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高邮湖水质及出入湖污染物通量分析
 
2016年12月13日  点击量:4134
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赵智,丁建国

(江苏省水文水资源勘测局扬州分局,225002)

摘要:随着社会经济发展,工业污水、农业污水、生活污水大量排入湖泊、河流,导致湖泊、河道水质污染湖泊富营养化问题日益突出,已经严重影响人民生产生活。为了解高邮湖水质情况,分析其成因,本文在收集了大量水文、水质资料的基础上,通过水文量质同步的优势条件,完成了高邮湖湖区水质、主要出入湖河道水质与水量状况的分析研究,对各条河道出入高邮湖污染物通量进行了计算分析,掌握了河道污染物通量分布变化情况,对湖泊水环境治理提供了有力依据,使区域水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展。

关键词:高邮湖;污染物通量;量质同步

 

Water quality and pollutants flux of Gaoyou Lake

Zhao Zhi&Ding Jianguo

(Hydrology and Water Resources Survey Bureau, Jiangsu Province, Yangzhou Branch)

Abstract:Pollution and Eutrophication of lakes and rivers are becoming serious due to the input of sewage and wastewater from industry and agriculture with development of society and economy, which have affected the quality of people’s life. To illustrate the status of water quality and its reasons in Gaoyou Lake, hydrological and synchronous water quality data were collected and used to analyze the water quality in the lake water and main rivers. Furthermore, the pollutants flux of Gaoyou Lake and the contribution of different input rivers to the flux were also calculated according to these data. Our results provide basal data for the management of Gaoyou Lake, guarantee the sustainable usage of water resource during the development of society and economy.

Keywords: Gaoyou Lake; pollutants flux; water quality

 

1 湖泊概况

高邮湖地处苏皖交界,北与洪泽湖水系相连接,南与长江水系相连通,东临江苏高邮,西接安徽天长,位于天长市东北边境,跨安徽省天长市和江苏省高邮市、宝应县、金湖县,湖区主属江苏省,是中国江苏省第三大湖,水域总面积为760.67平方千米。高邮湖属浅水型湖泊,为淮河入江水道重要组成部分。高邮湖、邵伯湖以新民滩控制线为界,以上为高邮湖,以下为邵伯湖,行洪期间两湖连为一片,行洪后期利用控制线上的漫水闸控制蓄水。

高邮湖的入湖河道属于淮河入江水道水系,淮河大部分上游来水经三河闸,过入江水道进入高邮湖。高邮湖区间来水,主要来源于安徽省天长县境内,其余来源于淮安、扬州境内。高邮湖入湖主要河道有上游入江水道、利农河、涂沟河、铜龙河、老白塔河、白塔河、王桥河、秦栏河。

高邮湖的主要出湖河道新民滩控制线,断面宽约7km ,行洪时,高邮湖湖水经新民滩下泄入邵伯湖,两湖连为一片,行洪后期利用控制线上的湖滨闸、庄台河闸、新王港闸、老王港闸、新港闸、毛港闸、杨庄闸等漫水闸控制蓄水。高邮湖、主要出入湖河道及相关监测断面详见图1

高邮湖

1    高邮湖、主要出入湖河道及相关监测断面位置示意图

2、湖体水质评价

根据江苏省水文水资源勘测局扬州分局以及江苏省水文水资源勘测局淮安分局2009年对高邮湖的水质监测成果,对各月监测均值进行评价,统计出全年12个月高邮湖水质综合评价为Ⅲ~Ⅴ类,其中6月和10月水质为Ⅲ类,8月和11月水质为类,其余月份水质均为Ⅳ类。超标项目主要为总磷和总氮,溶解氧、高锰酸盐指数和氨氮则全部达标。

根据2003~2009年湖体各单项水质指标年均值成果,经对各单项水质指标含量多年变化对比分析,湖体溶解氧呈缓慢上升趋势;高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮均呈下降趋势,其中总磷和总氮下降趋势最为明显。湖体综合水质类别为Ⅳ~劣类,主要为总氮和总磷超标,具体为溶解氧为类,高锰酸盐指数除2004年为Ⅲ类外均为Ⅱ类,氨氮均为Ⅱ类,总磷为Ⅲ~类,总氮为Ⅲ~劣类。

