陸 昊，楊柳燕，楊明月，張建華，呂學(xué)研，殷 鵬 ，錢 新

(1.南京水利科學(xué)研究院水文水資源研究所，江蘇 南京 210029； 2.南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210023；3.南京大學(xué)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023； 4.江蘇省水利廳，江蘇 南京 210029；5.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036； 6.江蘇省水資源服務(wù)中心，江蘇 南京 210029)

太湖流域地處長(zhǎng)江流域下游，流域面積3.69萬(wàn)km2，地跨江蘇、浙江、安徽、上海三省一市，是我國(guó)人口密度最大、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。太湖流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和濕潤(rùn)，降雨充沛。太湖位于太湖流域的中心，是我國(guó)第三大淡水湖泊。太湖水面面積為2 338 km2，平均水深約1.9 m。太湖流域水網(wǎng)交錯(cuò)，河道密度高達(dá)3.2 km/km2[1]。隨著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口密度增加，太湖流域土地開發(fā)強(qiáng)度增大，工農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)和公共用地占比上升，導(dǎo)致入湖氮磷數(shù)量超過環(huán)境容量，底泥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度升高[2]，湖體總磷濃度居高不下[3]，同時(shí)在盛行風(fēng)向的定常風(fēng)下，太湖湖區(qū)出現(xiàn)眾多大小不一的環(huán)流，污染物容易積聚[4]，為太湖藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)提供了條件。因此，探索環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量變化及其影響因素具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

降雨對(duì)進(jìn)入太湖流域河道的氮磷負(fù)荷有著重要影響。陳潔等[5]分析了不同降雨強(qiáng)度下大浦河流量和營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷的變化，發(fā)現(xiàn)入湖河道流量對(duì)降雨強(qiáng)度的響應(yīng)具有滯后性，雖然河道水體總氮和總磷濃度無(wú)明顯差異，但不同降雨強(qiáng)度下總氮和總磷的日負(fù)荷存在顯著差異，降雨強(qiáng)度增加，營(yíng)養(yǎng)鹽日負(fù)荷增加。張婷等[6]研究發(fā)現(xiàn)，流域豐水年的非點(diǎn)源氮磷負(fù)荷為枯水年非點(diǎn)源氮磷負(fù)荷的2倍以上。Carpenter等[7]通過觀測(cè)與模擬估算發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)降雨對(duì)Mendota湖的入湖磷通量影響顯著，強(qiáng)降雨帶入湖的總磷通量約占全年入湖磷通量的75%。近年來(lái)，太湖流域強(qiáng)降雨頻次不斷增加[8]，對(duì)河道入湖總氮和總磷通量產(chǎn)生了影響。然而，在太湖流域這樣的復(fù)雜河網(wǎng)區(qū)，從降雨、徑流和氮磷遷移轉(zhuǎn)化等一系列生物地球化學(xué)循環(huán)過程考慮，基于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)模擬分析太湖流域氮磷輸移轉(zhuǎn)化過程比較困難。本文根據(jù)環(huán)太湖入湖河道的水質(zhì)和水量計(jì)算河道入湖總氮和總磷通量，探索太湖流域年降水量與河道入湖總氮和總磷通量之間的關(guān)系，旨在幫助識(shí)別太湖入湖總氮和總磷通量的主要來(lái)源，解析與反推太湖入湖總氮和總磷的來(lái)源和輸入途徑，以期為區(qū)域綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集

太湖流域根據(jù)水系特征分為7個(gè)片區(qū)(圖1)，出入湖河流有228條，主要的入湖河流位于湖西區(qū)和浙西區(qū)。為了分析太湖流域上游降水量與河道入湖總氮和總磷通量的關(guān)系，從中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)收集了2010—2019年太湖流域降水量數(shù)據(jù)，從太湖網(wǎng)和《太湖流域水情年報(bào)》收集了2010—2019年太湖入湖水量數(shù)據(jù)，從環(huán)境監(jiān)測(cè)部門獲取了環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷濃度數(shù)據(jù)。

圖1 太湖流域分區(qū)

1.2 環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量計(jì)算

利用環(huán)太湖河道水體總氮和總磷濃度與河道月入湖水量計(jì)算環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量：

(1)

