王琦，李中華

（中交天津航道局有限公司環(huán)保工程事業(yè)部，天津 300042）

0 引言

太湖是我國(guó)第三大淡水湖泊，具有防洪、供水、養(yǎng)殖、旅游和生態(tài)等綜合功能，也是流域經(jīng)濟(jì)生活發(fā)展的重要自然資源。由于太湖流域經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與水環(huán)境保護(hù)工作相對(duì)滯后的矛盾，太湖水質(zhì)污染與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益突出，受入湖河流污染和湖泊底泥影響，導(dǎo)致了水質(zhì)惡化、生態(tài)環(huán)境退化等一系列問(wèn)題，在全面控制太湖入湖污染源的同時(shí)，自2002年在五里湖區(qū)域?qū)嵤┨桌鷳B(tài)疏浚工程以來(lái)，加緊實(shí)施太湖底泥生態(tài)疏浚工程，對(duì)改善太湖水質(zhì)、抑制富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展、提升太湖有效保護(hù)及科學(xué)管理的內(nèi)涵，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 梅梁湖生態(tài)疏浚工程

1.1 工程概況

梅梁湖是太湖北部的一個(gè)湖灣，位于無(wú)錫市中心西南10 km處，是無(wú)錫城市供水的主要飲用水源地之一。梅梁湖東、西、北三面環(huán)山，東與五里湖相連，西與竺山湖相鄰，南面開(kāi)敞與大太湖水體相通，面積123.8 km2，平均水深1.95 m，容積2.41億m3，工程具體實(shí)施范圍如圖1所示。

2009—2011年無(wú)錫市對(duì)梅梁湖區(qū)域共實(shí)施了三期生態(tài)疏浚工程，3年期間梅梁湖湖區(qū)累計(jì)清淤面積20.25 km2，清淤土方442.1萬(wàn)m3，各年度清淤情況見(jiàn)表1。

1.2 工程特點(diǎn)

本工程的性質(zhì)是生態(tài)疏浚工程，工程任務(wù)是把含有高濃度污染物的淤泥挖除，施工時(shí)充分考慮清淤時(shí)挖至硬底層，但不破壞原始湖床，在減少底泥內(nèi)源污染物釋放對(duì)水質(zhì)影響的同時(shí)，為梅梁湖水源地水質(zhì)改善，湖區(qū)底棲環(huán)境改善和生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造條件，因此，本工程具有挖泥厚度不規(guī)則，浚后湖底高程不一致的特點(diǎn)，部分區(qū)域最大清淤厚度為0.55 m，最小清淤厚度僅為0.2 m，平均清淤厚度約0.30 m。施工中需要一套控制超挖的技術(shù)措施，以保證較準(zhǔn)確地將污染層清除。

圖1 梅梁湖2009—2011年生態(tài)疏浚施工區(qū)域圖

表1 梅梁湖2009—2011年生態(tài)疏浚工程量分布表

2 生態(tài)疏浚前后底泥內(nèi)源污染物監(jiān)測(cè)分析

生態(tài)疏浚最直接的效果就是清除了湖泊污染底泥層中大量的氮（N）和磷（P），根據(jù)疏浚前后底泥中污染物含量的變化，可直觀地顯示疏浚的效果以及對(duì)污染物的去除率。

2.1 太湖底泥樣品的采集

本研究在施工區(qū)內(nèi)選擇了3處采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)分別命名為T(mén)-m-1、T-m-2和T-m-3，具體取樣點(diǎn)位置如圖1所示。2008年2月生態(tài)清淤工程實(shí)施前，在3處采樣點(diǎn)進(jìn)行了浚前采樣?？：蟛蓸訒r(shí)間分別為2009年8月T-m-1點(diǎn)、2010年8月T-m-2點(diǎn)、2011年8月T-m-3點(diǎn)。為了保證每次采樣點(diǎn)在同一位置，利用GPS系統(tǒng)對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行定位，確保疏浚前后的底泥樣品取自同一區(qū)域位置。

2.2 底泥分析指標(biāo)

