特大洪水對淺水湖泊磷的影響：以2016年太湖為例*

朱 偉,胡思遠,馮甘雨**,章元明,翟淑華,薛宗璞,趙 帥,陳懷民,王若辰

(1:河海大學環(huán)境學院,南京 210098)(2:太湖流域水資源保護局,上海 200434)

2016年太湖發(fā)生流域性特大洪水[1-4],據(jù)2016太湖健康狀況報告[5],7月8日太湖水位達到4.87 m,為1954年以來第二高水位,僅次于1999年. 水利部網(wǎng)站[6]也公布,2016年太湖流域降雨持續(xù)偏多達歷史極值,較常年同期偏多4成,與1961年以來同期雨量最多年份1991年基本持平,受此影響太湖水位不斷攀升,最大日漲幅達16 cm,年內最高水位僅低于1999年歷史最高水位0.10 m,且水位超警歷時長達60天,為1999年以來超警歷時最長的一年,同時,周邊河網(wǎng)多站水位創(chuàng)歷史新高,最多時超過40個站點水位超警戒,江南運河常州至蘇州沿線一度全線超保證水位,13個站點水位創(chuàng)歷史新高.

與此同時,大量研究表明,2016年太湖TP濃度異常升高,打破了2010年以來平緩下降的趨勢. 朱廣偉等[7]分析了2005-2017年北部太湖梅梁灣、貢湖灣、竺山灣及西北沿岸、湖心區(qū)北部的氮磷營養(yǎng)鹽變化,發(fā)現(xiàn)2015-2017年水體TP濃度有升高趨勢. 在我們前期的研究中[8],依據(jù)梅梁灣和貢湖灣2010-2017年間水質數(shù)據(jù),得到TP濃度在2016年有所回升,回升比例約為15%～20%的結果. 王華等[9]對全太湖33個監(jiān)測點2010-2017年TP濃度進行分析,同樣得到2010-2014年上下波動,2015年呈上升,2016年達到8年期間最高值的結果. 谷孝鴻等[10]基于2007-2016年對太湖的十年水質監(jiān)測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)TP濃度在2008年達到峰值后開始下降,而后趨于平緩,2016年又趨上升,出現(xiàn)反彈趨勢.

關于2016年以來太湖磷波動的原因,存在各種角度的分析,但2016年入湖磷負荷量大于往年很可能是太湖TP異常的一個重要原因[9,11]. 一般來說入湖河流TP平均濃度高于太湖水體平均濃度,持續(xù)入湖的磷通量使得太湖TP濃度一直維持在較高水平. 朱廣偉等[7]還提出藻類的“泵吸作用”促進太湖磷濃度上升,認為藻類大量繁殖能夠改變水體pH以及促進耗氧,從而大大加快底泥磷的釋放,使得底泥中磷轉移到藻細胞內,造成水體TP濃度升高[7,9,11]. 近十年以來,季節(jié)性底泥磷釋放現(xiàn)象應該長期存在. 逄勇等[12]計算比較了外源負荷和內源釋放對太湖TP的貢獻,認為底泥釋放量年均約為275.5 t,僅相當于外源輸入量的15.6%. 但這樣的釋放量每年存在,難以成為2016年磷開始反彈的主要原因. 另一方面,風浪作用也被認為與底泥釋放有關,風浪引起底泥再懸浮及間隙水釋放. 但風浪強度變化所引起的波動一般是短暫的[13],太湖風力變化和磷反彈并不對應. 此外,也有觀點認為2015年以來東太湖水生植被的大量減少也可能是造成TP濃度升高的原因之一[9,11].

