朱喜老师与你揭秘东太湖水质逆转之2016-2019年污染激增的真相

学术   其他   2024-11-18 08:20   福建  



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原标题:东太湖以往水质好而2016-2019年不好原因何在?





文章全文





东太湖以往水质好而2016-2019年不好原因何在?

朱 喜
无锡水利,13861812162


东太湖为太湖东部湖湾,面积172km2。以往水质好、藻密度低、无蓝藻爆发。原有相当多鱼池,水产养殖兴旺,后退鱼池还湖,清除围网养殖,恢复湿地;实施清淤;使水质保持在Ⅲ-Ⅳ类。域内有吴江水厂(50t/d)水源地。

1 水环境现状、特点

 污染源。河道入湖污染极少;底泥污染较重;有蓝藻污染。

 水质为太湖中最好。2022TP TN为Ⅲ类,太湖同期平均为Ⅳ类。

 蓝藻爆发在太湖中最轻。个别时间有轻度爆发,太湖则年年规模爆发;2019年藻密度2600万个/L ,太湖则达到12200万个/L。东太湖蓝藻来源主要是自身产生和由湖心在偏南风时漂入。

 以往有植被茂盛的湿地。后主要由于围垦湿地成为鱼池、发展水产养殖,及由于提高水位,使湿地面积大幅减少。后实施退鱼池(围网)还湖恢复37.3km2湿地,目前水面积恢复至172km2

水量交换率高。引排水条件好,水流通畅。

 风景旅游资源丰富。现在全部沿岸水域和陆域已建成为风景旅游区域。

2 湿地有良好的改善水环境作用

净化水体提升水质。在中学上植物课时就得知绿色植物能够进行光合作用:植物在白天是吸收二氧化碳、放出氧气,特别是维管束植物(东太湖挺水植物生长较普遍)输送氧气的速度较快,氧气能够降解、消除污染,所以能有效净化水体、提升水质;植物在晚上则使吸收氧气、释放出二氧化碳。

 净化底泥降低释放率。东太湖底泥的污染物质含量(特别是有机物质)在太湖各水域中是最高的,但其底泥的释放率恰是最小的。其原因就是植被覆盖率高,致DO高,使底泥上部一般不会处于缺氧状态,所以TP一般处于不释放状态;在晚上植物处于吸收氧气、放出二氧化碳、DO相对较低时,TP的释放率也很低,所以东太湖底泥的全年污染负荷总释放量是为零或为负值

3 东太湖以往水质好和蓝藻少的自然原因

 外源进入少 主要是河道入湖N P负荷很少。东太湖为太湖下游,仅有几条入湖小河道,且已建闸挡污,基本无河水入湖。 有太湖大堤阻隔,地面径流污染负荷入湖很少。

 水生植物生长良好 东太湖生长有茂盛的水生植物。水草种类多,覆盖率高。水生植物直接吸收水体和底泥中大量的N P,固定底泥,减少风浪扰动底泥,给水体遮阳和降温,抑制蓝藻生长。 东太湖有众多的鱼类等水生动物,及伴随水生植物生长的大量微生物,有效削减N P净化水体,抑制蓝藻生长。

 水体自净能力强 悬浮物大量沉降等作用使水体有效自净。太湖污染负荷主要来自西部、南部入湖河道。其中入湖河道的污染物经太湖3468.5km的流动,一般需时840d,在这段时间内N P的主载体悬浮物大部分沉淀。此过程水体的流动,水中悬浮物平均减少74%,透明度增加29%~139%,加上有水生植物的阻滞作用促进悬浮物沉降,所以东太湖水质好。如TN2008-2022太湖西部沿岸水域平均3.51mg/L,流至东太湖降低为1.35 mg/L,削减61.5% “引江济太”调水增加自净能力。每年调水10亿m3入太湖,增加水体流动性、自净能力、环境容量。