底泥樣品采集后，進(jìn)行含水率、總磷（TP）、總氮（TN）、有機(jī)質(zhì)等指標(biāo)的測(cè)定[1-3]。

2.3 生態(tài)疏浚前后底泥內(nèi)源污染物去除效果分析

各采樣點(diǎn)疏浚前后底泥含水率、總磷（TP）、總氮（TN）、有機(jī)質(zhì)含量等指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

對(duì)比疏浚前后各采樣點(diǎn)底泥的理化指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，3個(gè)采樣點(diǎn)底泥含水率、總氮、總磷、有機(jī)物含量均大幅度下降，其中總氮的平均去除率為44.41%，總磷的平均去除率為47.49%，有機(jī)質(zhì)的平均去除率為47.59%，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也強(qiáng)有力地證明了通過(guò)生態(tài)疏浚工程的實(shí)施，富含污染物的高含水率、懸浮態(tài)有機(jī)污染底泥被精確地有效去除。

表2 疏浚前后梅梁湖底泥物理化學(xué)指標(biāo)含量變化表

2.4 生態(tài)疏浚實(shí)施后底泥氮、磷去除量估算

生態(tài)疏浚工程最直接的效果就是清除了太湖污染底泥層中大量的氮和磷，根據(jù)疏浚前后污染物含量以及污泥含水率、天然密度、清除量等指標(biāo)，可以大致估算出3年施工期間氮、磷的清除總量。

本研究并沒(méi)有將太湖底泥天然密度納入監(jiān)測(cè)指標(biāo)，因此通過(guò)查閱文獻(xiàn)，一般情況下太湖淤泥的天然密度介于1.50～1.80 g/cm3之間，流泥的天然密度介于1.20～1.50 g/cm3之間[4]，因此，取太湖底泥天然密度中間值為1.50g/cm3，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)3年的清淤施工，2009—2011年梅梁湖施工區(qū)域內(nèi)合計(jì)清除TN約2979.45 t，TP約910.62 t。大量氮磷的去除對(duì)減少內(nèi)源釋放，延緩控制水體的富營(yíng)養(yǎng)化起著積極的作用。

3 生態(tài)疏浚前后梅梁湖水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境對(duì)比調(diào)查評(píng)估

有研究表明，生態(tài)疏浚在短期內(nèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽有較好的控制作用，但長(zhǎng)期觀察該效果有可能減弱[5-6]，國(guó)內(nèi)也曾出現(xiàn)過(guò)南京玄武湖在疏浚后僅7個(gè)月水質(zhì)又惡化的現(xiàn)象[7]，因此，為了考察梅梁湖疏浚前后水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境的變化情況，根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和SL395—2007《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》，選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)為水體高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮共4項(xiàng)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算2006—2011年6年期間梅梁湖各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)年平均值，并進(jìn)行比較分析，考察生態(tài)疏浚的實(shí)施效果。

3.1 生態(tài)疏浚工程實(shí)施前后梅梁湖水質(zhì)變化分析

根據(jù)水利部太湖流域水資源保護(hù)局各年份公布的每月太湖監(jiān)測(cè)報(bào)告[8]，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出梅梁湖2006—2011年主要水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)年平均值，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

對(duì)比各年度統(tǒng)計(jì)平均值數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，梅梁湖自2006年以來(lái)主要水質(zhì)指標(biāo)均有下降，水質(zhì)逐年好轉(zhuǎn)，特別是2009年開(kāi)展生態(tài)疏浚以來(lái)，當(dāng)年梅梁湖各項(xiàng)水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)較3年前大幅下降，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷指標(biāo)已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)國(guó)家關(guān)于《太湖流域水環(huán)境綜合治理實(shí)施方案》確定的2012年目標(biāo)值，其中高錳酸鹽指數(shù)和總磷更是降至6年來(lái)的最低點(diǎn)，隨后2年里各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)呈現(xiàn)波動(dòng)式變化，并未出現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，但在3年生態(tài)疏浚期間，梅梁湖各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均低于疏浚前3年數(shù)據(jù)的平均值，說(shuō)明梅梁湖生態(tài)疏浚初期對(duì)湖泊內(nèi)源負(fù)荷的控制效果較為明顯，可使湖泊水質(zhì)目標(biāo)指標(biāo)大大降低，然而隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，有可能在湖泊內(nèi)源污染負(fù)荷出現(xiàn)跳躍式降低后，出現(xiàn)某些污染物組分又回復(fù)現(xiàn)象，但整體而言生態(tài)疏浚對(duì)降低梅梁湖內(nèi)源污染負(fù)荷，改善疏浚區(qū)域水環(huán)境具有明顯的作用。