3、湖体营养化评价

2009年高邮湖营养状态指数为59.9,属轻度富营养;全湖逐月营养化指数介于49.4~65.9之间,其中10月份湖体营养状态为最低的中营养,3811月份湖体营养状态为中度富营养,其余各月营养状态均为轻度富营养。高邮湖为淮河入江水道行洪通道,非正常状况的封闭型湖泊,由于湖水较浅且湖体的流动性较大使得水体较为浑浊,从而造成湖体透明度较低影响其富营养化指标评价。若透明度不参评,则2009年各月营养状态均为中营养和轻度富营养。

2003~2009年湖区营养化指数介于53.8~62.6之间,由于2007年开始监测湖区的透明度值,而高邮湖区透明度对营养状态指数贡献较大,因此2007年湖区营养状态指数相对于2006年明显变大,其余各年际间变化较小,湖区营养状态除2007年和2008年为中度富营养外其余均为轻度富营养。若2007~2009年透明度不参评,则高邮湖区2003~2009营养状态年均为轻度富营养且湖区营养化指数呈明显下降趋势。

4、水文分析与计算

高邮湖出入湖河道较多,目前有4个流量监测断面,其中三河闸、石港抽水站、宝应湖退水闸为入湖水量监测断面,新民滩控制线为出湖河道水量监测断面。其它河道均没有水量资料,需通过水量平衡进行推算。

计算方法:首先根据已有出入湖水量监测资料,统计其逐月水量;其次,根据高邮湖库容曲线,由水量平衡方程推得其它河道的总入湖水量;最后,按各河的汇流面积进行比例分配。

通过计算20032009年多年平均各河入高邮湖水量共为265.68亿m3,月最大入湖水量为7月的95.09亿m3,占年入湖水量的35.8%,月最小入湖水量为2月的0.92亿m32009年各河入高邮湖水量为34.04亿m3,是入高邮湖多年平均(20032009年)水量的12.8%。月最大入湖水量为8月的10.89亿m3、占年入湖水量的32.0%,月最小入湖水量为1月的0亿m3

2009年入湖水量中,入江水道、石港抽水站引河、宝应湖退水闸、利农河、铜龙河、老白塔河、白塔河、王桥河、秦栏河分别为27.4702.960.380.690.510.600.550.86亿m3,分别占总入湖水量的80.7%0%8.7%1.1%2.1%1.5%1.8%1.6%2.5%。其中入江水道是淮水行洪通道,入湖水量最大。

出湖水量中,只有新民滩控制线出水。多年平均各河出高邮湖水量共254.60亿m3,月最大出湖水量为8月的86.16亿m3、占年出湖水量的33.8%,月最小出湖水量为5月的0.34亿m32009年出高邮湖水量为25.52亿m3,是出高邮湖多年平均(20032009年)水量的10.0%。月最大出湖水量为9月的8.42亿m3,占年出湖水量的33.0%,月最小出湖水量为2月的0亿m3

5、入湖河道水质分析

根据2003年省政府批复的《江苏省地表水(环境)功能区划》,高邮湖主要入湖河道为江苏省扬州市的宝应湖、江苏省淮安市的入江水道改道段和利农河以及安徽省天长县的铜龙河、老白塔河、白塔河、王桥河和秦栏河;主要出湖河道即为江苏省扬州市邵伯湖。其中邵伯湖2010年和2020年水质目标均为Ⅱ类,宝应湖和入江水道改道段2010年和2020年水质目标均为Ⅲ类,利农河2010年和2020年水质目标均为Ⅳ类,根据安徽省水文水资源勘测局提供的资料,老白塔河的2010年和2020年水质目标均为Ⅲ类,白塔河2010年和2020年水质目标分别为Ⅲ~Ⅳ类和Ⅲ类,其余三条河未设功能区。

根据2009年高邮湖主要出入湖河道(入江水道改道段、白塔河、宝应湖、利农河、邵伯湖)实测成果月均值,分别进行单项水质指标达标评价,汇总各河道单项指标达标结果,作为2009年高邮湖出入湖河道水质指标的总体达标率。结果表明,2009年高邮湖主要出入湖河道高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮(参照湖、库Ⅳ类水标准)的总体达标率分别为:90.0%、90.0%、73.3%、26.1%,出入湖河道总氮对河道水质影响显著。

高邮湖主要出入湖河道水质类别除宝应湖基本维持类外以 Ⅴ~>类为主,2010年水功能区水质目标总体达标率较低,为28.3%。各河道在不同水期达标率基本相近,其中宝应湖、入江水道改道段和白塔河达标率相对较高,邵伯湖和利农河则因为总氮超标而全部未能达标。