 底泥释放负荷少东太湖有大量水生植物,具有消浪、固泥、减少底泥起浮的作用;增加透明度,有助于沉水植物生长。所以东太湖底泥释放负荷少一般不需要为改善水环境而实施生态清淤,但为改善航行、泄洪排涝的疏浚是必要的。

 蓝藻吸收N P后漂向西部或随水出流东太湖蓝藻主要自己生成,也有部分自外水域流入,藻密度低,蓝藻吸收N P其中部分水体表层的蓝藻在东北风时漂向太湖西半部,大部分蓝藻随太浦河等河道出湖水流带走。

4 东太湖以往水质好和蓝藻少的人为原因

拆除数万亩围网养殖与鱼池,有利于保护植物系统和净化水体。

 实行水道疏浚,提高泄流能力,带走更多的污染负荷和蓝藻。

 望虞河调水增加水体流速和自净能力。

 对湿地生态系统进行良好保护和必要生态修复。

 东太湖是太湖中最具有良好水生态系统的水域,是自然因素和人为因素共同作用的结果,有其得天独厚的自然地理条件,也由于流域和苏州市、无锡市的共同努力。

5 2016-2020东太湖水质为何变差

⑴ 藻密度快速升高。主要是西部太湖的吞吐流(重力流)将大量蓝藻由水体的中下层水流带人东太湖,使其藻密度明显升高。如西部太湖藻密度从2015年的4300万个/L升高至2019年的12200万个/L、为2.8倍,带动了东太湖藻密度升高,使其从2016600万个/L升至2020年的3600万个/L、为6倍。

⑵ 透明度降低影响光合作用。由于藻密度明显升高,使东太湖从不发生蓝藻爆发至发生轻度蓝藻爆发,降低透明度,降低光合作用效率,减少氧气的产生量、使底泥TP的释放能力有所增强、水质相对变差。所以此阶段东太湖水质TP与太湖总体一样随着升高,从以往的Ⅲ类降低为Ⅳ类(其中还有许多其他的复杂因素),而东太湖TN保持Ⅳ类。

 原围网养殖底泥污染释放依然存在。东太湖在2015年清除大量的围网水产养殖后,其底泥中尚存的饵料和水产排泄物,在风浪作用下起浮而释放污染负荷,是使水质变差的又一因素。这类情况在若干年后,由于该区域植物的逐步生长、底质的逐步稳定,会致污染负荷释放量逐步减小,直至消除。

6 治理目标

全面达到地表水湖库标准Ⅱ类;保持较低藻密度和全年无蓝藻爆发。

7 今后治理措施

控制富营养化主要是全面控制太湖水污染:控制外源污染,清除蓝藻和底泥污染,继续实施“引江济太”调水。确保太湖水质全面达到Ⅲ类,东太湖就能全面达到Ⅱ类。

治理蓝藻可在口门处设置4.5km双围隔的隔断(可不到底),留通航口门,保证正常泄洪。作用:挡藻,阻挡太湖湖心的水面和水体上层的蓝藻漂进湖湾;挡风浪。全年采用消除水面水体和水底蓝藻的技术,降低藻密度至≤100-200万个/L,达到蓝藻持续不爆发水平。

 恢复太湖原湿地规模从湿地能净化水体和削减底泥污染的分析来看,太湖应扩大湿地面积,提高植被覆盖率至蓝藻爆发前的规模、达到占水面25-30%。其中特别要大幅度增加沉水植物湿地,必须创造有利生境,适当降低水位、采取适当的削减风浪措施,才能有效促进太湖中心和东太湖中间水域沉水植物的自然修复,恢复太湖原生态植被覆盖规模。东太湖部分水域应加大植物密度、提高丰度,除泄洪通道和航道以外的水域全部长满茂盛植物,植被覆盖率达到70-80%