表3 梅梁湖2006—2011年主要水質(zhì)指標(biāo)年平均值統(tǒng)計(jì)表mg·L-1

3.2 生態(tài)疏浚工程實(shí)施前后梅梁湖生態(tài)環(huán)境分析

目前，太湖區(qū)域最嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題就是由湖泊富營(yíng)養(yǎng)化引起的藍(lán)藻水華爆發(fā)、“湖泛”等一系列生態(tài)災(zāi)難，湖泊的營(yíng)養(yǎng)水平高低與湖泊的生態(tài)問(wèn)題直接相關(guān)，因此通過(guò)對(duì)疏浚湖區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀況指標(biāo)進(jìn)行分析，考察生態(tài)疏浚工程實(shí)施前后對(duì)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響。

根據(jù)SL395—2007《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》，湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)依據(jù)總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、透明度5個(gè)指標(biāo)綜合賦分評(píng)價(jià)，以營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI可劃分為5種標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)表4。

表4 湖庫(kù)營(yíng)養(yǎng)化狀況分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)統(tǒng)計(jì)匯總梅梁湖區(qū)域各年度EI指數(shù)，繪制了梅梁湖各年度營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化圖（如圖2），從圖2中可明顯看出梅梁湖的營(yíng)養(yǎng)狀況自2009年生態(tài)清淤工程開(kāi)始后明顯下降，由原來(lái)的中度富營(yíng)養(yǎng)化水平下降到輕度富營(yíng)養(yǎng)化，并且在隨后兩年繼續(xù)維持在輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平。

水利部太湖流域管理局發(fā)布的2009年《太湖健康報(bào)告》顯示，2009年太湖藍(lán)藻水華爆發(fā)的強(qiáng)度、頻次和面積與2007、2008年同期相比呈明顯的下降趨勢(shì)[9]；中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部公布的2010年太湖監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2010年太湖監(jiān)測(cè)水華共發(fā)生78次，較2009年和2008年分別減少了22次和30次，這些數(shù)據(jù)都強(qiáng)有力地說(shuō)明生態(tài)疏浚工程的實(shí)施清除了富含氮磷的底泥沉積物，減少了底泥內(nèi)源物質(zhì)的釋放，降低了水體總磷、總氮含量，提高了水體透明度，同時(shí)也改善了疏浚湖區(qū)的水生態(tài)環(huán)境。

圖2 梅梁湖各年度營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI變化圖

4 結(jié)論與展望

2009—2011年太湖梅梁湖生態(tài)疏浚工程實(shí)施后，直接去除了梅梁湖污染底泥層，疏浚后梅梁湖水質(zhì)、底質(zhì)條件得以改善，水生態(tài)呈現(xiàn)逐年恢復(fù)趨勢(shì)，雖然隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，有些污染組分又有回復(fù)現(xiàn)象，但整體而言，生態(tài)疏浚對(duì)于降低湖泊內(nèi)源污染負(fù)荷，控制底泥污染，改善和提高太湖及疏浚區(qū)域的水環(huán)境、水生態(tài)具有積極的作用，今后應(yīng)在繼續(xù)做好疏浚深度精確性的基礎(chǔ)上，大力推廣實(shí)施改善湖泊水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境的生態(tài)疏浚工程。

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[8]太湖流域水資源保護(hù)局.太湖流域及東南諸河省界水體水資源質(zhì)量狀況通報(bào)（2006.01—2011.12）[R].2012.

[9]太湖流域管理局.太湖健康報(bào)告[R].2009.