近三十年来太湖流域主要湖泊的水域变化研究
太湖水环境富营养化现状分析及治理建议

太湖水环境富营养化现状分析及治理建议【摘要】根据2003年至2006年太湖水域的水质监测结果,分析了太湖的水质现状、空间分布特征及变化趋势,其中总氮、总磷和Chl.a整体呈逐年增多的趋势,COD Mn 在2005年出现一个峰值后,开始出现下降的趋势。
在年内变化方面,总氮浓度峰值在春季3月份,此后便稳步下降,到8-9月达到年最低值;Chl.a年内峰值主要出现在温度较高的5-9月份;CODMn和总磷年内变化不明显。
太湖目前整体呈中度富营养状态,且富营养化程度呈逐年增高趋势,部分湖区已接近重度富营养状态。
【关键词】富营养化太湖现状分析治理太湖地区位于东经119°21′-122°00′,北纬30°19′-32°00′,由上海市、江苏苏南地区与浙江杭嘉湖地区组成。
太湖水是沿湖居民的生命之水,其中苏州和无锡的生活、生产用水中80.0%取自于太湖。
但自改革开放以来,在重经济轻环境的发展过程中,太湖污染日益严重。
2007年无锡太湖蓝藻大爆发,再一次将人们的眼光聚焦在了太湖。
为了更好地了解近些年来无锡太湖的水环境特征及其变化情况,我们对无锡太湖21个监测点近4年来的监测数据进行了研究分析,初步探讨了无锡太湖水环境演变特征。
1 数据来源和水环境参数本文数据主要来自2003~2006年太湖21个监测点的监测数据。
本文主要研究分析的水环境参数有:水温(t)、透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素(Chl.a)、化学耗氧量(CODMn)。
2 结果与分析2.1太湖水环境指标的变化特征太湖月水温最高出现在8月份,平均为32.2℃,最低水温出现在1月,平均为4.3℃。
水体透明度成逐年降低的趋势,2003年水体透明度平均值为0.35,到2006年则降为0.25(如图1b所示)。
由此可推知,无锡太湖水体中的悬浮物呈逐年增多的趋势。
总氮的变化趋势如图1a所示,整体呈逐年增多的趋势。
太湖流域环境问题与措施

“湖泛”现象
❖ “湖泛”(亦称黑水团或污水团)是指湖泊富营养化 水体在藻类大量暴发、积聚和死亡后,在适宜的气 象、水文条件下,与底泥中的有机物在缺氧和厌氧 条件下产生生化反应,释放硫化物、甲烷和二甲基 三硫等硫醚类物质,形成褐黑色伴有恶臭的“黑水 团”,从而导致水体水质迅速恶化、生态系统受到 严重破坏的现象。目前,国内外关于‘‘湖泛”的 研究很少或刚开始,像太湖这样浅水型大水面的湖 泊发生“湖泛”还仅仅是处于及时发现、跟踪监测、 积累资料和初步研究机理的阶段。
加剧苏南湖泊环境问题 产生的因素分析
❖ 自然因素
湖区地势平坦,地表径流缓慢 季风气候,雨热同期 ,季节分配不均 湖泊淤积 地面沉降
加剧苏南湖泊环境问题 产生的因素分析
❖ 人为因素
湖滩围垦 人为污水排入湖泊 大量使用农药化肥
结论
由于自然和人为等多方面因素,太湖水环境问题日趋严 重。这种状况说明我们对于太湖生态环境演化的机理了解非 常不够。 正是由于基础研究的严重不足, 难以对湖泊污染 和富营养化治理实践提供有力的理论支撑, 使得我国的湖泊 治理走了不少弯路。再加上国际上对大型浅水湖泊研究的整 体滞后,治理太湖成为了非常复杂而又艰巨的任务。
100%
80%
水 质 状 况 与
河
道
60% 40% 20%
污 污染河道长度 染
0% 1983ຫໍສະໝຸດ 19921996富营养化状况
繁引泊氮活水 殖起、、动体 而藻水磷的富 引类库等影营 起及、营响养 的其海养下化 水他湾物,指 质浮等质生的 恶游缓大物是 化生流量所: 现物水进需在 象迅体入要人 。速,湖的类
3
2008年5月“湖泛”期溶解 区
氧略高,高锰酸盐指数含量 南泉 0
不同季节太湖流域氨氮与总氮含量变化研究

不同季节太湖流域氨氮与总氮含量变化研究汪晓燕;钟声【摘要】[目的]研究太湖流域不同季节水体富营养化情况.[方法]以5个位于太湖流域不同重要河流断面和1个湖体的自动站的一年监测数据为基础,监测并分析太湖流域中氨氮、总氮含量以及比值在不同季节的变化情况.[结果]季节对太湖流域的氨氮、总氮含量具有显著性影响.其中,冬季太湖流域中氨氮、总氮含量显著高于其他季节的太湖流域中氨氮、总氮含量,且太湖流域的总氮含量在夏秋季节最低.同时,太湖流域的氨氮和总氮含量比值在不同季节亦表现出显著性差异.[结论]该研究可为太湖水体富营养化以及蓝藻水华治理提供一定科学依据.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)025【总页数】2页(P8712-8713)【关键词】季节;氨氮;总氮;比值;显著性影响【作者】汪晓燕;钟声【作者单位】江苏省环境监测中心,江苏南京210036;江苏省环境监测中心,江苏南京210036;江苏省苏协环境技术研究院,江苏南京210036【正文语种】中文【中图分类】S181.3近些年来,随着人口的急剧增加,经济持续高速发展,人类活动对湖泊造成的影响愈显剧烈。
特别是在太湖流域,由于工农业废水及生活污水中的营养盐大量排入,水体变得富营养化[1],导致藻类等水生植物大量繁殖,频频出现水华、绿潮现象。
蓝藻爆发不仅会引起水质恶化,严重时还会耗尽水中氧气导致鱼类等浮游生物大量死亡,同时产生毒素对水生生物、人畜造成伤害[2]。
生命周期理论表明,氮、磷的过量排放是造成富营养化的根本原因,其中溶解的无机氮是可被植物直接吸收的最重要形式[3]。
控制氮、磷的入湖通量是治理太湖的蓝藻水华问题的根本途径[4-5]。
同时,有研究指出相比硝氮,附着藻类更易于吸收利用氨氮[6]。
目前,关于太湖流域水质变化的研究主要是集中在总磷和总氮方面[7-11],但对该流域内氨氮含量的变化情况研究较少,且并未对氨氮与总氮含量比值的变化情况进行统计分析。
太湖生态系统的演变与可持续发展

轻度污染 ( Ⅳ类水体) 约占全湖面积的 1 % ,且主要分布在入湖河道及东太湖沿岸湖区 。
1987~1988 年 ,太湖水质与 1980 年相比 , Ⅱ类水体减少了 10 % , Ⅲ类水体增加 6. 6 % , Ⅳ类水
体增加了 2. 2 倍 ,并在梅梁湖及五里湖部分地区出现了 Ⅴ类水体的重污染区 。1993~1994