式中：W為環(huán)太湖河道年入湖總氮或總磷通量；Qij為環(huán)太湖第i條入湖河道j月入湖水量；cij為環(huán)太湖第i條入湖河道j月總氮或總磷濃度；n為主要入湖河道數(shù)。逐月估算出每條主要入湖河道總氮和總磷的入湖通量后，累加可以得到環(huán)太湖河道的年入湖總氮和總磷通量。

環(huán)太湖水文測(cè)量站分為基點(diǎn)站和巡測(cè)站，控制了環(huán)太湖95%以上的進(jìn)出水流量。根據(jù)基點(diǎn)站和巡測(cè)站流量相關(guān)性分析結(jié)果，可由基點(diǎn)站流量推算各個(gè)巡測(cè)站的流量[9]。在計(jì)算環(huán)太湖河道入湖氮磷通量時(shí)，無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)河道的水質(zhì)數(shù)據(jù)由相近河道的水質(zhì)數(shù)據(jù)替代。

2 結(jié)果與分析

2.1 太湖流域降水量年際變化

太湖流域降水量的大小決定了太湖入湖水量和水位漲落[10]，從而影響太湖流域水文過程、水資源量和水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。2010—2019年，太湖流域年平均降水量為1 322 mm，較1986—2009年增加15%。其中，2013年太湖流域年降水量最少，只有1 067 mm，而2016年太湖流域年降水量最多，為1 792 mm，2019年太湖流域年降水量為1 271 mm(圖2)。2010—2019年，湖西區(qū)平均年降水量為1 263 mm，較1986—2009年增加3%。其中，2013年湖西區(qū)年降水量最少，只有928 mm，而2016年湖西區(qū)年降水量最多，為2 026 mm，2019年湖西區(qū)年降水量較少，為952 mm。2010—2019年，浙西區(qū)年均降水量為1 552mm，較1986—2009年增加10%。2013年浙西區(qū)年降水量最少，為1 297 mm，而2016年浙西區(qū)降水量最多，為2 035 mm，2019年浙西區(qū)年降水量較多，為1 628 mm。因此，2010—2019年，太湖流域不同年份降水量變化較大，湖西區(qū)年降水量均小于同期浙西區(qū)年降水量，其中2019年差值最大，湖西區(qū)年降水量比浙西區(qū)少了676 mm。

圖2 2010—2019年太湖流域年降水量

2.2 太湖入湖水量年際變化

太湖環(huán)湖岸線全長(zhǎng)393.2 km，進(jìn)出河港縱橫，河口眾多。根據(jù)測(cè)算，環(huán)太湖河道入湖水量主要包括3部分：①流域天然降雨，為主要部分，占入湖水量的70%～80%；②區(qū)域引水，包括自主引水和“引江濟(jì)太”調(diào)水，占入湖水量的20%～30%；③區(qū)域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活排水，主要是從長(zhǎng)江取水后就地排水，占比較小。2010—2019年，太湖年均入湖水量為11.6 km3，其中，2013年入湖水量最少，為8.9 km3，2016年入湖水量最多，為16 km3，2019年入湖水量為12.6 km3(圖3)。

湖西區(qū)和浙西區(qū)為太湖上游地區(qū)。2010—2019年，湖西區(qū)和浙西區(qū)入湖水量平均占太湖入湖水量的85%(圖3)。湖西區(qū)是太湖入湖水量最多的片區(qū)，1986—2009年湖西區(qū)入湖水量平均占太湖入湖水量的48%，而2010—2019年湖西區(qū)入湖水量平均占太湖入湖水量的65%，比例有所上升。1986—2009年浙西區(qū)入湖水量平均占太湖入湖水量的23%，而2010—2019年，浙西區(qū)入湖水量平均占太湖入湖水量的20%，比例略有下降。2019年，浙西區(qū)入湖水量的占比顯著增加。杭嘉湖區(qū)、陽(yáng)澄淀泖區(qū)和武澄錫虞區(qū)的河道以出湖為主[11]，2010—2019年，其他片區(qū)入湖水量平均只占太湖入湖水量的15%(圖3)。因此，太湖入湖水量主要來(lái)自湖西區(qū)和浙西區(qū)，湖西區(qū)和浙西區(qū)是入湖氮磷的主要來(lái)源。