在我們前期的研究中[8],提出了2016年大洪水是磷反彈主要原因的觀點. 2016年的洪水過程攜帶大量磷進入太湖湖區(qū),洪水消退過程中,大多數(shù)以顆粒態(tài)存在的磷逐漸累積在湖水和底泥之中,而底泥中的磷隨著微囊藻生長消耗水體溶解態(tài)磷以及水體pH和溶解氧的變化又逐漸釋放到水體中,因此造成太湖磷水平的上升. 秦伯強等[14]也認為洪水是導致湖泊富營養(yǎng)化的原因之一,洪水泛濫所帶來的大量的懸浮物攜帶營養(yǎng)鹽,特別是多數(shù)以顆粒態(tài)存在的磷,沉入湖底,在之后的風浪等作用下大量懸浮,并帶入大量的營養(yǎng)物質到上覆水中,導致湖泊逐步趨于富營養(yǎng)化. 陳修康等[15]認為洪水對湖庫的影響具有兩面性,一方面,隨水流進入水體的大量固體顆粒物中,一些類似于絮凝劑,能夠吸附營養(yǎng)鹽并最終沉積在底泥中,降低可利用性營養(yǎng)鹽濃度,尤其是磷; 另一方面,洪水攜帶大量的營養(yǎng)鹽等物質進入水體,沉積在水體底部,增加了水體營養(yǎng)鹽的負荷.

但是此前的研究主要依據(jù)我們自己實測的梅梁湖、貢湖的數(shù)據(jù)進行分析,因為沒有入湖河道水質、水量數(shù)據(jù),未能全面地計算全太湖洪水前后、洪水過程中磷輸入通量、遷移過程以及累積規(guī)律. 為了更加準確、定量地說明洪水和全太湖磷反彈之間的關系,本次研究與太湖流域水資源保護局(簡稱太湖水保局)合作,使用全太湖33個測點及環(huán)太湖22條出入湖河道的水質數(shù)據(jù)對2016年太湖磷的輸入、輸出通量、水質、存量等進行全面分析,期望能夠更加全面、定量地說明2016年洪水前后太湖磷的變化.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 湖區(qū)劃分與采樣點分布

太湖水保局的監(jiān)測以及以往的研究[16-17]都將太湖劃分為五里湖、梅梁湖、竺山湖、貢湖、東太湖、胥湖、湖心區(qū)、西部沿岸區(qū)和南部沿岸區(qū)的9大湖區(qū),布設有33個水質監(jiān)測站點,并在22條主要出入湖河道上設有監(jiān)測斷面(圖1). 本研究以上述33個站點的水質數(shù)據(jù),22條主要出入湖河道每月的太湖磷濃度、水位、水量數(shù)據(jù)為依據(jù)對2016年洪水前后太湖磷變化進行分析,湖區(qū)水質、出入湖水量、磷濃度數(shù)據(jù)均來源于太湖水保局.

圖1 太湖湖區(qū)劃分、采樣點布置、主要出入湖河道及出入湖水量Fig.1 Area division,sampling point arrangement,main access to the lake channel and water volume of Lake Taihu

1.2 磷濃度計算方法

采用了監(jiān)測點代表水體體積與湖區(qū)水體體積加權綜合運用的方法進行計算,包括監(jiān)測點代表水體的磷濃度(ci,j)、湖區(qū)磷濃度(ci)和全湖磷濃度(C). 其中,i為第i個湖區(qū),j為湖區(qū)內第j個監(jiān)測點. 計算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式中,n為湖區(qū)內的監(jiān)測點數(shù),Vi,j為監(jiān)測點代表的水體體積,Vi為湖區(qū)的體積,V為太湖水體體積,Si,j為監(jiān)測點代表的水體水面面積,Hi,j為監(jiān)測點代表的水體平均水深.

1.3 磷通量計算方法

本研究分析了太湖與出入湖河道間的磷通量交換情況. 選取了每月太湖沿岸23個巡測段的出入湖水質、水量數(shù)據(jù)進行計算. 計算公式如下：

(4)

式中,ΔM為太湖每月的出、入湖通量,Qk和ck分別為第k個巡測段的月出入湖水量和月均磷濃度. 計算時,負值表示出湖,正值表示入湖.