1960 年西太湖和东太湖浮游动物生物量平均约为 2. 7mg/ L 和 1. 9mg/ L ,到 1980 年浮游 动物的年平均值为 2. 14mg/ L ;80 年代后开始呈下降趋势 ,1993 年西太湖浮游动物生物量与 1980 年相比有明显的减少 。据调查 ,1987~1993 年夏季的浮游动物种类由 79 种减少到 43 种 ,数量则由 2663 个/ L 减少到 455 个/ L[6 ,23] ,其中大型浮游动物明显减少 ,耐污染种类则有 所增加 ,而鱼类的适宜饵料生物种类则随时间的推移明显减少 ,这与大量放养鲢 、鳙等滤食 性鱼类 ,以及湖泊污染和封湖休渔等有关 。
年 ,太湖水体环境质量下降明显 ,分布于太湖中心区和东太湖的 Ⅲ类水体约占 70 % , Ⅳ类水
体则进一步扩大 。其中分布于胥口 、冲山 、长沙山附近的 Ⅱ类水体仅占全湖的 15 % ,和 80 年
代初期相比减少了 54 %。1997 年太湖主要出入湖的河流水质有 46 %的断面在 Ⅳ~ Ⅴ类之 间[5~7] ,到 2001 年 6 月 ,太湖大部分水源区为 Ⅳ类水质 ,而竺山湖 、梅园 、直湖港等区域均为
急剧上升趋势 ,与 1996 年相比 ,TN 上升 12 % ,有机质增长 22 % ,TP 增长 30 % ;二是底泥营养 盐含量受制于湖水水质的变化 ,基本上呈同步增长[11~20] 。
1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析

1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析季海萍; 吴浩云; 吴娟【期刊名称】《《湖泊科学》》【年(卷),期】2019(031)006【总页数】9页(P1525-1533)【关键词】出、入湖水量; 太湖; 变化趋势; 突变点【作者】季海萍; 吴浩云; 吴娟【作者单位】太湖流域管理局水文局(信息中心) 上海200434; 水利部太湖流域管理局上海200434【正文语种】中文太湖流域地处长江三角洲的核心区域,北抵长江,东临东海,南滨钱塘江,西以天目山、茅山为界,流域面积为36895 km2.太湖是我国第三大淡水湖泊、流域内最大湖泊,也是流域水资源调蓄和调度的中枢.太湖流域内水系以太湖为中心,分上游水系和下游水系,上游水系包括苕溪水系、南河水系及洮滆水系,发源于西部山丘区,来水汇入太湖后,经太湖调蓄从东部流出,下游水系包括北部沿长江水系、南部杭嘉湖水系、东部黄浦江水系[1].太湖与周边河网水量交换频繁,作为流域重要的水源地,围绕太湖出、入湖水量的分析研究一直不曾中断,庄巍等[2]研究了西太湖湖滨河网与太湖水量的交换,燕姝雯等[3]通过分析2009年环太湖入出湖水量及污染负荷通量指出入湖河流对太湖水质影响较大,申金玉等[4]分析认为降雨、水资源调度及太湖直接取水户取水量变化是影响出、入湖水量变化的主要因素,闻余华等[5]指出太湖入湖水量总体呈上升趋势且入出湖水量变化与“引江济太”等环境治理工程关系密切,吴娟等[6]认为太湖流域湖西区净入湖水量增多与降水量、区域引江水量及土地利用变化有较大关联.自1990s以来,太湖流域遭遇了1991、1999和2016年流域性特大洪水,先后启动了一轮、二轮治太工程建设,并在2007年无锡供水危机后开展了水环境综合治理[7],一系列工程、非工程措施的实施一定程度上改变了环太湖上游入湖、下游出湖的自然格局.且随着太湖流域社会经济的高速发展和城市化进程的加快,城乡生活用水、工业用水日益增长,地区之间水资源竞争不可避免,水资源合理配置成为解决地区水资源日趋紧张的关键[8].以往的研究虽然在环太湖出、入湖水量变化趋势、影响因素方面取得了诸多成果,但多限于某单一水利分区或多水利分区层面,鲜见以行政区划为研究单元,变化的关键节点研究、立足全流域的出、入湖水量变化影响也鲜少涉及.本文尝试通过数理分析方法,从行政区划层面研究1986-2017年环湖出、入湖水量发生的重大变化,揭示出、入湖水量变化的节点,探讨产生变化的主要影响及原因,为水资源调度及配置决策提供科学支持.1 数据与方法1.1 数据说明太湖是典型的平原河网型湖泊,出入河流有230条(其中:江苏省171个,浙江省59个)[9],无法逐一布设驻测水文站点控制出、入湖水量,因此,采用辅助站和巡测站相结合的水文巡测方法是目前较为科学、适用的,也符合平原地区水文工作的实际情况[10].水文巡测是指观测人员以巡回流动的方式定期或不定期对某一地区各观测点进行水文要素的观测[11].自1970s开始,环太湖的江苏省水文水资源勘测局无锡分局、苏州分局、常州分局及湖州市水文站在主要河道上布设了辅助站,在部分流量较小的河流上布设了巡测断面开展水文监测,1986年以前只在汛期开展巡测工作,1986年以后开展了全年的水文巡测工作.本文根据1986-2017年环太湖水文巡测资料开展进出水量分析.2017年环太湖水量巡测线如图1所示.环太湖水量巡测线是一个环太湖闭合线,现状巡测线由 10个巡测段、13个单站组成(表1),基点站、单站每日施测流量1~2次,巡测段通过基点站和巡测断面的同步流量监测资料,建立流量相关关系,进而推算其逐日流量.1986-2017年环湖出、入湖水量数据来自于江苏省水文水资源勘测局苏州分局、无锡分局、常州分局和湖州市水文站联合开展的环湖巡测,数据经整编、校验,质量可靠,可保证分析结果的准确性.图1 2017年环太湖水量巡测线示意Fig.1 Tour gauging line surrounding Lake Taihu in 20171986-2017年太湖流域面平均降水量基于流域内106个站点雨量,采用面积加权法计算而得.1986-2017年太湖水位为望亭(太)、洞庭西山(三)、夹浦、小梅口、大浦口5站算术平均水位.1990-2017年沿长江(江苏段)引水量为沿江48个口门引水量算术和.本研究采用的数据来自水文年鉴和地市水文部门,所有数据均经过了流域、省市水文部门共同校核,质量可靠.1.2 分析方法Mann-Kendall趋势检验[12]是提取序列变化趋势较为有效的工具,被广泛应用于气候参数和水文序列变化趋势的分析中[13-14].Mann-Kendall趋势检验值为正表示上升趋势,为负表示下降趋势;当显著性水平α=0.1时,若检验值的绝对值≤1.65,则接受零假设(无显著变化趋势),若检验值的绝对值>1.65,则拒绝零假设(变化趋势显著).Mann-Kendall突变检验法[15]和滑动t检验法[15]为突变检测的常用方法,两种方法在统计学上具有一定程度的互补性[16],多用于长系列气象、水文要素演变研究中[17-18].本研究采用Mann-Kendall趋势检验法分析流域降水量、太湖水位、环湖出、入湖水量及沿江(江苏段)引水量.采用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法检测上述水文要素的突变点.Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法的算法均采用Visual Basic编程.表1 2017年环湖巡测线组成概况Tab.1 Components of tour gauging line surrounding Lake Taihu in 2017巡测段/单站基点站经度纬度基点站/单站所在河道江苏大港桥站/119°53′51″31°11′23″大港河城东港桥段城东港桥站119°55′40″31°19′23″城东港浯溪桥段浯溪桥站120°00′30″31°27′12″殷村港雅浦桥站/120°05′17″31°28′21″雅浦港武进港闸站/120°06′51″31°30′12″武进港直湖港闸站/120°07′19″31°30′35″直湖港大渲河泵站/120°13′36″31°33′01″大渲河犊山闸站/120°13′46″31°33′00″梁溪河梅梁湖泵站/120°13′36″31°32′35″梁溪河五里湖闸站/120°13′18″31°32′06″五里湖沿湖小闸段////望亭(立交)站/120°25′19″31°26′59″望虞河铜坑闸段铜坑闸站120°21′13″31°18′01″浒光运河胥江大桥段胥江大桥站120°28′46″31°13′59″胥江瓜泾口段瓜泾口站120°39′21″31°11′59″瓜泾港联湖桥段联湖桥站120°36′38″31°05′44″大浦口太浦闸站/120°30′18″31°00′37″太浦河团结桥段团结桥站120°27′33″30°59′43″大庙港浙江幻溇闸段幻溇闸站120°14′42″30°55′13″幻溇港城北闸站/120°06′00″30°52′45″龙溪杭长桥站/120°04′41″30°52′00″苕溪杨家埠站/120°01′38″30°53′15″旄儿港长兴(二)段长兴(二)站119°54′40″31°00′09″长兴港2 结果与分析2.1 环湖出、入湖水量与太湖有直接水量交换的地市分别是江苏省无锡市、常州市、苏州市和浙江省湖州市,太浦河控制口门和望虞河控制口门均位于苏州市境内,受水利部太湖流域管理局管理,故本次分析将它们单列.1986-2017年多年平均入湖总量91.15亿m3,其中江苏入湖水量最大,占环湖入湖总水量的68%;多年平均出湖总量94.68亿m3,其中江苏和太浦河出湖水量较大,分别占环湖出湖总水量的33%和32%(表2).表2 1986-2017年环湖出、入湖水量多年平均特征值Tab.2 Multi-year average inflow and outflow of Lake Lake Taihu from 1986 to 2017环湖分项江苏浙江望虞河太浦河环太湖入湖水量/(亿m3)62.2224.524.350.0691.15占比/%682750100出湖水量/(亿m3)31.5024.118.8230.2594.68占比/%3326932100图2 环太湖各地区1986-2017年出、入湖水量逐年变化Fig.2 Variation of annual inflow and outflow of Lake Taihu from 1986 to 2017环太湖各地区1986-2017年出、入湖水量逐年变化如图2所示.江苏地区以入湖为主,每年入湖水量均大于出湖水量,其中:入湖水量增加趋势显著,出湖水量1986-2004年期间有减小趋势,2004-2007年期间发生明显增加,2007年后无明显变化趋势.浙江地区2002年前以入湖为主,2002年后以出湖为主,其中:入湖水量分别在1999、2016年达到峰值,2000-2007年期间出现水量低谷,整体未呈现明显变化趋势,出湖水量呈增加趋势,但2015-2017年期间有所减小.望虞河2002年前以出湖为主,2002年后入湖水量显著增加,净入湖、净出湖交替出现.太浦河基本无入湖水量,出湖水量整体无明显变化趋势.环太湖年出、入湖水量增加趋势显著且变化基本同步;2000年前,出湖水量大于入湖水量,2000年后,入湖水量略大于出湖水量.2.2 出、入湖水量变化分析2.2.1 出、入湖水量变化趋势对1986-2017年环太湖出、入水量序列进行Mann-Kendall趋势检定,结果表明(表3),30余年来,环湖年入湖水量增加趋势显著,其中江苏、望虞河入湖水量增加明显,浙江有减小趋势,但不显著,太浦河基本没有入湖水量,故不开展趋势分析;环湖年出湖水量增加趋势显著,其中浙江、望虞河出湖水量增加明显,江苏、太浦河出湖水量有增加趋势,但不显著.表3 1986-2017年出、入湖水量序列Mann-Kendall趋势检定值Tab.3 Results of inflow and outflow variation trend from 1986 to 2017 measured with Mann-Kendall method环湖分项江苏浙江望虞河太浦河环太湖入湖4.816-0.4384.4924.460出湖0.9412.7732.5460.3731.9952.2.2 出、入湖水量突变趋势 1986-2017年环太湖出、入水量序列经Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法综合分析表明(表4),江苏、望虞河的年入湖水量在20世纪末21世纪初呈现突变增加趋势,浙江年入湖水量在21世纪初呈现突变减少趋势,总体来讲,环湖年入湖水量在20世纪90年代末期呈现突变增加趋势;江苏、浙江年出湖水量在21世纪初中后期呈现突变,望虞河在20世纪90年代末期呈现突变增加趋势,总体上环湖年出湖水量在21世纪初后期呈现突变增加趋势.因此,环太湖及各地区的出、入湖水量突变主要集中在1998-2008年这十年间.表4 1986-2017年出、入湖水量序列突变年Tab.4 Mutation point of inflow and outflow from 1986 to 2017环湖分项江苏浙江望虞河太浦河环太湖入湖水量1998年2000年2002年1998年出湖水量2007年2005年1998年1998年2008年2.2.3 出、入湖水量变化出、入湖水量变化从两个方面衡量,一是“纵向”,即突变前后两阶段的水量增长率,二是“横向”,即地区增量占总增量的百分数,亦可理解为增长贡献率.为直观比较地区出、入湖水量的相对变化,以环太湖突变点为断点,将入湖1986-2017年序列分为1986-1997年和1998-2017年两个阶段,出湖分为1986-2007年和2008-2017年两个阶段.