圖3 2010—2019年太湖年入湖水量和不同片區(qū)入湖水量占比

2.3 環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量

根據(jù)環(huán)太湖河道流量及水質(zhì)數(shù)據(jù)，2010—2019年，環(huán)太湖河道年均入湖總氮和總磷通量分別為3.24萬(wàn)t和0.18萬(wàn)t。其中，2013年環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量最小，分別為2.45萬(wàn)t和0.14萬(wàn)t；2016年最大，分別為4.22萬(wàn)t和0.25萬(wàn)t；2019年環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量分別為3.27萬(wàn)t和0.14萬(wàn)t(圖4)。

2010—2019年，環(huán)太湖河道入湖氮磷主要來(lái)源于湖西區(qū)和浙西區(qū)，兩個(gè)湖區(qū)河道入湖總氮和總磷通量占全湖的90%以上(圖4)。湖西區(qū)是環(huán)太湖河道入湖氮磷最主要的來(lái)源區(qū)，2010—2019年，湖西區(qū)河道年均入湖總氮和總磷通量分別為2.45萬(wàn)t和0.14萬(wàn)t，分別占環(huán)太湖河道年均入湖總氮和總磷通量的77%和76%。湖西區(qū)2013年河道入湖總氮和總磷通量最小，分別為1.82萬(wàn)t和0.10萬(wàn)t；2016年最大，分別為3.08萬(wàn)t和0.19萬(wàn)t。浙西區(qū)2017年河道入湖總氮和總磷通量最小，分別為0.31萬(wàn)t和0.02萬(wàn)t；2019年最大，分別為0.94萬(wàn)t和0.04萬(wàn)t。因此，太湖流域河道入湖總氮和總磷通量變化較大，并不隨太湖流域污染治理力度增強(qiáng)而梯度下降。

(a)總氮入湖通量

環(huán)太湖主要出入湖河道的總磷和總氮濃度監(jiān)測(cè)頻次為每月1次，為瞬時(shí)值，忽略了河道總氮和總磷濃度在月內(nèi)的變化，這會(huì)影響環(huán)太湖河道入湖氮和磷通量的估算精度[12]。此外，環(huán)太湖河道存在往復(fù)流[13-14]，由于河道入湖與出湖時(shí)水體總氮和總磷濃度之間存在差異，使用每月1次的總氮和總磷濃度數(shù)據(jù)也會(huì)給太湖河道入湖總氮和總磷通量的計(jì)算帶來(lái)系統(tǒng)誤差。同時(shí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)部門未監(jiān)測(cè)的部分出入湖河道的總氮和總磷濃度，使用鄰近河道的總氮和總磷濃度作為替代，也會(huì)給環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量的計(jì)算帶來(lái)一定的誤差。本文采用逐月累計(jì)得到的入湖總氮和總磷通量與水利部太湖流域管理局公布的《太湖健康狀況報(bào)告》相比，誤差較小，因此能有效反映環(huán)太湖河道入湖氮磷通量。

3 討 論

3.1 入湖總氮和總磷通量與降水量的關(guān)系

太湖流域入湖水量變化受降水量影響，降水量大的年份入湖水量也大。2015和2016年是2010—2019年間太湖流域降雨最多的兩年，導(dǎo)致入湖水量也非常高，而2015和2016年恰好也是2010—2019年間環(huán)太湖河道入湖氮和磷通量最高的兩年。2010—2019年，太湖流域、湖西區(qū)和浙西區(qū)河道入湖總氮和總磷通量均與降水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(顯著性水平p<0.05)(圖5)。浙西區(qū)入湖水量主要來(lái)源于區(qū)域降雨，其入湖水量變化主要與降雨有關(guān)[15]，因此，降水量直接影響浙西區(qū)河道入湖總氮和總磷通量的變化。湖西區(qū)入湖水量的來(lái)源除了區(qū)域降雨外，還包括諫壁閘等沿長(zhǎng)江口門引水[16]。雖然2010—2019年湖西區(qū)沿長(zhǎng)江口門平均年引水量達(dá)2.29 km3，為湖西區(qū)平均年入湖水量的30%，但是湖西區(qū)入湖氮和磷通量的變化與沿江口門引長(zhǎng)江水量之間無(wú)顯著相關(guān)性(p>0.05，圖6)，因此，降雨仍是湖西區(qū)入湖總氮和總磷通量變化的主要影響因素。