20032009年入江水道改道段水质类别以Ⅳ~劣Ⅴ类水为主,共占总测次的82.8%。利农河水质类别无明显变化趋势,以劣Ⅴ类水为主,共占总测次的67.1%。白塔河水质类别无明显变化趋势,以Ⅲ~劣Ⅴ类水为主。

6、出入湖污染量分析

根据江苏省水文水资源勘测局入高邮湖河道断面的水质监测资料成果,本次计算出入湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮的量。在计算出入高邮湖的河道中,宝应湖、入江水道、利农河、白塔河和邵伯湖20032009年各年均有水质监测成果。出入湖污染物量的计算,以河道月水质指标监测浓度的平均值和月入湖水量值的乘积计算。

多年平均(20032009)入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是33.8万吨、8601吨、2236吨、4.40万吨。20032009年入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量均有明显的下降趋势,其年均下降率分别为19.6%17.6%12.6%21.6%

2009年入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是4.88万吨、1220吨、199.6吨、3792吨,为多年平均(20032009年)相应入高邮湖污染物量的0.14 0.14倍、0.09倍、0.09倍;各入湖污染物量月最大值除总磷出现在九月外其余项目均出现在八月。

2009年入江水道改道段入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是3.77万吨、693.5吨、134.1吨、3458吨,分别占入高邮湖各污染物量的77.3%56.9%67.2%91.2%;各入湖污染物量月最大值除总磷出现在九月外其余项目均出现在八月。可见入江水道改道段是高邮湖入湖的最大污染量来源。

2009年安徽省天长县的铜龙河、老白塔河、白塔河、王桥河和秦栏河入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷污染物量分别是0.63万吨、466.1吨、49.6吨,分别占入高邮湖各污染物量的13.0%38.2%24.8%;化学需氧量入湖量月最大值出现在七月,氨氮和总磷入湖量月最大值均出现在二月

2009年宝应湖入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是4039吨、35.8吨、10.8吨、260吨,分别占入高邮湖各污染物量的8.28%2.93%5.43%6.84%;各入湖污染物量月最大值化学需氧量和氨氮出现在八月,总磷出现在七月,总氮则出现在九月

2009年利农河入高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是709吨、24.4吨、5.07吨、73.9吨,分别占入高邮湖各污染物量的1.45%2.00%2.54%1.95%;各入湖污染物量月最大值均出现在七月、约占全年量的40%左右

高邮湖多年平均(20032009)出湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是30.0万吨、5926吨、2811吨、3.71万吨。各污染物多年平均出湖量月间变化较大,最大值一般出现在7月或8月。20032009年高邮湖出湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量也均有明显的下降趋势,其年均下降率均超过20%

2009年出高邮湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是2.64万吨、307.0吨、222.4吨、2487吨,为多年平均(20032009年)相应出高邮湖污染物量的0.09 0.05倍、0.08倍、0.07倍;各出湖污染物量月最大值化学需氧量、总磷出现在八月,氨氮月最大值出现在十二月,总氮出湖量月最大值出现在九月。

高邮湖2009年及多年平均(20032009年)化学需氧量、氨氮、总氮的入湖污染物量均多于出湖污染物量,而总磷的出湖污染物量多于入湖污染物量。

高邮湖为淮河入江水道行洪通道,由于各年的上游来水量差异较大造成了污染物通量的年际差异较大,同时因每年淮河行洪主要集中在汛期又造成每年的污染物通量的月际差异较大。

由于高邮湖最主要的入湖河道入江水道和出湖口的多年各水质参数浓度变化值较小,因此20032009年高邮湖各年出入湖污染物通量及多年平均出入湖污染物通量均与其相对应的出入湖水量呈较为明显的正相关关系。

7、结论

1)高邮湖为淮河入江水道行洪通道,高邮湖各年出入湖污染物通量及多年平均出入湖污染物通量均与相对应的出入湖水量呈较为明显的正相关关系

220032009年高邮湖湖体水质类别、污染物浓度以及营养状态指数均呈逐步好转的态势。20032009年高邮湖各出入湖河道水质情况在经历短期下降后,从2008年初以来好转趋势较为明显。

3)多年平均(20032009)入湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是33.8万吨、8601吨、2236吨、4.40万吨;多年平均(20032009)出湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量分别是30.0万吨、5926吨、2811吨、3.71万吨。20032009年高邮湖出入湖的化学需氧量、氨氮、总磷、总氮污染物量也均有明显的下降趋势。

420032009高邮湖水质未现恶化趋势,控制农业面源污染和渔业养殖污染是保障高邮湖水质的关键所在。

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