表5表明,环湖突变后较之前增加入湖水量29.66亿m3,其中江苏入湖增加最为显著,增长53%,占总增量的84%,浙江入湖减少6%,望虞河增长率最大达1745%,表5 环湖出、入湖水量增长率变化及地区贡献率Tab.5 Increase rate and regional contribution rate of inflow and outflow of Lake Taihu环湖分项江苏浙江望虞河太浦河环太湖入湖增量/(亿m3)24.81-1.526.37≈0.0029.66增长率/%53-61745341增长贡献率/%84-5210/出湖增量/(亿m3)8.855.803.440.5418.63增长率/%312644221增长贡献率/%4831183/占总增量的21%;出湖水量增加18.63亿m3,各地区均为增加趋势,其中望虞河、江苏及浙江分别增长44%、31%和26%,分别占总增量的18%、48%和31%,太浦河出湖水量未见明显增加.不难看出,江苏入湖、出湖水量在“量”和“质”上均较突出,“纵向”增长率、“横向”增长贡献率均较大;浙江入湖水量横纵两向均较小,并无很大改变,出湖水量增加较为明显;望虞河入湖、出湖“纵向”增长率在地区中均最大,但基数小,“横向”增长贡献率相对其他地区并不突出;太浦河出湖没有较大变化.3 讨论3.1 出、入湖水量对太湖水位的影响图3 1986-2017年太湖水位变化Fig.3 Variation of water level of Lake Taihu from 1986 to 2017表6 太湖水位的变化趋势及突变检定Tab.6 Variation trend and mutation point of water level of Lake Taihu太湖水位年平均水位年最低水位年最高水位M-K趋势检定值2.7084.6540.762趋势突变年2007年2001年2000、2015年平均增加幅度/m0.150.22/表7 环湖出、入湖水量影响因子检定Tab.7 Influencing factors of inflow and outflow of Lake Taihu影响因子年降水量沿江引水量(江苏段)杭长桥站出湖天数M-K趋势检定值1.1843.7343.616趋势突变年2008年2002年2003年增长率/%138721环湖出、入湖水量变化直接影响太湖水位,太湖水位是反映太湖流域防汛形势的重要指标,也是防洪减灾调度和水资源调度的重要依据.如图3和表6所示,太湖年平均水位上涨趋势显著,在21世纪初中后期呈现突变,2007-2017年系列较1986-2006年系列上涨了0.15 m;太湖年最低水位上涨趋势显著,突变点发生在21世纪初,2001-2017年系列较1986-2000年系列上涨了0.22 m;太湖年最高水位未表现出明显的上涨趋势,在21世纪初经历了由高转低的变化,近几年呈现由低转高的趋势,具有一定的周期性.不难看出,出、入湖水量变化对太湖年平均水位和年最低水位影响较大,对年最高水位影响较小,有效增加了太湖流域水资源供给,提高了水资源和水环境的承载能力,但未增加流域防洪压力.3.2 出、入湖水量影响因素环湖出、入湖水量影响因素众多,客观上主要有降水和工程调度影响,主观上又受监测技术和巡测方式变更影响.本文尝试依据出、入湖水量的突变时间节点,结合已有研究成果,探讨导致各地区出、入湖水量改变的主要因素.3.2.1 降水对1986-2017年太湖流域年降水进行Mann-Kendall检验(表7),年降水量呈增加趋势,但趋势并不显著,2008-2017年较1986-2007年系列平均降水量多150 mm,增加了13%.由表3、表7中分析结果可知,入湖总量、出湖总量与流域年降水量均呈增加趋势.入湖水量总体上随着降水量的增加而增加,1998-2017年系列与1986-1997年系列有明显分层(图4a),两个系列平均降水量前者仅较后者偏多5%,但在相同降水下前者较后者入湖水量平均增加约25.8亿m3,占总增量超80%,从长期来看,除降水外的因素对入湖水量变化的影响正在占据主导位置;出湖水量总体上随着降水量的增加而增加,1986-2007年系列与2008-2017年系列并未出现明显分层(图4b),且流域年降水量与出湖水量均在21世纪初后期呈增加趋势,相较于入湖水量,出湖水量的两个阶段变化不大,但考虑到年降水呈现周期性的波动,且增加趋势不显著,尚不能认为在出湖水量发生显著变化过程中起主导作用.图4 太湖流域年降水量与入湖水量(a)和出湖水量(b)的关系Fig.4 Relationship diagrams of annual precipitation of Taihu Basin with inflow (a)andoutflow(b)3.2.2 工程调度除降水因素外,工程调度也是影响环湖出、入湖水量变化的重要因子,工程调度包括“引江济太”调度、沿江口门引排水调度、圩区使用以及各地区闸泵运行等.江苏年入湖水量在20世纪90年代末呈现突变增加趋势,主要是受1999年流域性特大洪水导致入湖水量激增影响.21世纪第一个十年,流域降水总体偏枯[19],江苏年出湖水量在这期间增加趋势不显著,但入湖水量在21世纪初仍保持了明显增加趋势.从研究空间、时间尺度及资料收集条件等方面综合考虑,本文选取了沿江口门引水量(江苏段)(1990-2017年)进行分析(表6),江苏入湖水量与沿江江苏段引水量的变化趋势、变化节点与变化幅度基本一致,是江苏地区入湖水量增加的重要因素,与文献[20]研究基本一致.浙江年入湖水量呈减少趋势,一方面由于杭嘉湖地区南排工程于2000年全面建成并运行,部分原本下泄太湖的水量经德清大闸和洛舍闸时被“拉向”嘉兴[21];另一方面受“引江济太”影响,太湖水位抬高[22],一定程度上顶托住浙江入湖水量[23].杭长桥基站位于湖州市东苕溪导流港与西苕溪交汇处,临近太湖,对上游浙西区来水及下游太湖水位变化较为敏感,是浙江地区出、入湖水量变化的重要表征之一.图5可看出,在上游浙西区降水相同情况下,杭长桥站2000-2017年系列较1986-1999年系列入湖水量减少,表明上游原本经杭长桥入湖的水量减少,与文献[21, 23]研究一致.浙江年出湖水量在21世纪初中期呈现突变增加趋势,一方面,与入湖水量的变化原因相似,“引江济太”抬高了太湖水位,与河网地区形成水位差,原本入湖的河道逆流形成出湖[23];另一方面,湖州长兜港、环城河拓浚工程于21世纪初中后期先后完成,进一步减缓了河道坡度,增加了经环城河的太湖回流水量[24].从杭长桥站年出湖天数也可看出(表7),杭长桥站出湖天数在21世纪初呈明显增加趋势,其变化趋势、变化节点、变化幅度与浙江地区基本一致,表明河道回水是浙江地区出湖水量增加的重要因素.