水系連通工程下博斯騰湖礦化度時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)因素研究

陳世峰，陳亞寧，周洪華 ，夏振華，葉朝霞，程 勇,楊疆衛(wèi)，邢延霞，甄炳仁，克帕也木·爾肯，高玉亮

(1.新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所 荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830011；3.新疆維吾爾自治區(qū)塔里木河流域管理局，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

1 研究背景

干旱區(qū)湖泊水環(huán)境問(wèn)題是影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重大課題。博斯騰湖位于新疆天山南麓的焉耆盆地，曾是我國(guó)最大的內(nèi)陸淡水湖，也是巴音郭楞蒙古自治州人民的“母親湖”[1]。近幾十年來(lái)，在人類水土開(kāi)發(fā)活動(dòng)和氣候變化的綜合影響下，博斯騰湖出現(xiàn)了水質(zhì)咸化、有機(jī)污染及富營(yíng)養(yǎng)化等一系列水環(huán)境問(wèn)題，引起了學(xué)者和政府的高度關(guān)注[2-5]。礦化度是博斯騰湖的主要水質(zhì)指標(biāo)之一，反映湖水的鹽度及受到的污染情況[6-8]。研究表明，博斯騰湖礦化度年際變化顯著，1970年左右由淡水湖轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑾趟?987年礦化度達(dá)到了最高值(1.87 g/L)，2002年降低到1.17 g/L[4,9-10]，2003-2017年礦化度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。博斯騰湖礦化度年際變化受水鹽基底、開(kāi)都河來(lái)水、農(nóng)田排水、湖區(qū)水位、孔雀河出流、氣候變化等多種因素的影響，且人類活動(dòng)改變了博斯騰湖的水鹽、水量平衡關(guān)系，導(dǎo)致博斯騰湖礦化度年際變化加劇[5,10-12]。

博斯騰湖水環(huán)境不但影響流域生態(tài)環(huán)境安全，也關(guān)乎區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了改善博斯騰湖水環(huán)境，有學(xué)者先后提出了黃水溝引水工程和改變出湖口等措施，以促進(jìn)水循環(huán)從而改善湖泊水質(zhì)[6,13-15]。巴音郭楞蒙古自治州也相繼采取一系列治理措施：2017年開(kāi)展了黃水溝治污“會(huì)戰(zhàn)”，控制入湖污染物排放；2018年疏通了黃水溝河道，通過(guò)該河道向博斯騰湖生態(tài)輸水1.14×108m3；2019年4月4日啟動(dòng)了水系連通工程，將開(kāi)都河部分水資源通過(guò)解放二渠調(diào)向黃水溝，同時(shí)通過(guò)夏爾吾遜分洪閘向黃水溝下泄生態(tài)水，兩支河水混合后共同匯入博斯騰湖，此外打開(kāi)大、小湖隔堤上的生態(tài)閘，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)都河-黃水溝-大湖區(qū)-小湖區(qū)的連通。截止2019年10月1日，經(jīng)黃水溝累計(jì)向博斯騰湖生態(tài)輸水1.742×108m3。

水系連通工程實(shí)施后，博斯騰湖礦化度在時(shí)空分布上發(fā)生了什么變化？礦化度是否得到了改善？導(dǎo)致礦化度時(shí)空變化的主要驅(qū)動(dòng)因子是什么？針對(duì)這些問(wèn)題，本文分析了2019年4-10月博斯騰湖礦化度的時(shí)空變化特征，評(píng)估了水系連通工程對(duì)礦化度的影響，并探討了礦化度年內(nèi)時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)因素，以期為進(jìn)一步改善博斯騰湖水環(huán)境提供科學(xué)指導(dǎo)。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 研究區(qū)概況