1.4 磷存量計算方法

對于太湖磷存量的分析涉及監(jiān)測點代表水體的磷存量(mi,j)、湖區(qū)磷存量(mi)和全湖磷存量(M),并采用了監(jiān)測點代表水體體積與湖區(qū)水體體積加權綜合運用的方法進行計算分析. 計算公式如下：

(5)

(6)

鑒于不同湖區(qū)間體積和面積相差較大,比較湖區(qū)間磷存量的相對情況時選取單位面積磷存量(m′i). 計算公式如下：

(7)

2 結果與分析

2.1 太湖水量和磷濃度變化

圖2為2016年太湖逐月水位和出入湖水量的變化情況. 作為自1954年以來第二大洪水年,2016年的最高月均水位達到了4.5 m以上,6月和7月連續(xù)2個月水位接近4.0 m,主洪峰從6月3日開始超過警戒水位,7月3日漲至保證水位4.65 m,7月8日達到最高水位4.87 m,一直到8月4日退至警戒水位以下,洪峰持續(xù)60天,是一次流域性特大洪水[6]. 而除主洪峰以外,10月、11月水位再次超過警戒水位,直到年末(12月)和年初(1月) 水位才基本持平(均約3.4 m),回歸正常水平.

從入湖水量上看,年入湖水量達到162.7億m3,是2006-2015年近十年平均年入湖水量(101.9億m3)的156.8%[18-27],多入湖60.8億m3,6月和7月連續(xù)2個月入湖水量接近60億m3. 在空間分布上(圖1),陳東港和殷村港的入湖水量占比較多,陳東港6、7月入湖水量約占太湖6、7月總入湖水量的1/3. 而出湖水量在7月份達到峰值,洪峰滯后1個月左右. 總體表現(xiàn)出6月份蓄水10億m3左右,7月份排泄10億m3左右,8月份繼續(xù)排泄8億m3左右. 空間上,太浦河和望虞河為主要的出湖河道,太浦河6、7月出湖水量占太湖6、7月總出湖水量的一半以上,望虞河約占1/3.

圖2 太湖水位和出入湖水量的變化Fig.2 Changes in the water level and inflow/outflow of Lake Taihu

為了了解入湖、出湖水質,選取了陳東港、殷村港、太浦河和望虞河四條主要出入湖河道一年間的水質進行整理,結果如圖3. 由于河道在不同日期流向可能相反,因此,在分析每條河道時以流向為依據(jù),將河道的水質分為入湖水質和出湖水質. 整體來看,陳東港、殷村港的入湖TP濃度一直保持在比較高的水平,在0.2 mg/L左右；而主要出湖的太浦河、望虞河其TP濃度相對較低,基本在0.1 mg/L以下. 主要入湖河道陳東港、殷村港的TP濃度都在3、4月出現(xiàn)上升,在6-7月的洪峰過程中稍有下降,而8月份又稍有回升. 從入湖水量來看,3月入湖水量超過15億m3,相當于洪水初期的部分,這個時候TP濃度最高,而入湖水量最大的6-7月TP濃度稍有下降. 有趣的是在8-9月份陳東港隨著水位降低稍有出水時,TP濃度出現(xiàn)顯著的峰值,可能是在河口地帶磷有一定的聚集而出現(xiàn)的現(xiàn)象.