图5 杭长桥基点站入湖水量与浙西区降水量对照图(a)和关系图(b)Fig.5 Contrast (a)and relationship (b)diagrams of inflow of base station Hangchangqiao with precipitation in Zhexi area望虞河入湖水量在21世纪初呈增加趋势,与2002年开始常态化实施的“引江济太”有密切关系[25],出湖水量在20世纪90年代末期呈突变增加趋势与流域性特大洪水相关.望虞河为“引江济太”主要引水河道,受工程调度影响很大,汛期以排水为主、非汛期以引水为主.太浦河出湖变化不大,不再单独分析.4 结论1)1986-2017年,环湖年入湖水量增加趋势显著,在20世纪90年代末突变增加,其中江苏、望虞河在20世纪末21世纪初突变增加,浙江在21世纪初突变减少,但减小趋势不明显;环湖年出湖水量增加趋势显著,在21世纪初后期突变增加,其中浙江、望虞河出湖水量增加明显,分别在21世纪初中期和20世纪90年代末突变增加,江苏、太浦河出湖水量有增加趋势,分别在21世纪初后期和20世纪90年代末突变增加,但增加趋势不显著.2)环湖突变后较之前增加入湖水量29.66亿m3,出湖水量增加18.63亿m3;江苏入湖、出湖水量增长率、增长贡献率均较大,入湖水量分别为53%和84%,出湖水量分别为31%和48%;浙江入湖水量增长率与增长贡献率均较小,并无很大改变,出湖水量增加较为明显,增长率与增长贡献率分别为26%和31%;望虞河入湖、出湖增长率在地区中均最大,但增长贡献率相对其他地区并不突出.3)出、入湖水量变化对太湖年平均水位和年最低水位影响较大,对年最高水位影响较小,年平均水位上涨0.15 m,年最低水位上涨0.22 m,有效提高太湖流域水资源量的同时未增加流域防洪压力.4)1986-2017年太湖流域降水增加趋势不显著,其变化对出、入湖水量有一定影响,但长期来看,水利工程调度对出、入湖水量的影响逐渐占据主导作用.沿江江苏段引水量是江苏入湖水量显著增加的重要原因,太湖水位抬升及浙江地区南排工程建设、河道拓浚导致了河道回水,是浙江年入湖水量减少、年出湖水量增加的重要原因.本文讨论仅以地区出、入湖水量的突变时间节点为切入点,建议后期开展更为细致的研究分析,定量分析各影响因子的贡献率,为流域水资源优化配置和科学调度提供技术支撑.5 参考文献【相关文献】[1] Han CL, Mao R.The structure characteristics and the functional variation of the river systems in Taihu Lake catchment.J Lake Sci, 1997, 9(4): 300-306.DOI:10.18307/1997.0403.[韩昌来, 毛锐.太湖水系结构特点及其功能的变化.湖泊科学, 1997, 9(4):300-306.][2] Zhuang W, Pang Y.Water quantity exchanges between typical river network area and western Lake Taihu.J Lake Sci, 2006, 18(5): 490-494.DOI: 10.18307/2006.0508.[庄巍, 逢勇.西太湖湖滨典型河网区与太湖水量的交换.湖泊科学, 2006, 18(5): 490-494.][3] Yan SW, Yu H, Zhang LL et al.Water quantity and pollutant fluxes of inflow and outflow rivers of Lake Taihu, 2009.J Lake Sci, 2011, 23(6): 855-862.DOI: 10.18307/2011.0605.[燕姝雯, 余辉, 张璐璐等.2009年环太湖入出湖河流水量及污染负荷通量.湖泊科学, 2011, 23(6): 855-862.] [4] Shen JY, Gan SW, Chen R et al.Analysis of influencing factors of inflow and outflow around Taihu Lake and countermeasures.Water Resources Protection, 2011, 27(6): 48-52.[申金玉, 甘升伟, 陈润等.环太湖出、入湖水量影响因素分析及对策措施研究.水资源保护, 2011, 27(6): 48-52.][5] Wen YH, Wang ZY, Dong JG.Preliminary study on changing condition for inflow and outflow of Taihu Lake.Yangtze River, 2014, 45(1): 20-23.[闻余华, 王中雅, 董家根.太湖入出湖水量变化情势及其原因初探.人民长江, 2014, 45(1): 20-23.][6] Wu J, Hu Y, Wu J et al.Variation of water quantity into western area of Taihu Lake and influence factors.Journal of China Hydrology, 2016, 36(3): 44-49.[吴娟, 胡艳, 武剑等.太湖流域湖西区入湖水量变化及原因初步分析.水文, 2016, 36(3): 44-49.][7] Lv ZL.Practice and thoughts on comprehensive treatment of water pollution in Taihu Lake.Journal of Hohai University: Natural Sciences, 2012, 40(2): 123-128.[吕振霖.太湖水环境综合治理的实践与思考.河海大学学报: 自然科学版, 2012, 40(2): 123-128.][8] Li B,Li HY.The key points of the water allocation plan of Taihu and itsinnovation.Water Resources Development Research, 2018, 18(6): 40-44.[李蓓, 李昊阳.太湖流域水量分配方案的编制要点及其创新性.