上游來水特征污染物的空間分布規(guī)律具有重要意義。本文根據(jù)18次水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，按照干流監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)其平均值，考察了各水質(zhì)參數(shù)隨干流沿程斷面的空間變化情況。

圖2 金澤水庫(kù)上游來水干流沿程水質(zhì)指標(biāo)空間變化規(guī)律Fig.2 Spatial Variation of Water Quality Indexes along Main Upstream of Jinze Reservoir

由表2、圖2可知如下。

(1)太浦河干流6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，各指標(biāo)均值按單指標(biāo)評(píng)價(jià)，太浦閘下、平望大橋、金澤水庫(kù)出水屬于Ⅲ類，其他各點(diǎn)均值在Ⅳ類，極值全部在Ⅳ類。

(2)就綜合污染指數(shù)而言，太浦閘最低，從平望大橋監(jiān)測(cè)點(diǎn)起開始有較大幅度增長(zhǎng)，至金澤水庫(kù)取水口都處于輕污染水平以上，全程只有太浦閘下、引水河入口和金澤水庫(kù)出水屬于微清潔水平。

(3)各水質(zhì)參數(shù)在太浦閘下均較好，溶解氧從黎里東有較大下降，至金澤水庫(kù)取水口達(dá)到最低。

(4)高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、BOD5、石油類、糞大腸菌群在平望大橋有大幅上升，至金澤取水口維持在較高水平，說明在該區(qū)間水質(zhì)較差；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查京杭大運(yùn)河南北支、老運(yùn)河等船舶及附近加油站碼頭較多，可能是導(dǎo)致石油類超標(biāo)的主要原因。

(5)就金澤庫(kù)區(qū)水質(zhì)空間變化而言，經(jīng)水庫(kù)停留后出水各參數(shù)都有不同程度的改善。

(6)太浦河干流(金澤水庫(kù)上游)各斷面2018年藍(lán)藻數(shù)量及葉綠素a含量，從太浦閘下至金澤水庫(kù)取水口各斷面藍(lán)藻數(shù)量逐漸下降，太浦閘下最高，金澤水庫(kù)取水口最低，降幅為69.8%；各斷面2018年葉綠素a含量與藍(lán)藻數(shù)量高低關(guān)系大體一致，以太浦閘下葉綠素a含量最高，為23.7 μg/L，金澤水庫(kù)取水口最低，為7.0 μg/L。各支流匯入未見明顯帶入，說明金澤水庫(kù)及上游來水中的藻類與葉綠素a主要來自東太湖(太浦閘下)。因此，東太湖來水水質(zhì)是影響金澤水庫(kù)及上游來水水質(zhì)的一個(gè)重要因素。

2.2 太浦河支流水質(zhì)特征分析

2.2.1 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)年度均值與極值

太浦河支流各水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)如圖1所示。2018年，揮發(fā)酚僅平西大橋有3次未達(dá)到Ⅲ類，其余斷面各測(cè)次均能達(dá)到或者優(yōu)于Ⅲ類，化學(xué)需氧量偶爾有Ⅳ類，因此，主要對(duì)支流溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、石油類、銻和總氮等主要水質(zhì)指標(biāo)展開分析。2018年，太浦河7條支流各主要水質(zhì)指標(biāo)年度均值濃度、極值及水質(zhì)類別評(píng)價(jià)(總氮不參評(píng))如表4所示。

表4 2018年太浦河支流各斷面水質(zhì)指標(biāo)濃度年度均值與極值 (單位：mg/L)Tab.4 Mean and Extreme Values of Water Quality Indexes at Taipu River Tributaries in 2018 (Unit: mg/L)