 引进新技术。采用水体底泥蓝藻三合一共治技术(包括专用、组合集成技术)同时治理水体、蓝藻和底泥污染,确保东太湖全面达到Ⅱ类水质

8 启示

⑴ 湿地具有多方面作用。必须恢复太湖湿地至蓝藻爆发以前的占太湖水面积25-30%的规模,有利于净化水体和抑制蓝藻。

⑵ 考虑植物增氧耗氧的两个作用。充分考虑水生植物白天的增氧和晚上的耗氧作用及其对消除水体污染的影响。但要确保入湖污染负荷小于环境容量,否则最茂盛的湿地也无法提升水质。

⑶ 考虑两类水体流动形式对蓝藻分布的影响。水体流动及其对蓝藻移动的影响,太湖的风生流主要使水面蓝藻从东部向西部或西北部移动,而太湖的吞吐流则是使西部的蓝藻由水体中下层的水流带往东部水域。

⑷ 考虑太湖水质的梯度分布。太湖水质从西部向东部逐步得到改善,现在西部竺山湖劣Ⅴ类、宜兴沿岸水域为Ⅴ类,由于湖泊的自我净化能力,中部改善为Ⅳ类,水流到达东部时即改善为为Ⅲ类。所以要从源头至末端全过程全力治理全太湖污染,只有西部水质全面达到Ⅲ类,东部才能全面达到目标Ⅱ类。

 人与自然和谐共处。遵重自然规律、利用自然规律,人工修复与自然修复相结合,人工修复促进自然修复。加快实现太湖水质提升、消除蓝藻爆发及恢复湿地的目标,建设健康美丽的太湖生态系统。

本为由无锡市水文局朱前维、秦建国,无锡市河湖治理和水资源管理中心吴林峰、袁萍协助编写。

作者著于2024.11.16



附:作者简介




朱喜老师在第十三届水科学发展论坛上分享观点、看法
作者简介朱喜:1968年毕业于乌鲁木齐农垦大学,高工,中国水利学会会员;在新疆水利行业工作至1985年调回无锡,于无锡市水资源管理处、犊山工程管理处等9个单位工作过,2005年退休前后工作于无锡市水利局12年。前后从事水资源、水工程规划、设计和管理工作50余年,2002起从事河湖水污染、水环境、水生态研究,2007年起从事太湖等大中型湖泊消除蓝藻爆发、富营养化技术及其应用理论研究。2007年6月首先提出太湖2007年5.29供水危机实质是“湖泛”的理论,为政府采纳和专家认同;提出新沟河“引江济太”的设想;2007-2013年任无锡市蓝藻办顾问。
共编撰出版7部技术专著:《太湖蓝藻持续爆发原因及防治措施》(2022)《河湖污染与蓝藻爆发治理技术》(2021),《河湖生态环境治理与调研》(2018),《中国淡水湖泊蓝藻爆发治理与预防》(2014),《太湖蓝藻治理创新与实践》(2012),《太湖无锡地区水资源保护和水污染防治》(2009),《太湖(湖库)污染和蓝藻爆发治理与预防100问》(2024)。
主编4个规划:《无锡市水资源综合规划》(2007),《无锡市水生态系统保护和修复规划》(2006),《无锡市水资源保护和水污染防治规划》(2005),《无锡市区水资源保护规划》(1995)。
发表有关水资源、水生态、水环境、河湖治理、2007年供水危机、调水、防御洪涝、污水处理提标、治理太湖巢湖滇池富营养化和蓝藻爆发等百余篇文章,参加全国百余场学术研讨交流会并作报告。
联系方式:13861812162(微信同号);2570685487@qq.com

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编者:薛国强
校审:朱   喜

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薛国强:【水利天下】公号创办人兼总编。2000年本科毕业于武汉水利电力大学,2012年工程硕士毕业于同济大学,注册咨询工程师,水利水运双专业高级工程师,河湖网专家顾问委员会委员,科普中国专家库专家成员,中国水利文协专家委员会委员。福建省土木工程建筑行业协会专家库成员、福建省土木工程系列高级工程师任职资格评审专家评委等。



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