圖3 2016年太湖主要出入湖河道總磷濃度的月變化Fig.3 Monthly change of total phosphorus concentration in the main river channel of Lake Taihu in 2016

從水質、地理位置的代表性出發(fā),選取了竺山湖、湖心區(qū)、南部沿岸區(qū)和東太湖4個湖區(qū)對洪水蓄泄過程中磷的變化進行分析,結果見圖4. 區(qū)域性地看,太湖磷明顯存在西北高、東南低的空間差異,全湖平均與湖心區(qū)比較接近,TP在0.06～0.14 mg/L范圍,DTP在0.02～0.05 mg/L范圍. 東太湖和南部沿岸區(qū)TP、DTP濃度略低于太湖平均水平,而竺山湖則顯著偏高. 在洪水過程中,除東太湖和南部沿岸區(qū)沒有表現(xiàn)出顯著的磷濃度變化以外,太湖總體平均值和其他湖區(qū)都有一定的響應,而竺山湖磷濃度出現(xiàn)非常顯著的峰值,其最大TP、DTP濃度分別高達其2016年年均值的3.12倍和3.57倍,太湖2016年年均值的7.77倍和11.8倍,基本上與入湖河道的磷濃度接近. 陳東港在8-9月份回水時,竺山湖的磷濃度出現(xiàn)異常的高峰值,而全湖平均和湖心區(qū)都在8月份出現(xiàn)了磷濃度的峰值.

圖4 2016年太湖全湖及典型湖區(qū)顆粒態(tài)磷、溶解態(tài)磷濃度的月變化Fig.4 Monthly variation of particulate phosphorus and dissolved phosphorus concentrations in the whole lake and typical area of Lake Taihu in 2016

表1 2016年太湖磷通量及滯留率逐月變化數(shù)據(jù)

Tab.1 Monthly data of phosphorus flux and retention rate in Lake Taihu in 2016

時間入湖磷通量/t出湖磷通量/t凈入湖磷通量/t滯留率/%1月74.739.435.347.32月82.451.131.338.03月101.134.167.066.34月279.236.3242.987.05月215.290.5124.757.96月405.695.7309.976.47月414.2143.6270.665.38月155.5108.247.330.49月224.657.7166.974.310月368.4100.2268.272.811月129.694.135.527.412月118.835.483.470.2合計2569.3886.31683.065.5

2.2 磷通量

根據(jù)沿湖22條出入湖河道水量和水質的數(shù)據(jù),可以計算出2016年逐月磷通量的變化,見表1. 2016年入湖通量為2569.3 t,出湖通量為886.3 t,凈入湖通量為1683.0 t. 總體而言每個月的入湖通量都大于出湖通量,一般要大于37.7%～669.1%. 在洪峰出現(xiàn)的6-7月份,磷的入湖通量出現(xiàn)顯著的峰值,單月達到400 t左右. 而出湖通量的峰值則出現(xiàn)在7-8月單月出湖通量在100～150 t左右. 伴隨10月,11月的水位再次上升,9月和10月的入湖通量也再次上升,達到224.6～368.4 t/月的水平,相對應的10-11月出湖通量也有一些上升. 洪水期間的磷滯留率(單月出入湖磷通量差值與入湖磷通量之比)一般在27.4%～87.0%范圍.

通過將22條出入湖河道磷通量進行比較,得出磷的主要入湖河道為陳東港(通量為1115 t，占43.4%)和殷村港(通量為700 t，占27.2%),其余來自長興港等(占7.9%)、旄兒港(占6.5%)、苕溪等(占5.0%),其余河道占10.0%. 而主要出湖河道為太浦港(通量為279 t,占32.5%)和望虞河(通量為192 t,占21.7%),其余來自瓜涇港(11.2%)、幻溇等(8.0%)、苕溪等(占6.8%)、大渲河(5.4%)、太浦口等(4.1%),其余河道占10.3%. 這4條主要河道磷通量及水量變化見圖5. 在分析每條河道時以流向為依據(jù),將磷通量分為入湖和出湖通量. 陳東港在洪峰期間的7月份磷通量達到最大值,8-9月份有所下降后的10月份再次體現(xiàn)出很高的通量,而在太湖水位達到警戒水位之前的4-5月份已經(jīng)上升到較高的通量水平. 而殷村港則從4月份開始一直到10月份都表現(xiàn)出磷通量較大的趨勢,在水位最高的7月份達到最大值. 太浦港的出湖通量在水位上升的6月份變化不大,到7月份通量達到最大,8-9月份通量很小. 而望虞河則在6月份洪峰初期達到了最大出湖通量,后續(xù)的變化不太明顯.