博斯騰湖位于新疆天山南麓的焉耆盆地，屬中生代斷陷湖，由大湖區(qū)和小湖區(qū)兩部分組成。大湖區(qū)是湖體的主要部分，當(dāng)水位為1 049.1 m時(shí)，東西長(zhǎng)55 km，南北平均寬20 km，水面面積1 210.2 km2；湖盆呈深碟狀，平均水深7.5 m，最大深度16 m。小湖區(qū)位于大湖區(qū)的西南部，由達(dá)吾松等16個(gè)小湖和大片蘆葦沼澤濕地以及部分堿地、牧地等組成，總面積350 km2[1]。大湖西北岸是育葦區(qū)，也是博斯騰湖生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，以東風(fēng)干排為界，北面為黃水溝區(qū)，南面為大湖西岸區(qū)(簡(jiǎn)稱西岸區(qū))[5]。主要補(bǔ)給徑流有開(kāi)都河、黃水溝、清水河等，其中開(kāi)都河是常年性河流，出山口多年平均徑流量為35.05×108m3，在寶浪蘇木分水樞紐分為東、西兩支，東支進(jìn)入大湖，西支進(jìn)入小湖；黃水溝在1964年建成夏爾吾遜分洪閘后改道進(jìn)入開(kāi)都河，而原河道成為該地區(qū)的主要排污渠；清水河在洪水季節(jié)有少量洪水進(jìn)入博斯騰湖[5]。湖區(qū)多年平均降水量為68.2 mm，年蒸發(fā)量為1 800～2 000 mm[16]。

博斯騰湖是我國(guó)蘆葦主產(chǎn)地和新疆兩大漁業(yè)基地之一，承擔(dān)著向孔雀河流域提供農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)用水以及向塔里木河下游進(jìn)行生態(tài)輸水等功能，其作用和意義十分重大[17]。研究區(qū)博斯騰湖概況圖如圖1所示。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

于2019年4、6、8、10月，對(duì)博斯騰湖黃水溝區(qū)、西岸區(qū)、大湖區(qū)和小湖區(qū)進(jìn)行了定點(diǎn)采樣，檢測(cè)指標(biāo)包括礦化度(TDS)和水溫(WT)。共布設(shè)樣點(diǎn)75個(gè)，涵蓋入湖口、出湖口、湖中心、旅游景區(qū)、河道、葦區(qū)、干排、揚(yáng)排站等關(guān)鍵位置，基本能反映博斯騰湖礦化度空間分布情況，采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。除少數(shù)河道、干排等由于水淺或靠近岸邊而采自水面下10 cm 外，其余大多數(shù)樣點(diǎn)采自水面下50 cm左右，其中TDS采用DDBJ-350型便攜式電導(dǎo)率儀(基本誤差：±1.0%(FS))進(jìn)行檢測(cè)，水溫由PHB-4便攜式酸度計(jì)(精度：±1 ℃)測(cè)量。入湖、出湖水量及水位數(shù)據(jù)來(lái)源于塔里木河流域巴音郭楞管理局。

圖1 研究區(qū)博斯騰湖概況圖

2.3 研究方法

采用ArcGIS 10.6對(duì)礦化度進(jìn)行空間插值，插值方法采用反距離權(quán)重法。以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式表示礦化度的平均值及離散程度。相關(guān)分析在SPSS軟件中進(jìn)行。入湖、出湖礦化度負(fù)荷量根據(jù)公式(1)～(3)進(jìn)行計(jì)算。

VI=VH·TH+VB·TB

(1)

VO=VK·TK

(2)

VL=VI-VO

(3)

式中：VI、VO、VL分別為入湖、出湖和滯留湖泊的礦化度負(fù)荷量，104t；VH、VB、VK分別為黃水溝生態(tài)輸水、寶浪蘇木分水樞紐(東、西支)和孔雀河塔什店水文站水量，104m3；TH、TB、TK分別為南大閘、寶浪蘇木和火電廠運(yùn)煤橋采樣點(diǎn)的礦化度，g/L。