水利发展研究, 2018, 18(6): 40-44.][9] Deng Y, Wu HY, Sun DY et al.Flood protection capacity analysis on levee of Taihu Lake.China Flood & Drought Management, 2015, 25(5): 72-75.[邓越, 吴浩云, 孙大勇等.环太湖大堤防洪能力浅析.中国防汛抗旱, 2015, 25(5): 72-75.][10] Mao XW, Gao Y, Xu WD.Affect of tour hydrometric gauging method on water balance calculation for Taihu Lake.Journal of China Hydrology, 2006, 26(5): 58-60.[毛新伟, 高怡, 徐卫东.水文巡测方法对太湖水量平衡计算的影响分析.水文, 2006, 26(5): 58-60.][11] Zhu DS, Wang C, Cheng XB eds.Planning theories and technologies of water resources protection.Beijing: China Water & Power Press, 2001.[朱党生, 王超, 程晓冰.水资源保护规划理论及技术.北京: 中国水利水电出版社, 2001.][12] Mann HB.Nonparametric test against trend.Econometrica, 1945, 13: 245-259.[13] Ding LH, Xiao WG, Chen XH et al.Analysis of precipitation change trend in Binjiang River Basin.Journal of China Hydrology, 2014, 34(5): 67-74.[丁华龙, 肖卫国, 陈晓宏等.滨江流域降水时空演变规律分析.水文, 2014, 34(5): 67-74.][14] Su XM, Liu ZH, Wei TF et al.Analysis of runoff variation and its causes in Jinghe Basin, Xinjiang.Journal of China Hydrology, 2016, 36(5): 92-96.[苏向明, 刘志辉, 魏天峰等.新疆精河径流变化及其原因分析.水文, 2016, 36(5): 92-96.][15] Wei FY.Modern climatic statistical diagnosis and prediction technology.Beijing: China Meteorological Press, 1999.[魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术.北京: 气象出版社, 1999.] [16] Fu CB, Wang Q.The definition and detection of abrupt climate change.Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 1992, 16(4): 482-493.[符淙斌, 王强.气候突变的定义和检测方法.大气科学, 1992, 16(4): 482-493.][17] Zhang HR, Zhou JZ, Zeng XF et al.Inconsistency analysis of spatial and temporal evolution of precipitation and runoff in Jinshajiang River Basin.Journal of China Hydrology, 2015, 35(6): 90-96.[张海荣, 周建中, 曾小凡等.金沙江流域降水和径流时空演变的非一致性分析.水文, 2015, 35(6): 90-96.][18] Zhang LR, Wang XZ, Wang GQ et al.Consistency and reliability analysis of hydrological sequence in environment change.Journal of China Hydrology, 2015, 35(2):39-43.[张利茹, 王兴泽, 王国庆等.变化环境下水文资料序列的可靠性与一致性分析.水文, 2015,35(2): 39-43.][19] Wu HY, Wang YT, Hu QF et al.Tempo-spatial change of precipitation in Taihu Lake Basin during recent 61 years.Journal of China Hydrology, 2013, 33(2): 75-81.[吴浩云, 王银堂, 胡庆芳等.太湖流域61年来降水时空演变规律分析.水文, 2013, 33(2): 75-81.][20] Mao XW, Lu MF, Jia XW et al.Analysis of pattern changes of water diversion from the Yangtze River and its impacts in the west area of Wangyu River in Taihu Lake Basin.Water Resources Development Research, 2010, 10(9): 31-34.[毛新伟, 陆铭锋, 贾小网等.太湖流域望虞河以西地区沿长江引水格局变化及其影响分析.水利发展研究, 2010, 10(9): 31-34.][21] Hu YW.Analysis of the effects of water diversion works for water environment improvement in the Hangjiahu district [Dissertation].Hangzhou: Zhejiang University, 2010: 81-92.[胡尧文.杭嘉湖地区引排水工程改善水环境效果分析[学位论文].