圖5 2016年太湖主要出入湖河道磷通量(a)和水量(b)的逐月變化Fig.5 Monthly change of phosphorus flux(a) and water volume(b) in the main river channel of Lake Taihu in 2016

2.3 水中的磷存量

2.3.1 水中磷存量的逐月變化 圖6所示為太湖及其不同湖區(qū)水中磷存量的變化情況. 太湖水中總存量在400～900 t之間波動,面積最大的湖心區(qū)存量為200～300 t,竺山湖雖然面積不大但也存有較多磷且波動較大. 洪水期間湖心區(qū)與太湖總體的規(guī)律比較一致,都在8月份出現(xiàn)峰值；而竺山湖從6月份開始出現(xiàn)磷存量的明顯上升,峰值一直持續(xù)到9月份,東太湖的波動比較小. DTP的存量與TP的變化規(guī)律基本相同,竺山湖在洪水期的峰值非常明顯,太湖總體及太湖湖心區(qū)也在8月份出現(xiàn)峰值. 只有南部沿岸區(qū)稍有不同,在6、7月份TP、DTP上升以后,9月份有一個明顯的下降,10月份又有回升.

圖6 太湖磷存量的逐月變化Fig.6 Monthly change of phosphorus storage in Lake Taihu

考慮到不同湖區(qū)的面積和體積存在明顯差異,因此,通過單位面積磷存量來比較不同水體間的差異(圖7). 從單位面積水中TP存量來看,太湖總體與湖心區(qū)接近,在0.22 t/km2左右. 竺山湖最多,東太湖最少. 洪水期間竺山湖單位面積TP的峰值非常明顯,大約從0.3 t/km2上升至1.8 t/km2,DTP的數(shù)據(jù)也表明了相同的特點. 太湖總體和湖心區(qū)也是在8月份出現(xiàn)峰值,在TP和DTP的數(shù)據(jù)中都能觀察到這一趨勢.

圖7 單位面積磷存量的逐月變化Fig.7 Monthly change of phosphorus stock per unit area

2.3.2 水中磷存量的遷移過程 將單位面積水中磷存量的數(shù)據(jù)按月制作等值線就可得到圖8. 總體而言太湖水中單位面積磷存量在空間上主要呈現(xiàn)出西北部高、東南部低的差異,而季節(jié)上出現(xiàn)冬季低、夏季高的規(guī)律. 在2016年的特大洪水期間,隨著4、5月份入湖水量增加,磷存量出現(xiàn)由西向東的增加現(xiàn)象；6月份西太湖殷村港位置出現(xiàn)明顯磷的增加,除東南部局部區(qū)域外太湖的近3/4面積單位面積水中磷存量達到0.2 t/km2；其中，單位面積水中磷存量> 0.2 t/km2的區(qū)域面積在5-6月之間向太湖東南方向擴大了約1000 km2. 7-8月份西太湖竺山湖、梅梁湖周邊出現(xiàn)持續(xù)的磷增加,尤其是陳東港位置的增加尤為顯著,單位面積水中磷存量超過0.4 t/km2的高濃度區(qū)向東南部分擴散,但0.2 t/km2的等值線并沒有進一步向東南遷移,反而稍微出現(xiàn)一些回縮；也就是說太湖磷的高濃度區(qū)并沒有出現(xiàn)向望虞河、太浦河兩個主要出湖河道遷移的現(xiàn)象. 8月以后全太湖都是磷存量回落的過程,9月份大于0.4 t/km2的高濃度區(qū)向西北回縮,0.2 t/km2的等值線基本回到了西北和東南的中間線附近. 10月份,由于出現(xiàn)了二次洪峰,0.2 t/km2的等值線又向東南方向移動,但0.4 t/km2以上的高濃度區(qū)基本均化消失. 此后太湖的大部分區(qū)域保持在單位面積水中磷存量超過0.2 t/km2的水平. 洪水期間的整個遷移過程表現(xiàn)出高濃度區(qū)就地回落,太湖整體磷存量水平增加的趨勢.

