摘要：為研究淀山湖底泥淤積情況，基于淀山湖底泥泥樣參數(shù)關系得到底泥分層密度界值，利用Arcgis 空間分析方法分析淀山湖底泥中的浮泥、流泥、淤泥的淤積量和分布特征，研究提出山湖生態(tài)清淤的試驗區(qū)域。結果表明：淀山湖底泥中浮泥淤積最多，淤泥次之，流泥最少；浮泥淤積最多的厚度區(qū)間為0.10～0.20 m，主要分布在淀山湖的中部和南部；流泥淤積最多的厚度區(qū)間為0～0.10 m，基本覆蓋全湖區(qū)；淤泥淤積最多的厚度區(qū)間為0.10～0.20 m，主要分布在淀山湖的西部；以流泥和淤泥合計為準，淤積較為嚴重的地區(qū)主要為淀山湖的急水港、珠砂港和千燈浦3條主要入湖河道入湖處和東部彩虹橋角落位置。

關鍵詞：湖泊底泥； 淤積特征； 生態(tài)清淤； 淀山湖

中圖法分類號：X524文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S2.017

文章編號：1006-0081（2024）S2-0060-03

0引言

湖泊底泥是湖泊生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，承接了湖泊水體中各類污染物，特定條件下將直接影響湖泊水質和富營養(yǎng)化狀態(tài)［1-2］。同時，嚴重的湖泊淤積也會對湖泊的航運、水產、供水及防洪排澇產生直接影響［2-3］。

淀山湖作為長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)內的重要湖泊，其治理和保護一直是工作重點。因此，為摸清淀山湖底泥淤積情況，進一步推進淀山湖綜合治理工作，本研究對淀山湖底泥開展勘察工作，擬合淀山湖底泥泥樣參數(shù)關系，計算獲取底泥分層密度界值，利用Arcgis 空間分析方法分析底泥淤積情況，包括浮泥、流泥和淤泥的淤積量和分布特征，并分析了淀山湖生態(tài)清淤的試驗區(qū)域。

1研究區(qū)概況

淀山湖位于上海市青浦區(qū)和江蘇省昆山市交界處，是太湖流域第二大省際湖泊，屬吞吐型弱感潮平原淺水湖泊，主要有急水港、珠砂港、攔路港、淀浦河、元蕩、千燈浦等進出河道，是太湖流域重要的洪水下泄通道，也是溝通蘇南與上海市區(qū)的重要水上通道［1］。2019年國務院批復《長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)總體方案》，明確提出建設示范區(qū)是實施長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略的先手棋和突破口，其中多次提到淀山湖，要加強淀山湖生態(tài)環(huán)境綜合治理，建設著名文化生態(tài)湖區(qū)，打造綠色創(chuàng)新發(fā)展新高地。

2底泥勘察

2.1底泥柱狀樣采集

按照淀山湖水域分布情況，在湖區(qū)按照1 km×1 km格網布設56個采樣點，對每個底泥樣品的密度、含水率和孔隙比進行測驗，并擬合泥樣的密度、含水率和孔隙比之間的關系。得到淀山湖56組泥水混合物樣品的密度平均值為0.999 3 g/cm3，湖區(qū)泥水分界面密度界值定為1.0 g/cm3。淀山湖泥樣參數(shù)（密度、含水率和孔隙比）關系見表1。

2.2底泥密度分層

根據(jù)JTS 133-1-2010《港口巖土工程地質勘察規(guī)范》中泥土分類的含水率分界值（浮泥gt;150%、150%≥流泥gt;85%、85%≥淤泥gt;55%），以及JTS 181-5-2012《疏浚與吹填工程設計規(guī)范》中泥土分類的孔隙比分界值（流泥≥2.4、2.4gt;淤泥≥1.5），分別以含水率和孔隙比為分類基準劃分底泥密度區(qū)間，利用表1中函數(shù)關系式計算得到浮泥、流泥、淤泥的密度分界值，并結合太湖底泥勘察項目經驗，確定浮泥、流泥、淤泥的密度范圍和計算其厚度數(shù)據(jù)，淀山湖底泥分層密度界值見表2。

2.3數(shù)據(jù)采集及處理

采用走航式Silas淤泥測量系統(tǒng)通過平行斷面法布設測線（間距200 m），對湖區(qū)進行淤泥勘察測量，同時根據(jù)淤泥厚度影像布設575個密度計校核點位，采用南方CASS地形地籍成圖軟件對數(shù)據(jù)進行加工處理。

3結果分析

3.1底泥淤積量分析

根據(jù)浮泥、流泥和淤泥分布等厚圖，利用Arcgis軟件的空間分析工具制作5 m×5 m的DEM柵格數(shù)據(jù)，再通過區(qū)域統(tǒng)計分析工具計算各種底泥的淤積量［4］，并采用湖區(qū)淤積量與湖區(qū)面積的比值作為各種底泥厚度均值。結果顯示，淀山湖底泥合計2 025.13萬m3，厚度均值0.33 m。其中浮泥最多最厚（淤積量977.65萬m3、厚度0.16 m），淤泥次之（淤積量893.78萬m3、厚度0.15 m），流泥最少最薄（淤積量153.70萬m3、厚度0.03 m）。淀山湖各分層淤泥量統(tǒng)計成果見表3，浮泥、流泥和淤泥厚度分布見圖1。