3 博斯騰湖礦化度時(shí)空變化特征

3.1 礦化度空間變化特征

于2019年4月4日啟動(dòng)了博斯騰湖水系連通工程，圖2為博斯騰湖2019年4-10月礦化度的空間分布情況。由圖2可以看出：(1)生態(tài)輸水初期(4月份)，黃水溝區(qū)大部分水域礦化度為2.0～3.0 g/L，部分農(nóng)田排渠、揚(yáng)排站和葦區(qū)達(dá)到了3.0 g/L以上；西岸區(qū)礦化度北部高，南部低，但是部分葦區(qū)也較高，為2.0～3.0 g/L；大湖區(qū)僅西南角小部分水域礦化度低于1.0 g/L，其余水域均為1.0～1.5 g/L；小湖區(qū)西部、中部及大、小湖區(qū)隔堤附近的大部分水域礦化度低于1.0 g/L，2號(hào)橋附近水域?yàn)?.5～2.0 g/L。(2)隨著黃水溝生態(tài)輸水(6月份)，黃水溝區(qū)主河道礦化度自西向東下降顯著，但是部分揚(yáng)排站和農(nóng)田排渠仍然非常高；西岸區(qū)絕大部分水域礦化度在2.0 g/L以上，部分葦區(qū)達(dá)到了3.0 g/L以上；大湖區(qū)西北部、東北部及東南部礦化度高于西南角；小湖區(qū)西部、中部低，東部、東南部及察鄉(xiāng)泵站葦區(qū)較高。(3)水系連通工程實(shí)施4個(gè)多月后(8月份)，黃水溝區(qū)的農(nóng)田排渠和葦區(qū)礦化度均在3.0 g/L以上；西岸區(qū)葦區(qū)均在2.0 g/L以上，D葦區(qū)達(dá)到了10 g/L以上；大湖區(qū)西南部水域礦化度升至1.0～1.5 g/L，其余水域均為1.5～2.0 g/L；小湖區(qū)西北部、開(kāi)都河西支入湖處及東北部礦化度較低，南部和察鄉(xiāng)泵站葦區(qū)較高。(4)到了10月份，黃水溝區(qū)中部及南部部分葦區(qū)和農(nóng)田排渠礦化度較高，在3.0 g/L以上，南大閘降低至1.0 g/L以下；西岸區(qū)北部、中部較低，南部較高；大湖區(qū)大部分水域礦化度為1.0～1.5 g/L，西南部小于1.0 g/L水域擴(kuò)大十分明顯，西北部出現(xiàn)了礦化度小于1.0 g/L的零星水域；小湖區(qū)絕大部分水域礦化度在1.0 g/L以下。

圖2 2019年4-10月博斯騰湖礦化度空間分布

總體而言，2019年4-10月份，博斯騰湖大湖區(qū)礦化度為1.5～2.0 g/L的水域呈現(xiàn)出由西北向東北部、東南部，再向全湖擴(kuò)散的趨勢(shì)；小湖區(qū)礦化度為1.0～1.5 g/L的水域呈現(xiàn)出由東向西擴(kuò)散的趨勢(shì)；10月份大、小湖區(qū)礦化度均明顯降低，表明開(kāi)都河-黃水溝-大湖區(qū)-小湖區(qū)連通工程有效促進(jìn)了大、小湖區(qū)水循環(huán)，降低了大、小湖區(qū)的礦化度。

3.2 礦化度時(shí)間變化特征

圖3為2019年4-10月博斯騰湖各分區(qū)礦化度的平均值變化。由圖3可以看出：4個(gè)分區(qū)的礦化度均在8月最高，黃水溝區(qū)礦化度6月最低，西岸區(qū)、大湖區(qū)和小湖區(qū)礦化度10月最低；4-6月，黃水溝區(qū)礦化度降低，而西岸區(qū)、大湖區(qū)和小湖區(qū)礦化度升高；6-8月，4個(gè)分區(qū)的礦化度均升高；8-10月，4個(gè)分區(qū)的礦化度均明顯降低。表明博斯騰湖黃水溝區(qū)、西岸區(qū)、大湖區(qū)和小湖區(qū)4個(gè)分區(qū)的礦化度年內(nèi)變化具有較高的同步性。