圖8 2016年每月單位面積TP存量分布的變化情況Fig.8 Changes in the distribution of TP stock per unit area of each month in 2016

2.3.3 水中磷存量的積累過程 為了更加清晰地分析水中磷的變化過程,對洪水過程中月間水中磷存量的變化量進行計算得到圖9. 月間累積情況指相鄰兩月間單位面積總磷存量的差值,正值表示存量增加,負值表示存量減少. 從這一結果看出,主洪峰發(fā)生的7-8月期間,除了胥湖、東太湖和南部沿岸區(qū)少數(shù)區(qū)域,太湖整體的磷處于上升狀態(tài),西北部、竺山湖及灣外區(qū)域磷上升非常顯著,月間增幅達1.0 t/km2以上. 8-9月期間,也就是第一次洪峰回落期間,太湖水中的磷存量全面下降,尤其是原來的高增長區(qū),下降更加顯著. 9-10月份出現(xiàn)了北部下降、南部上升的趨勢.

圖9 7-10月間單位面積磷存量的逐月積累(相鄰兩月差值)情況Fig.9 Monthly accumulation of phosphorus stocks per unit area from July to October,i.e.,the stocks variation between two months

3 討論

3.1 洪水期間磷的通量

2016年太湖發(fā)生的洪水屬于“特大洪水”[5],共出現(xiàn)兩次洪峰；主洪峰出現(xiàn)在6-7月,持續(xù)60天,入湖水量達到55.3億m3左右；第二次洪峰出現(xiàn)在10月份,入湖水量22.8億m3左右. 全年總入湖量達到162.7億m3,比近十年年均水平增加60.8億m3. 在洪峰期間的7月份,河道TP濃度有所降低,7月以后有所上升,特別是殷村港9月出湖TP濃度出現(xiàn)非常顯著的峰值,約是7月的4倍. 洪水過程中太湖全湖平均以及湖心區(qū)磷濃度上升,竺山湖TP濃度上升尤為顯著. 在6-7月第一次洪峰中太湖TP入湖通量為819.8 t,出湖通量為239.3 t,凈入湖通量達到580.5 t. 10月份的第二次洪峰再次帶入368.4 t的磷,凈入湖通量達到268.2 t. 2016年全年TP入湖通量為2569.3 t,出湖通量為886.3 t,凈入湖通量達到1683.0 t. 太湖全年TP入湖通量一般在1350～1918 t范圍,出湖通量在340～1033 t范圍,凈入湖通量在815～1530 t范圍[28-29]. 將上述兩篇文獻中涉及的2000-2002年及2009年的數(shù)據(jù)平均可以得到太湖平均入湖通量為1647.0 t、凈入湖通量1103.8 t. 與這個平均值比較2016年入湖磷通量多出922.3 t,凈入湖量多出579.2 t,可以認為凈入湖量的增加是洪水期間入湖河道磷濃度升高和洪水大量輸入的結果.