3.2底泥空間分布分析

3.2.1浮泥

根據(jù)圖1（a）浮泥（密度范圍為1.0～1.3 g/cm3）的厚度分布，統(tǒng)計各區(qū)間淤積量情況，見表4。浮泥的厚度區(qū)間為0～0.82 m，其中淤積面積和淤積量最大的厚度區(qū)間是0.10～0.20 m，占湖區(qū)面積63.41%，占淤泥淤積量62.47%，主要分布在淀山湖的中部和南部；其次厚度區(qū)間是0.20～0.30 m，占湖區(qū)面積24.47%，占浮泥淤積量32.90%，主要分布在淀山湖的北部和東北部等區(qū)域；淤積面積和淤積量較小的厚度區(qū)間是0.50～0.82 m，僅個別區(qū)域。

3.2.2流泥

根據(jù)圖1（b）流泥（密度范圍為1.3～1.5 g/cm3）的厚度分布，統(tǒng)計各區(qū)間淤積量情況，見表5。流泥的厚度區(qū)間為0～0.54 m，其中淤積面積和淤積量最多的厚度區(qū)間是0～0.1 m，占湖區(qū)面積99.02%，占流泥淤積量93.28%，基本覆蓋全湖區(qū)；其他厚度區(qū)間淤積面積和淤積量較少（主要在北部個別區(qū)域）。

3.2.3淤泥

根據(jù)圖1（c）淤泥（密度范圍為1.5～1.7 g/cm3）的厚度分布，統(tǒng)計各區(qū)間淤積量情況，見表6。淤泥的厚度區(qū)間為0～0.69 m，其中淤積面積和淤積量最多的厚度區(qū)間是0.10～0.20 m，占湖區(qū)面積46.26%，占淤泥淤積量46.20%，主要分布在淀山湖的西部；淤積面積第二多的厚度區(qū)間是0～0.10 m，占湖區(qū)面積28.62%，主要分布在淀山湖的北部和南部；淤積量第二多的厚度區(qū)間是0.20～0.30 m，占淤泥淤積量36.66%，主要分布在淀山湖的東北部；其他厚度區(qū)間淤積面積和淤積量較少。

3.3底泥生態(tài)清淤區(qū)域分析

湖泊底泥承載著水體中的各類營養(yǎng)物質，在特定條件下能夠向水體釋放，將會直接影響湖泊的水質和富營養(yǎng)化程度［5］。近年來，淀山湖及其出入湖河道水質狀況正逐漸改善，但是總氮和總磷等指標依然較高，水質類別仍不穩(wěn)定，湖泊富營養(yǎng)化問題仍舊存在［6］。因此，要考慮淀山湖內源污染的影響因素，適時進行必要的生態(tài)清淤［7］。

根據(jù)淀山湖底泥勘測情況，結合底泥類別特性，生態(tài)清淤一般以流泥和淤泥為主，通過流泥和淤泥合計的厚度分布情況（圖2），淤積較為嚴重的地區(qū)主要為淀山湖的主要入湖處和局部角落位置，其中入湖河道主要是急水港、珠砂港和千燈浦（入湖水量約占入湖總量的90%）。入湖處位置淤積比較嚴重，主要原因是河道過水斷面較小，斷面流速和水流挾沙能力較大，當入湖后過水斷面突然變大，造成泥沙大量下沉，導致淤積較多；角落位置主要是彩虹橋附近，周邊無出入湖河道，湖場流速很小，導致淤積相對較多。

考慮到淀山湖生態(tài)清淤工程實施，結合后續(xù)的底泥營養(yǎng)物質監(jiān)測情況，建議選擇流泥和淤泥較為嚴重的區(qū)域作為生態(tài)清淤試驗區(qū)域，即淀山湖3條主要入湖河道急水港、珠砂港和千燈浦的入湖處，以及東部的彩虹橋附近。

4結論與建議

根據(jù)淀山湖底泥參數(shù)關系和分層密度界值，利用Arcgis 空間分析方法分析了浮泥、流泥和淤泥的淤積量和分布特征，并研究提出淀山湖生態(tài)清淤的試驗區(qū)域，得到以下結論。

（1） 淀山湖底泥中浮泥最多最厚（占比48.28%），淤泥次之（占比44.13%），流泥最少最薄（占比7.59%）。

（2） 浮泥淤積面積和淤積量最多的厚度區(qū)間是0.1～0.2 m，占湖區(qū)面積63.41%，占淤泥淤積量62.47%，主要分布在淀山湖的中部和南部。

（3） 流泥淤積面積和淤積量最多的厚度區(qū)間是0～0.1 m，占湖區(qū)面積99.02%，占流泥淤積量93.28%，基本覆蓋全湖區(qū)。

（4） 淤泥淤積面積和淤積量最多的厚度區(qū)間是0.1～0.2 m，占湖區(qū)面積46.26%，占淤泥淤積量46.20%，主要分布在淀山湖的西部。

（5） 流泥和淤泥淤積較為嚴重的地區(qū)主要為淀山湖的主要入湖處和局部角落位置，其中入湖河道主要是急水港、珠砂港和千燈浦，角落位置主要是彩虹橋附近，建議結合后期的底泥營養(yǎng)物質監(jiān)測情況，優(yōu)先選擇該附近區(qū)域作為生態(tài)清淤試驗點。

參考文獻：

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［4］牟乃夏，劉文寶，王海銀，等.ArcGIS 10 地理信息系統(tǒng)教程——從初學到精通［M］.北京：測繪出版社，2012.

［5］朱靜，徐楓，秦紅，等.示范區(qū)重要湖泊底泥營養(yǎng)物質污染特征分析［C］∥中國水利學會.中國水利學會2021學術年會論文集第一分冊.北京：中國水利學會，2021.

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［7］張楓，桂梓玲.武漢市東湖底泥污染風險評估及精細化清淤研究［J］.人民長江，2024，55（6）：45-52.

（編輯：江文）