圖3 2019年4-10月博斯騰湖各分區(qū)礦化度平均值變化

進(jìn)一步分析2019年4-10月博斯騰湖在不同時(shí)段及整體礦化度時(shí)空變化特征，結(jié)果如圖4所示。由圖4可見(jiàn)，同一區(qū)域不同時(shí)段礦化度變化差異顯著：(1)4-6月，黃水溝區(qū)77%的樣點(diǎn)礦化度降低，主要分布于干排、葦區(qū)及黃水溝河道，而6連揚(yáng)排站及其附近農(nóng)田排渠礦化度升高；6-8月礦化度升高的樣點(diǎn)增至71%，干排及葦區(qū)礦化度升高顯著，而6連揚(yáng)排站及其附近農(nóng)田排渠礦化度降低；8-10月黃水溝區(qū)中部河道礦化度有所上升，其余樣點(diǎn)均為降低，尤以葦區(qū)及部分干排礦化度降低明顯；整個(gè)研究時(shí)段4-10月黃水溝區(qū)礦化度降低的樣點(diǎn)占比為80%，干排和黃水溝河道礦化度降低明顯，少數(shù)葦區(qū)有所上升。(2)西岸區(qū)4-6月D葦區(qū)礦化度上升幅度最大；6-8月大部分葦區(qū)礦化度升高，D葦區(qū)和W葦區(qū)升高最為明顯；8-10月除烏蘭鄉(xiāng)干排略有升高外，其余樣點(diǎn)礦化度均為降低，尤其是D葦區(qū)；整個(gè)研究時(shí)段4-10月西岸區(qū)樣點(diǎn)礦化度均為降低，D葦區(qū)最為明顯。(3)大湖區(qū)4-6月西南部樣點(diǎn)礦化度降低，其余樣點(diǎn)均為升高，尤其是黃水溝和清水河入湖處及落霞灣水域；6-8月黃水溝和清水河入湖處及落霞灣水域礦化度降低，其余水域均為升高，尤其是西南部；8-10月大湖區(qū)所有樣點(diǎn)礦化度均為降低，西北部、金沙灘、中南部及隔堤旁礦化度降低較為明顯；整個(gè)研究時(shí)段4-10月大湖區(qū)僅在開(kāi)都河入湖處礦化度略有升高(升高0.05 g/L)，其余樣點(diǎn)礦化度均為降低，西北部和東南部最為明顯。(4)小湖區(qū)4-6月礦化度升高的樣點(diǎn)占比為71%，察鄉(xiāng)泵站葦區(qū)和2號(hào)橋附近水域礦化度升高最為明顯，礦化度降低的樣點(diǎn)在湖區(qū)北部，但變化值較小；6-8月東北部礦化度有所降低，其余樣點(diǎn)均為升高，2號(hào)橋附近水域升高較為明顯；8-10月小湖區(qū)所有樣點(diǎn)礦化度均為降低，察鄉(xiāng)泵站葦區(qū)和2號(hào)橋附近水域礦化度降低最為明顯；整個(gè)研究時(shí)段4-10月小湖區(qū)東部礦化度降低，西部礦化度略有升高。

圖4 2019年4-10月博斯騰湖在不同時(shí)段及整體礦化度變化特征

4 博斯騰湖礦化度驅(qū)動(dòng)因素分析

4.1 水系連通工程對(duì)礦化度的影響

選取黃水溝河道6個(gè)關(guān)鍵采樣點(diǎn)(1#～6#樣點(diǎn)，見(jiàn)圖1)，對(duì)2019年4-10月該6個(gè)關(guān)鍵采樣點(diǎn)的礦化度變化進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖5。圖5表明，向黃水溝生態(tài)輸水有助于改善黃水溝河道礦化度，如南大閘(5#樣點(diǎn))礦化度從4月的1.975 g/L降低到了6-10月的平均值0.961 g/L。但黃水溝河道礦化度受排水的影響，輸入黃水溝生態(tài)水為低礦化度水，屬于淡水，但在匯入了黃水總干排等排水之后，礦化度升高明顯，沿途整體呈遞增趨勢(shì)(圖5)。表明排水入河是黃水溝礦化度升高的主要原因。在水系連通工程下，應(yīng)嚴(yán)格控制入河排渠的水質(zhì)。