由表4可知：太浦河7條支流中按均值分析，南岸5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，厙港大橋、平西大橋和梅潭港大橋水質(zhì)類別為Ⅲ類，雪湖橋?yàn)棰纛?超標(biāo)指標(biāo)為石油類)；瑪瑙庵大橋?yàn)棰躅?超標(biāo)指標(biāo)為氨氮)；北岸科林大橋和北窯港預(yù)警站水質(zhì)均為Ⅲ類。按支流各斷面濃度極值分析，以北窯港預(yù)警站水質(zhì)較好，超標(biāo)指標(biāo)較少；其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同程度超標(biāo)的指標(biāo)有：溶解氧、高錳酸鹽、氨氮、總磷和石油類，平西大橋、科林大橋、雪湖橋和瑪瑙庵大橋水質(zhì)均較差，各主要水質(zhì)指標(biāo)均嚴(yán)重超標(biāo)。在各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)中，以溶解氧超標(biāo)最為嚴(yán)重，其中，科林大橋年內(nèi)溶解氧最小，為1.8 mg/L，超標(biāo)率為40.4%；高錳酸鹽指數(shù)以平西大橋年內(nèi)最大，為9.35 mg/L，超標(biāo)率為26.26%；氨氮以瑪瑙庵大橋年內(nèi)最大，為9.72 mg/L，超標(biāo)率為69.7%；總磷以平西大橋年內(nèi)最大，為0.568 mg/L，超標(biāo)率為27.27%；石油類以雪湖橋年內(nèi)最大，為0.23 mg/L，超標(biāo)率為57.58%。支流各斷面銻年均濃度均低于0.005 0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)限值，以雪湖橋最高，厙港大橋最低；大運(yùn)河南岸支流平西大橋與梅潭港之間，銻維持在較高濃度范圍，這個(gè)趨勢(shì)與朱慧峰[5]對(duì)于黃浦江上游水源地銻的2017年分布規(guī)律一致，但濃度值與超標(biāo)次數(shù)較2017年大幅下降。

2.3 水文特征對(duì)水質(zhì)變化的影響分析

2.3.1 水量及支流匯入對(duì)水質(zhì)的影響

根據(jù)太浦河南岸5個(gè)、北岸2個(gè)支流監(jiān)測(cè)站點(diǎn)在干流落潮期的瞬時(shí)流量監(jiān)測(cè)值，估算支流月平均流量，分析2018年太浦河干支流水量變化過程，并對(duì)沿程水量平衡進(jìn)行初步估算，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知進(jìn)出入太浦河的水量與流向。

圖3 2018年太浦河干支流水量平衡初步分析結(jié)果示意Fig.3 Schematic Diagram of Water Quantity Balance at Main and Tributaries of Taipu River in 2018

太浦河南北岸7條支流，主要指標(biāo)變化趨勢(shì)如圖4所示。

圖4 2018年金澤水庫(kù)上游來水干支流水質(zhì)指標(biāo)沿程變化規(guī)律Fig.4 Spatial Variation of Water Quality Indexes along Upstream of Jinze Reservoir in 2018

(1)太浦閘下至平望大橋段

厙港(厙港大橋)、京杭運(yùn)河南支(平西大橋)在此段匯入，干流水質(zhì)變差明顯。平西大橋的氨氮、總氮、總磷、銻濃度均較高，厙港大橋銻濃度略高于太浦閘下，低于平望大橋。結(jié)合與水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)的流量、流向監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，南岸厙港大橋均為入太浦河，平西大橋以入太浦河為主。平西大橋及厙港大橋水質(zhì)均差于太浦閘下，其共同作用是太浦閘下至平望大橋段水質(zhì)變差的原因。

(2)平望大橋至黎里東大橋段

從平望大橋至黎里東大橋段共有3條支流匯入，分別是京杭運(yùn)河北支(科林大橋)、老運(yùn)河(雪湖橋)和牛頭河(瑪瑙庵大橋)，干流各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均有不同程度的變差?？屏执髽?、雪湖橋、瑪瑙庵大橋斷面水質(zhì)均明顯差于干流，雪湖橋和瑪瑙庵大橋銻濃度均遠(yuǎn)高于干流,科林大橋銻濃度與干流基本持平，對(duì)干流銻濃度影響較?。唤Y(jié)合與水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)的流量、流向監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，科林大橋、雪湖橋均為入太浦河，瑪瑙庵大橋斷面來水主要為西側(cè)雪湖來水和附近工廠排水，一般情況下以出太浦河為主，對(duì)太浦河水質(zhì)影響較小，太浦河水位低于瑪瑙庵橋水位時(shí)就會(huì)嚴(yán)重影響太浦河水質(zhì)。平望大橋至黎里東大橋段水質(zhì)變差是老運(yùn)河和京杭運(yùn)河北支共同作用的結(jié)果。太浦河雪湖橋區(qū)域的銻濃度明顯增加，可能與位于該區(qū)域范圍內(nèi)(盛澤、天凝、王江涇和平望等鎮(zhèn))的紡織產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。