(a)年降水量與河道入湖總氮通量關(guān)系

圖6 2010—2019年湖西區(qū)年引江水量與入湖總氮和總磷通量關(guān)系

湖西區(qū)和浙西區(qū)河道入湖總氮通量隨降水量增加的響應(yīng)系數(shù)分別為9.96 t/mm和5.86 t/mm，總磷通量的響應(yīng)系數(shù)分別為0.895 t/mm和0.213 t/mm(圖5)，湖西區(qū)河道入湖總氮和總磷通量隨降水量增加的響應(yīng)系數(shù)分別為浙西區(qū)的1.7倍和4.2倍。已有研究結(jié)果顯示[17]，浙西區(qū)土地利用類型以林地和耕地為主，面積占比分別為62%和22%，氮磷主要來(lái)自林地和農(nóng)業(yè)面源污染。湖西區(qū)土地利用類型以城市建設(shè)用地和耕地為主，面積占比分別為22%和50%[18]。降水量增加雖然會(huì)導(dǎo)致區(qū)域氮磷濕沉降量升高，但是從環(huán)湖濕沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，2017年降雨中總氮、總磷平均質(zhì)量濃度分別為3.06 mg/L和0.08 mg/L[19]，降雨中總氮濃度略低于河道總氮濃度多年平均值，總磷濃度顯著低于河道總磷濃度多年平均值，因此，濕沉降不是造成河道入湖總氮和總磷通量與降水量之間強(qiáng)相關(guān)的原因。根據(jù)WorldPop公布的人口數(shù)據(jù)[20]計(jì)算，湖西區(qū)和浙西區(qū)人口密度分別約為998人/km2和444人/km2，盡管研究表明太湖流域人口密度和城鎮(zhèn)與流域污染負(fù)荷存在相關(guān)性[21]，但是工業(yè)和城鎮(zhèn)點(diǎn)源排放的總氮和總磷通量與降水量之間不呈正相關(guān)關(guān)系，工業(yè)和城鎮(zhèn)點(diǎn)源排放也不是導(dǎo)致入湖總氮和總磷通量與降水量之間呈顯著正相關(guān)的原因。綜上，湖西區(qū)城鎮(zhèn)和農(nóng)村面源高強(qiáng)度排放是導(dǎo)致河道入湖總氮和總磷通量與降水量之間強(qiáng)響應(yīng)的主要原因。

3.2 高強(qiáng)度降雨對(duì)河道入湖總氮和總磷通量的影響

由于存在降雨初損[22-23]，降雨強(qiáng)度較低時(shí)，面源氮磷負(fù)荷增加并不明顯。而在高強(qiáng)度降雨時(shí)，太湖平原河網(wǎng)地區(qū)河道各形態(tài)氮和磷濃度有急劇的升高趨勢(shì)[24-25]，高強(qiáng)度降雨使進(jìn)入太湖上游河網(wǎng)區(qū)的總氮和總磷負(fù)荷呈現(xiàn)脈沖式增加，而這種情況下的總氮和總磷進(jìn)入河道后不易得到凈化。與此同時(shí)，太湖流域高強(qiáng)度降雨導(dǎo)致入太湖水量大，河道入湖總氮和總磷通量也變大。以日降水量達(dá)到25 mm及以上視為高強(qiáng)度降雨進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，2010—2019年，湖西區(qū)和浙西區(qū)年高強(qiáng)度降水量占年降水量比例與年降水量之間呈現(xiàn)正相關(guān)(圖7)。2010—2019年中，2016年湖西區(qū)和浙西區(qū)年降水量最大，高強(qiáng)度降水量占年降水量的比例分別為63.4%和54.0%，導(dǎo)致河道入湖總氮和總磷通量大增。此外，2010—2019年，湖西區(qū)和浙西區(qū)河道入湖總氮和總磷通量與所在片區(qū)年高強(qiáng)度降水量之間也呈顯著正相關(guān)(p<0.05，圖8)。2019年，由于氣候氣象因素導(dǎo)致降雨不均，浙西區(qū)山區(qū)降水量大增，入湖水量、入湖總氮和總磷通量也顯著增加，因此，太湖流域高強(qiáng)度降雨增加了河道入湖總氮和總磷通量。