3.2 洪水帶入磷的歸趨

一般認為,磷入湖后,主要有兩種遷移轉化途徑：一部分在水體懸浮物表層吸附或沉積,另一部分存在于水體中,進入生物體[30]. 太湖水中TP存量在洪峰到來之前的5月份為442.2 t,第一次洪峰輸入后的8月份達到886.6 t,增加了444.4 t,與凈入湖量的580.5 t有一定的吻合性,說明洪水期間輸入的磷76.6%還是賦存在水中,而136.1 t已經(jīng)不在水中,可能是沉降后在底泥中賦存. 從2016年全年來看,12月與1月份水中磷的差值為205.3 t,而凈入湖量通量為1683.0 t,中間的缺失量為1477.7 t,這一部分最合理的解釋是沉積累積于底泥之中. 研究表明,磷以顆粒態(tài)或溶解性磷酸鹽的形式進入湖體,顆粒態(tài)磷可以直接儲存在底泥中,溶解性磷酸鹽可以通過初級生產(chǎn)者被包含在有機物中,最終以有機形式沉降到底部[31],甚至表層沉積物(0～2 cm)中富集的磷約占總磷濃度的33%[32],說明磷的沉降累積是外源輸入的磷在湖泊中遷移轉化的一個重要組成部分. 可以認為,沉積或滯留在底泥中是磷的主要歸趨. 而對2016年而言,全太湖湖體凈增總磷1683.0 t,其中205.3 t在水中造成磷濃度上升,另一部分1477.7 t積累于底泥之中.

3.3 洪水期間磷的遷移與累積

洪水期間磷的主要輸入位置在西北部,竺山湖周邊尤為明顯,這與洪水期間的水量輸入和主要河道的磷通量輸入是基本吻合的. 高含磷濃度的水體從西北部向東南部湖區(qū)遷移,過程中除去東南部局部區(qū)域以外,整個太湖水中磷的濃度有所升高. 從單位面積磷存量來看,大于0.4 t/km2的高濃度區(qū)域在整個洪水過程中大多數(shù)局限于竺山湖、梅梁湖和西部沿岸區(qū),并沒有大面積遷移到湖心區(qū)以及太浦河、望虞河的出湖河口. 也就是說,高磷濃度的水塊在向東南遷移的過程中磷的濃度出現(xiàn)了下降. 這可能與入湖水與原湖水混合有一定關系,另一方面,也是磷沉積進入底泥現(xiàn)象的間接反映. 從顆粒態(tài)磷的濃度變化來看,也明顯出現(xiàn)洪峰后的減少現(xiàn)象. 有研究表明,磷因重力沉降而沿著水流方向逐漸減少[33],因此,磷向底泥的沉降、累積使得太湖高磷濃度的水塊在向東、南部遷移的過程中磷的濃度出現(xiàn)了下降. 前文提到,太湖全年TP平均凈入湖通量為1103.8 t,2016年凈入湖通量約達到1683 t,與之相比多出579.2 t,磷滯留量明顯高于往年水平,且有相當一部分滯留在在底泥中,打破了往年底泥-上覆水間的磷平衡關系,很可能是引起2017年太湖TP濃度居高不下的主要原因.

4 結論

1)2016年太湖發(fā)生特大洪水,水位達到歷史第二,入湖水量比平均年多60.8億m3. 洪水期間入湖河道及太湖湖體水質中的磷濃度明顯升高,竺山湖及其周邊上升尤為明顯. 2016年全年TP入湖通量為2569.3 t左右,出湖通量為886.3 t左右,凈入湖通量約達到1683 t. 其中凈入湖量比平均年多出579.2 t.

2)2016年全太湖湖體凈增總磷1683.0 t,其中205.3 t在水中造成磷濃度上升,另一部分1477.7 t積累于底泥之中.

3)洪水帶來的磷首先造成竺山湖、梅梁湖和西部沿岸區(qū)磷濃度的升高,然后逐步向湖心、東部、南部遷移,遷移過程中磷濃度明顯下降. 高濃度的含磷水塊并沒有發(fā)展到太浦河、望虞河這些主要的出湖排泄區(qū),出現(xiàn)了明顯的磷滯留現(xiàn)象.

4)洪水直接造成了太湖大部分區(qū)域水中磷濃度上升,并且在底泥中積累了較多的磷,底泥中磷的累積也會對后續(xù)水質的變化產(chǎn)生間接的影響.