(3)黎里東大橋至金澤段

從黎里東大橋至金澤段共有2條支流匯入，分別是西滸蕩(梅潭港大橋)和北窯港(北窯港預(yù)警站)。從黎里東大橋至蘆墟大橋段高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總氮濃度基本保持穩(wěn)定，溶解氧和總磷有所好轉(zhuǎn)；蘆墟大橋至金澤斷面溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、總磷均基本穩(wěn)定。結(jié)合與水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)的流量、流向監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，梅潭港和北窯港均為入太浦河，梅潭港氨氮和總氮濃度均差于干流，銻濃度遠(yuǎn)高于干流斷面，總磷濃度優(yōu)于黎里東大橋，北窯港預(yù)警站氨氮和總磷、銻均優(yōu)于干流黎里東大橋。因此，西滸蕩的匯入是此段水質(zhì)變差的主要原因。

通過干流沿程水質(zhì)變化趨勢(shì)可見，太浦閘下至金澤斷面干流斷面各主要水質(zhì)指標(biāo)均有不同程度的變差。因此，推定支流較差水質(zhì)的匯入是干流水質(zhì)變差的另一個(gè)重要原因。

2.3.2 入河污染物通量對(duì)水質(zhì)的影響

太浦河干流太浦閘下、平望大橋及金澤設(shè)有自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，可較為精確計(jì)算其流量及下泄量，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可計(jì)算得到干流太浦閘下、平望大橋及金澤沿程支流的入河污染物通量。采用瞬時(shí)濃度與代表時(shí)段平均流量之積的方法計(jì)算每周通過相應(yīng)斷面污染物通量，再逐周累加得到通過各斷面的年度污染物通量。

太浦河干支流污染物通量計(jì)算如式(2)。

(2)

其中：W——通過某斷面的污染物通量，mg；

Cn——第n周通過該斷面污染物濃度，mg/L；

Qn——第n周通過該斷面的水量，L。

2018年，太浦閘下、平望大橋和金澤斷面的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮及銻的入河污染物通量如表5所示。

由表5可知，高錳酸鹽指數(shù)和銻的入河通量，太浦閘下至平望大橋段的入河通量占太浦閘下至金澤段總?cè)牒油康?2.7%和43.8%，平望大橋至金澤段入河通量占總?cè)牒油康?7.3%和56.2%。太浦閘下至平望大橋入河污染物通量較高與平西大橋水質(zhì)較差有關(guān)；氨氮以平望大橋至金澤段為主，占總?cè)牒油康?0.7%，與瑪瑙庵大橋、科林大橋和梅潭港大橋氨氮濃度較其他支流明顯偏高有關(guān)。太浦閘下高錳酸鹽指數(shù)通量占金澤通量的40.7%，氨氮占10.8%，銻占28%。因此，氨氮受支流匯入影響較大，銻次之，高錳酸鹽指數(shù)受支流匯入影響最小，但絕對(duì)增加量銻和高錳酸鹽指數(shù)都比較大(分別為13.53萬t、1.85萬t)。因此,污染物通量也是影響干流水質(zhì)因素的原因之一。

表5 太浦河主要干流入河污染物通量及占比Tab.5 Flux and Proportion of Pollutants in Taipu River

2.3.3 降雨、太浦河泵閘調(diào)度對(duì)水質(zhì)的影響(以銻為例)

2017年金澤水庫(kù)建成投入運(yùn)行以來，干支流發(fā)生過多起銻超標(biāo)事件。根據(jù)太湖流域管理局水文局(信息中心)提供的分析資料，2017年—2018年7次太浦河銻濃度異常事件中有6次其前期杭嘉湖區(qū)2日累計(jì)降雨量達(dá)到或超過 50 mm，太浦閘均處于關(guān)閘狀態(tài)。對(duì)銻超標(biāo)時(shí)段的天氣、泵閘運(yùn)行情況進(jìn)行分析，如表6所示。

表6 降雨、太浦河泵閘調(diào)度對(duì)太浦河水質(zhì)的影響Tab.6 Influence of Rainfall and Pump & Sluice Gate Operation on Water Quality of Taipu River