圖7 2010—2019年湖西區(qū)和浙西區(qū)年高強(qiáng)度降水量占比與年降水量關(guān)系

(a)湖西區(qū)

3.3 降雨對(duì)入湖總氮和總磷通量的影響

太湖流域河道入湖氮磷污染來(lái)源多樣，城鎮(zhèn)生活、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等的氮磷排放是最主要的來(lái)源，同時(shí)大氣沉降、長(zhǎng)江引水也是入湖氮磷的來(lái)源。在太湖流域氮磷污染控制力度不斷增大與引水調(diào)控的背景下，盡管河道水質(zhì)有所改善[26]，但環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量未見明顯減少。根據(jù)分析，長(zhǎng)江引水與入湖氮磷通量變化無(wú)顯著相關(guān)性。研究表明，2018年與2010年相比，太湖流域降雨總氮濃度平均值相近，降雨總磷濃度平均值呈下降趨勢(shì)[27]。而2014—2015年太湖流域降雨中總氮和總磷質(zhì)量濃度分別為2.17 mg/L和0.036 mg/L，雨水總氮平均質(zhì)量濃度比河道總氮平均質(zhì)量濃度(3.47 mg/L)稍低，雨水總磷平均質(zhì)量濃度明顯低于河道總磷平均質(zhì)量濃度(0.18 mg/L)[28]。此外，多年來(lái)太湖流域城鎮(zhèn)生活污水處理廠、工業(yè)園區(qū)污水處理廠以及工業(yè)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)污水處理設(shè)施進(jìn)行了提標(biāo)改造，點(diǎn)源污染防治成果顯著，排入河道氮磷負(fù)荷明顯下降[29]。綜合考慮以上因素，并結(jié)合降水量與河道入湖總氮和總磷通量的顯著相關(guān)關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，太湖流域上游引水、大氣干濕沉降與固定源排放不是影響環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量變化的主要原因，農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和城鎮(zhèn)面源，包括部分降雨時(shí)雨污合流管的污水溢流，成為河道氮磷污染的主要來(lái)源[29]。太湖流域降雨導(dǎo)致的水循環(huán)過程驅(qū)動(dòng)了入湖氮磷遷移過程，由于太湖流域氮磷遷移過程復(fù)雜，除了大氣沉降外，雨水?dāng)y帶陸源污染物進(jìn)入河道，導(dǎo)致環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量與降水量呈顯著正相關(guān)。降雨主要通過以下幾個(gè)方面影響環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量的變化：

a.降水量影響種植業(yè)氮磷流失量。種植業(yè)是太湖流域農(nóng)業(yè)面源氮磷污染的重要來(lái)源。由于城市化進(jìn)程的加劇，耕地面積雖然在不斷減少，但是出于經(jīng)濟(jì)利益考慮，太湖流域許多稻田改為果園、菜地，茶園面積也不斷擴(kuò)大，2002—2017年太湖地區(qū)果園和茶園面積分別增加了2.852萬(wàn)hm2和1.892萬(wàn)hm2[30]。由于果園、菜地和茶園單位面積氮磷施肥用量大，氮磷的地表徑流流失量和地下滲漏流失量均明顯高于稻田，雖然2002—2017年太湖流域種植業(yè)面積明顯減少，但是磷流失量?jī)H下降了1.84%[30]。此外，枯水期太湖流域的河流總磷濃度上升幅度較大，也表明目前農(nóng)村和農(nóng)業(yè)面源污染仍沒有得到有效控制。一般情況下，降水量越大，氮磷徑流流失量也越大，因此，發(fā)生高強(qiáng)度降雨時(shí)，太湖流域種植業(yè)氮磷流失量越多，農(nóng)業(yè)面源輸入河道的氮磷量就越多。