杭州: 浙江大学, 2010: 81-92.][22] Gao Y, Mao XW, Xu WD.Analysis of the influence on the Taihu Lake and the area around diversion from the Yangtze River to the Taihu Lake.Journal of China Hydrology, 2006, (1): 92-94.[高怡, 毛新伟, 徐卫东.“引江济太”工程对太湖及周边地区的影响分析.水文, 2006, (1): 92-94.][23] Wu YK, Tao YG, Wang HY.Analysis of the influence on Zhejiang of diversion from the Yangtze River to the Taihu Lake.Zhejiang Hydrotechnics, 2007, (6): 13-15,18.[伍远康, 陶永格, 王红英.“引江济太”工程对浙江的影响分析.浙江水利科技, 2007, (6): 13-15,18.][24] Lu QZ.Analysis on change of river channel into Taihu Lake and hydrological regime of Dongtiaoxi and Xitiaoxi.Zhejiang Hydrotechnics, 2011, (5): 6-9.[卢七召.东西苕溪入湖河道的变迁与水文情势变化分析.浙江水利科技, 2011, (5): 6-9.][25] Wu HY.Study on key technologies of Yangtze- Taihu Water Diversion.China Water Resources, 2008, (1): 6-8.[吴浩云.引江济太调水试验关键技术研究和应用.中国水利, 2008, (1): 6-8.]。
环太湖主要出入湖河道2007年~2013年水质变化趋势

作者: 颜婷莉
作者机构: 太湖流域管理局水文局(信息中心)
出版物刊名: 科技传播
页码: 108-110页
年卷期: 2014年 第17期
主题词: 环太湖 水量 水质 变化
摘要:2002年起,引江济太通过望虞河调引长江水,利用丰富的长江过境水来弥补本流域水资源量的不足。
太湖是太湖流域最大蓄水湖泊,在太湖流域防汛、水资源调度中发挥重要作用,环太湖出入湖河道的水质变化趋势能较好地反应太湖的水质变化。
本文重点分析环太湖主要出入湖河道2007-2013年的水质变化趋势,以便更好地为引江济太调度提供数据支持。
太湖流域水生态功能分区研究
太湖流域水生态功能分区研究胡开明; 陆嘉昂; 冯彬; 常闻捷; 巫丹【期刊名称】《《安徽农学通报》》【年(卷),期】2019(025)019【总页数】7页(P98-104)【关键词】太湖流域; 水生态功能分区; 水生态环境管理; 分区指标体系【作者】胡开明; 陆嘉昂; 冯彬; 常闻捷; 巫丹【作者单位】江苏省环境科学研究院江苏南京 210036; 江苏省环境工程重点实验室江苏南京 210036【正文语种】中文【中图分类】X171当前,我国水体管理正处在从水资源管理和水环境治理向水生态管理转变的过程中,水资源开发、利用和保护都要考虑到水生态系统的基本要求,而水生态系统具有区域性与层次性特征,客观上要求建立以水生态功能分区为基础的管理技术体系[1]。
水生态功能分区是依据河流生态学中的格局与尺度理论,反映流域水生态系统在不同空间尺度下的分布格局,基于流域水生态系统空间特征差异,结合人类活动影响因素而提出来的[2-4],实质上就是划分出反映水生态系统空间特征差异与环境相互关系的区域单元[5]。
“生态区”一词最早是由加拿大森林学家Orie Loucks在1962年提出的[6]。
1967年,Crowley[7]根据气候和植被的宏观特征,绘制了加拿大的生态区地图,并对生态区进行了定义:生态区是指具有相似生态系统或期待发挥相似生态功能的陆地及水域。
1980年代中期,美国环境保护署(USEPA)确立,水生态区就是具有相对同质的淡水生态系统或生物体,及其与环境相关的土地单元[8]。
基于土壤、自然植被、地形和土地利用4个区域性特征指标,对水生态区进行了区划,以指导流域管理。
随后世界各国根据本国国情逐渐开展水生态分区工作。
2000年,欧盟委员会提出欧洲水框架指令(European Water Framework Directive,WFD),首次全面阐述了欧洲淡水生态系统的管理和保护概念,提出要以水生态区为基础确定水体的参考条件,根据参考条件评估水体的生态状况,最终确定生态保护和恢复目标的淡水生态系统保护原则[9]。
太湖水体交换周期变化(1986-2018年)及对水质空间格局的影响
昱1,赵
帅1,胡思远1
摘要:针对太湖水体交换周期近十余年发生的变化,本文收集整理了 1986-2018年太湖水文巡测、汛期水文巡测数据 以及太湖流域沿江城市引水量、流域降雨量变化数据,基于太湖出入湖水量的变化研究了太湖水体交换周期的变化及原 因,并对交换周期变化对水质空间格局的影响进行分析.结果表明:太湖入湖水量有显著上升 ,2007年以来平均每年入湖 水量增长30.8亿m3/a.水体交换周期显著下降,2007年以后约为184 d,相比2007年前下降了 26 d.太湖流域及各水利 分区近70年来,除去2015和2016年,降雨量无显著变化,主要入湖区下垫面变化造成的入湖水量增加估算在每年2.0 亦左右•太湖入湖水量增加主要集中在湖西区,与沿江口门引水量明显相关.相比2007年前,沿江口门引水量年均增长 2&9亿m3/a,<这期间太湖入湖水量增量与这一弓冰有关•入湖水量的增加开始影响太湖存在的“西浊东清”水质结构, 水体交换周期缩短会使东西太湖水质出现均化的现象,东部太湖水质会出现下降的趋势. 关键词:太湖;出入湖水量冰体交换周期冰质空间格局;去除率
对于太湖入湖水量变化已经有一些研究,季海萍等⑷分析了太湖1986 2017年出入湖水量的变化,认 为太湖岀入湖水量有显著的增加,推测是与水利工程调度有关.申金玉等⑼对湖西区入湖水量进行统计分 析也得出了入湖水量增加的结论.在入湖通量方面,沈国华等[1°」对太湖湖西区、武澄锡虞区入湖的污染物 通量和太湖对应湖区的水质指标进行了分析,认为入湖污染物通量超过太湖自净能力,太湖污染有加剧的 趋势•在太湖水质空间分布方面,王华等⑸通过分析太湖2010 2017年太湖总磷浓度的变化发现,太湖总 磷浓度西北高、东南低,有显著的空间差异.在太湖自身净化能力方面,朱锦旗等z认为太湖水生植物对 氮、磷有一定的截留能力,推测如果太湖外源总氮负荷小于1.83万t,总磷负荷小于1800 t,东太湖的水质也 许可达到HI类水(GB 3838-2002).