對(duì)2014年—2017年15次前期杭嘉湖區(qū)2日累計(jì)降雨量達(dá)到或超過50 mm的過程進(jìn)行分析，有8次杭嘉湖區(qū)2日累計(jì)降雨量達(dá)到或超過50 mm時(shí)，太湖與平望水位差不超過0.10 m(-0.04～0.10 m)，這8次過程之后均導(dǎo)致太浦閘倒流而關(guān)閘；1次過程引起杭嘉湖區(qū)王江涇等站水位接近保證水位而導(dǎo)致太浦閘關(guān)閘，因此，僅有6次過程未造成太浦閘關(guān)閘。

太浦河銻濃度異常主要原因是杭嘉湖區(qū)強(qiáng)降雨造成，強(qiáng)降雨將位于杭嘉湖區(qū)的印染企業(yè)排放的銻污染物帶入太浦河；另一方面，強(qiáng)降雨導(dǎo)致太浦河和杭嘉湖區(qū)水位猛漲，引起太浦閘因倒流或區(qū)域汛情緊張而關(guān)閘，使得帶有較高銻濃度的水無法得到太浦閘來水的稀釋，從而導(dǎo)致太浦河干流銻濃度異常。因此，降雨、太浦河泵閘調(diào)度也是影響金澤水庫(kù)來水水質(zhì)的因素之一。杭嘉湖區(qū)域2日累計(jì)降雨量達(dá)到或超過50 mm，因防汛安全要求可能會(huì)關(guān)閘太浦閘，會(huì)導(dǎo)致金澤水庫(kù)及上游來水銻升高，可將降水量超過50 mm與關(guān)閘作為預(yù)警指標(biāo)，開啟泵站機(jī)組，泵閘聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行應(yīng)急水量調(diào)度，保障來水水質(zhì)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1)2017.10—2019.3監(jiān)測(cè)周期內(nèi)太浦河干流水質(zhì)為Ⅲ～Ⅳ類，金澤斷面水質(zhì)穩(wěn)定，金澤水庫(kù)可穩(wěn)定達(dá)到Ⅲ類水要求。

(2)2018年太浦河支流水質(zhì)：南岸為從Ⅲ～劣V類，以雪湖橋和瑪瑙庵大橋水質(zhì)最差；北岸為Ⅲ類。

(3)金澤水庫(kù)及其上游來水特征因子為：石油類、糞大腸菌群、ABS、化學(xué)需氧量、氟化物、鐵，高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、銻這9項(xiàng)。

(4)金澤水庫(kù)及其上游來水，受上游來水水量水質(zhì)、支流匯入水質(zhì)、污染物通量、東太湖來水水質(zhì)、降雨、太浦河泵閘調(diào)度等因素的影響，水質(zhì)變化較為明顯。

3.2 建議

(1)合理調(diào)度，在保障防汛安全的同時(shí)，合理調(diào)配水量分配，加大上游來水比例。

(2)加大支流的綜合治理力度，確保入太浦河的支流水質(zhì)；控制污染物通量，加大環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能升級(jí)改造，確保達(dá)到排廢標(biāo)準(zhǔn)，有效降低污染物總量；太浦河南岸雪湖橋區(qū)域內(nèi)銻明顯增加，可能與該區(qū)域的紡織產(chǎn)業(yè)排廢相關(guān)，因此，要加大環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能升級(jí)改造。

(3)可將降水量超過50 mm與關(guān)閘作為銻預(yù)警指標(biāo)，開啟泵站機(jī)組，泵閘聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行應(yīng)急水量調(diào)度，保障來水水質(zhì)。

(4)開展水源保護(hù)和取水研究，東太湖水質(zhì)是目前金澤水庫(kù)上游來水中較為優(yōu)質(zhì)的水源，開展東太湖取水研究，確保金澤水庫(kù)上游來水更優(yōu)質(zhì)安全可靠。通過望虞河引長(zhǎng)江水入太湖，可以增加太湖枯水期水量，河道入湖水經(jīng)過湖體的水質(zhì)凈化，有利于提高太湖出水水質(zhì)；太浦河是太湖下游出口，有利于維持太浦河出水良好水質(zhì)，也為太浦河向下游供水提供水量保證。