b.降水量影響城鎮(zhèn)面源污染入河量。城鎮(zhèn)面源也是河流氮磷污染的重要來(lái)源之一。高強(qiáng)度降雨下，太湖流域城鎮(zhèn)面源氮磷污染隨降雨進(jìn)入河道，同時(shí)由于部分雨污合流管道溢流，也會(huì)導(dǎo)致部分污水進(jìn)入河道。孫中浩[31]通過對(duì)宜興市不同下墊面的降雨徑流的研究發(fā)現(xiàn)，城區(qū)不同下墊面的降雨徑流中總氮和總磷平均質(zhì)量濃度分別為1.99～10.93 mg/L和0.22～1.77 mg/L，降雨徑流中總氮和總磷初始質(zhì)量濃度分別超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅴ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的1.0～5.5倍和1.1～5.9倍。太湖流域高強(qiáng)度降水量越大，對(duì)城鎮(zhèn)下墊面“清掃”作用越強(qiáng)，導(dǎo)致城鎮(zhèn)雨水徑流進(jìn)入河道的氮磷負(fù)荷越高，對(duì)河道水質(zhì)的不利影響越嚴(yán)重。

c.降水量影響水系自凈能力。太湖流域水網(wǎng)縱橫，湖蕩眾多，整個(gè)流域濕地總面積約為735 km2，大于0.5 km2的湖蕩有189個(gè)，占太湖流域平原面積的10.7%，但是，太湖流域河道以閘壩調(diào)控為主，湖西區(qū)與浙西區(qū)平原河網(wǎng)的連通性與其他片區(qū)相比較差[32]，因此，在降雨強(qiáng)度較小時(shí)，部分河水積存于圩區(qū)或斷頭浜中，但在降雨強(qiáng)度較大時(shí)，圩區(qū)與斷頭浜水通過閘泵或支流進(jìn)入主要入湖河道，氮磷污染物也隨之入湖。與此同時(shí)，高強(qiáng)度降雨導(dǎo)致太湖上游河網(wǎng)區(qū)水量增加，流速增大，也會(huì)使得沉積在河道中的氮磷污染物再懸浮[33]，河道兩岸的侵蝕作用也更加明顯，因沖刷、侵蝕進(jìn)入河道的氮磷污染負(fù)荷也將增多，共同增加了河道水體中氮磷污染物的數(shù)量。有研究表明，較長(zhǎng)水力停留時(shí)間的人工模擬河流對(duì)氮磷具有更高的去除率[34]，因此，太湖上游河網(wǎng)區(qū)高強(qiáng)度降水量的增加會(huì)導(dǎo)致河道和湖蕩水體流速加快，水體水力停留時(shí)間變短，對(duì)氮磷自凈能力下降，使得環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量增加。

4 結(jié) 論

a.2010—2019年太湖流域年平均降水量為1 322 mm，較1986—2009年的年平均降水量增加15%，其中湖西區(qū)和浙西區(qū)的年平均降水量分別為1 263 mm和1 552 mm。2010—2019年環(huán)太湖河道年均入湖總氮和總磷通量分別為3.24 萬(wàn)t和0.18 萬(wàn)t，主要來(lái)自湖西區(qū)和浙西區(qū)。

b.湖西區(qū)、浙西區(qū)河道入湖總氮和總磷通量與各片區(qū)年降水量之間均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，年降水量越高，河道入湖總氮和總磷通量越大。由于湖西區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地和耕地面積占比較浙西區(qū)高，湖西區(qū)河道入湖總氮和總磷通量對(duì)降水量的響應(yīng)要強(qiáng)于浙西區(qū)。

c.太湖流域上游湖西區(qū)和浙西區(qū)的年降水量越大，強(qiáng)降雨所占比例越高。降雨沖刷和攜帶是農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)面源氮磷污染進(jìn)入入湖河道的主要途徑，農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)面源污染是環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷主要的來(lái)源。流域降水量的增加會(huì)縮短河道、湖蕩水體水力停留時(shí)間，從而降低河網(wǎng)水系對(duì)氮磷的凈化能力，導(dǎo)致環(huán)太湖河道入湖總氮和總磷通量居高不下。因此，應(yīng)以農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)等氮磷面源污染控制為重點(diǎn)，同時(shí)加強(qiáng)太湖流域生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)與汛期水利工程調(diào)度，有效降低河道入湖總氮和總磷通量。