太湖流域及东南诸河
太湖流域及东南诸河水中长期供求规划工作大纲水利部太湖流域管理局二○一二年四月目录1 概述 (1)1.1 流域片概况 (1)1.2 供水现状及存在问题 (12)1.3 规划编制背景 (18)2 规划编制指导思想及原则 (23)2.1 指导思想 (23)2.2 编制原则 (23)2.3 编制依据 (24)3规划范围及水平年 (26)3.1 规划范围 (26)3.2 规划水平年 (30)4 规划目标与任务 (30)4.1 规划目标 (30)4.2 主要任务 (31)5 规划总体思路及技术路线 (33)5.1 总体思路 (33)5.2 技术路线 (34)5.3 规划编制要求和规定 (35)6 规划主要工作内容 (37)6.1 现状水供求状况分析 (37)6.2 未来水供求态势分析 (42)6.3 水供求调配方案与总体布局 (44)6.4 重点领域及区域供水保障 (51)6.5 重点地区生态环境用水保障 (56)6.6 重点供水保障工程 (57)6.7 规划保障制度建设 (64)6.8 规划实施方案 (66)6.9 实施效果分析 (68)6.10 环境影响评价 (70)6.11 规划实施保障措施 (72)7 规划主要成果 (73)8 组织与分工 (74)9 进度计划 (76)附表 (79)附表2-1 2010年经济社会发展指标调查统计 (79)附表2-2 2001~2010年供用水量调查统计 (79)附表2-3 现状供水能力成果表 (80)附表4-1 节水量及用水效率指标 (80)附表4-2 水资源配置成果 (81)附表4-3 多年平均供水量增减平衡分析 (82)附表5-1 城市需水量预测 (82)附表5-2 城市供水保障方案 (83)附表5-3 城市群需水量预测 (84)附表5-4 城市群供水保障方案 (85)附表5-5 粮食主产区粮食生产需水量预测 (86)附表5-6 粮食主产区粮食生产供水保障方案 (87)附表6-1 河流主要控制断面生态环境需水量 (88)附表6-2 地表水退减水源调配方案 (88)附表6-3 地下水压采水源调配方案 (90)附表6-4 重要河湖生态补水保障措施 (90)附表7-1 规划灌区续建配套与节水改造工程 (92)附表7-2 规划高效节水灌溉工程 (92)附表7-3 规划新建大中型灌区基本情况 (93)附表7-4 规划重点蓄水工程 (94)附表7-5 规划重点引提水工程 (95)附表7-6 规划调水工程 (95)附表7-7 其他水源工程 (97)附表7-8 水生态修复水源置换工程 (97)1 概述1.1 流域片概况太湖流域及东南诸河(不含台湾,以下简称“太湖流域片”),地跨苏、浙、沪、闽、皖、赣五省一市,总面积24.5万km2。
太湖平原变迁与水利活动
三国两晋南北朝时期
六朝时期的农业开发主要在湖西的毗陵(今武进)、溧 阳一带高亢平原进行,兴修了众多的陂塘灌溉农田。三 国时,吴国组织兴建的农田水利工程,比较重要的当推 在今江苏省句容县境内的赤山湖。 差不多同时,吴国又在吴兴、长兴间的太湖边上筑青塘, 长数十里,以隔绝太湖水势,捍卫沿堤农田。此外,吴 国还在句容至云阳(今江苏丹阳)间凿了一条称破冈渎 的水道,虽然这是一条运粮渠道,但也有灌溉之利。 由于吴国在这里兴建了许多水利工程,使这里形成“田 池布千里”的景象。
• 在我国历史的早期,太湖流域被认为是全 国最差之地。成书于战国时期(公元前 475―前221年)、我国最早的地理学文献之 一――《禹贡》,将全国分为九州,定出每 州的等级,最好的是“上上”,最差的为 “下下”,共九等。当时太湖流域属九州 中的扬州,扬州被列为最差的“下下”等。 到宋元明清时期,以苏(州)杭(州)为 代表的太湖流域,地位急剧上升,被认为 是全国最好的地方,是人间的“天堂”。
• 在历史的长河中,为什么太湖流域的 地位变化如此巨大?
太湖流域农田水利开发
赤山湖(练湖) 无锡湖
春 秋 吴
越蠡渎
春秋吴
汉塘
• 春秋战国秦汉时期
《越绝书・吴地传》有这样一条与农田水利有关的记载:“无锡湖者, 春申君治以为陂。凿语昭渎以东到大田。田名胥卑。凿胥卑下以 南注大湖,以泻西野。”无锡湖位于无锡、常州两市间,今日已湮, 春秋战国时是一片很大的沼泽地,面积约为15000顷。春申君名 黄歇,是战国后期楚国的大臣,封于江东,以吴(今苏州市)为都。 春申君在其都城西部,进行了规模较大的水利建设,他将无锡湖 的大片沼泽地,改造成为蓄水的陂塘;并开渠引水灌溉胥卑的农 田;还凿渠将尾水排往大湖。 春申君还在无锡、武进、江阴等地开凿多条河浦,便于灌排 和交通运输,并设置范围较大的上、下两屯,垦拓农田。