圖5 2019年4-10月黃水溝河道關(guān)鍵樣點(diǎn)(1#～6#樣點(diǎn))礦化度變化

大湖區(qū)西北部由于水循環(huán)較差，尤其是農(nóng)田排水、工業(yè)廢水和生活污水的排入導(dǎo)致其成為全湖污染最為嚴(yán)重的水域，礦化度曾高達(dá)3.9 g/L；東南角由于水體交換緩慢，礦化度也較高[5-6,11,13]。在水系連通工程下，大湖區(qū)水體交換能力加強(qiáng)。初期(4-6月)由于黃水溝河道高礦化度水的輸入，導(dǎo)致西北角礦化度升高；中后期(6-10月)隨著黃水溝河道礦化度的改善，西北角礦化度也隨之降低(圖4)。但是由于西北部礦化度歷史基底高，在水系連通工程下，水體受到擾動(dòng)，加上風(fēng)場(chǎng)等因素的共同驅(qū)動(dòng)[5,18]，造成了1.5～2.0 g/L礦化度水體在湖區(qū)的擴(kuò)散；到了10月份，大湖區(qū)水體得到置換和沉淀，礦化度明顯改善(圖2)。

小湖區(qū)部分水域水流緩慢、蘆葦腐殖質(zhì)較多[11]、土地鹽堿化嚴(yán)重，在大湖區(qū)-小湖區(qū)連通工程下，有效促進(jìn)了水循環(huán)，同時(shí)造成了1.0～1.5 g/L礦化度水體的擴(kuò)散和水體的置換(圖2)。4-10月東部礦化度下降明顯，但一定程度上造成了西部礦化度略有上升(圖4)。

綜上所述，開(kāi)都河-黃水溝-大湖區(qū)-小湖區(qū)連通工程對(duì)改善博斯騰湖礦化度空間分布作用顯著，同時(shí)水體在空間的擴(kuò)散也影響了礦化度年內(nèi)隨時(shí)間的變化。

4.2 水量與礦化度關(guān)系分析

影響博斯騰湖大、小湖區(qū)礦化度的水量因素有入湖流量、出湖流量和水位等。水系連通工程實(shí)施后，博斯騰湖大湖區(qū)的入湖徑流主要是開(kāi)都河?xùn)|支和黃水溝，出湖口包括兩個(gè)生態(tài)閘、兩個(gè)泵站(在博斯騰湖管理處)，以泵站為主；小湖區(qū)的入湖口是開(kāi)都河西支和兩個(gè)生態(tài)閘，出湖口是達(dá)吾提閘和蓮花閘。本文以匯合大、小湖區(qū)出湖水的塔什店水文站徑流為出湖水量。

圖6為2019年4-11月博斯騰湖入湖和出湖流量及水位變化。圖6中依據(jù)時(shí)間順序，將博斯騰湖水量變化劃分為4個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)生態(tài)輸水至第1次采樣前為第1階段，第1次采樣后至第2次采樣前為第2階段，依次類推。黃水溝生態(tài)輸水在第2階段日均輸水量最大，達(dá)到了126.0×104m3/d，其次依次為第4階段、第1階段和第3階段(圖6(a))。開(kāi)都河?xùn)|支在第3階段的平均流量最大，為134.3 m3/s，其次依次為第2階段、第4階段和第1階段(圖6(b))。大湖區(qū)水位呈逐漸上升趨勢(shì)，第4階段平均水位最高，為1 048.23 m(圖6(c))。開(kāi)都河西支流量變化不同于東支，第2階段平均流量最大，為55.5 m3/s，其次依次為第3階段、第1階段和第4階段(圖6(d))。小湖區(qū)水位整體上與大湖區(qū)水位變化規(guī)律一致，4個(gè)階段呈逐漸上升趨勢(shì)(圖6(e))。塔什店水文站在第3階段平均流量最大，為106.97 m3/s，其次依次為第2階段、第1階段和第4階段(圖6(f))。

圖6 2019年4-11月博斯騰湖入湖和出湖流量及水位變化

博斯騰湖大、小湖區(qū)的礦化度與水量因素Pearson相關(guān)系數(shù)(表1)顯示：大、小湖區(qū)礦化度與入湖、出湖流量均呈正相關(guān)，其中大湖區(qū)礦化度與出湖流量的相關(guān)性達(dá)到了極顯著性水平；大、小湖區(qū)礦化度與水位均呈負(fù)相關(guān)，但均未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。表明入湖、出湖流量增加(減少)引起了礦化度升高(降低)，水位上升對(duì)礦化度具有微弱的稀釋作用。但是根據(jù)前人研究，在年際變化上，入湖流量增大會(huì)稀釋礦化度，出湖流量增大會(huì)通過(guò)促進(jìn)水循環(huán)而降低礦化度，水位與礦化度呈極顯著負(fù)相關(guān)[4,11]。如果沒(méi)有其他因素影響大、小湖區(qū)礦化度，那么隨著入湖、出湖流量的增加，礦化度會(huì)降低。但是在入湖、出湖徑流均增加(減少)的情況下，礦化度也隨之升高(降低)。這表明，在水系連通工程下，由于水體受到擾動(dòng)、較高礦化度水體在湖區(qū)的擴(kuò)散等因素，導(dǎo)致入湖、出湖流量對(duì)礦化度的影響不明顯，直到第4階段水位對(duì)礦化度的稀釋作用才凸顯出來(lái)。從這個(gè)意義上講，出湖口水流礦化度能反映水系連通后水體擾動(dòng)等情況。分析發(fā)現(xiàn)，孔雀河火電廠運(yùn)煤橋處礦化度與大、小湖區(qū)礦化度均呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.997(p<0.01)和0.928。

表1 博斯騰湖大、小湖區(qū)礦化度與水量因素的相關(guān)系數(shù)

4.3 水溫與礦化度關(guān)系分析

水溫是湖泊物理、化學(xué)和生物過(guò)程的主要驅(qū)動(dòng)力之一[19-20]。博斯騰湖2019年4-10月的平均水溫(表2)顯示：4-8月，大、小湖區(qū)水溫逐漸升高，變化幅度分別為8.4 和5.8 ℃；8-10月，大、小湖區(qū)水溫迅速降低，下降幅度分別為17.3 和15.9 ℃；育葦區(qū)4-6月升高5.4 ℃，6-8月變化幅度不大，8-10月下降13.8 ℃。表明博斯騰湖水溫變化幅度依次為大湖區(qū)>小湖區(qū)>育葦區(qū)。博斯騰湖各區(qū)域礦化度與水溫的散點(diǎn)圖及線性關(guān)系見(jiàn)圖7。分析圖7可知：大、小湖區(qū)水溫與礦化度均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.650和0.372(p<0.01)；育葦區(qū)水溫與礦化度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.229(p<0.05)，表明博斯騰湖礦化度與水溫變化密切相關(guān)。在大、小湖區(qū)，可能是4-8月水溫的逐漸升高引起了湖中可溶性鹽類物質(zhì)溶解加速，使得湖水礦化度逐漸升高；8-10月水溫的迅速降低使得各種可溶性鹽類的溶解性降低，故礦化度迅速減小[21]。同時(shí)，博斯騰湖地處極端干旱區(qū)，年均蒸發(fā)量可達(dá)9.5×108m3，且主要集中在4-8月[5]。隨著湖中大量水分被蒸發(fā)，原溶解于被蒸發(fā)水中的可溶性鹽仍滯留于湖中，導(dǎo)致湖水礦化度不斷升高。兩者共同作用導(dǎo)致了博斯騰湖礦化度隨水溫升高而增大，隨水溫降低而減小。

圖7 博斯騰湖各區(qū)域礦化度與水溫的散點(diǎn)圖及線性關(guān)系

℃

表2 2019年4-10月博斯騰湖不同區(qū)域月平均水溫

4.4 入湖、出湖礦化度負(fù)荷量分析

研究期各階段博斯騰湖入湖、出湖水量及礦化度負(fù)荷量如表3。由表3可以看出，第1、第2、第3階段入湖礦化度負(fù)荷量小于出湖礦化度負(fù)荷量，表明博斯騰湖礦化度排出量大于接收量；第4階段在湖中滯留4.19×104t礦化度，表明入湖礦化度負(fù)荷量與大、小湖區(qū)礦化度年內(nèi)變化密切相關(guān)，但出湖礦化度負(fù)荷量不是礦化度年內(nèi)變化的主要原因；低礦化度入湖徑流量增加有助于改善博斯騰湖的礦化度，嚴(yán)格控制入湖徑流量尤其是黃水溝徑流的礦化度，有助于減小博斯騰湖入湖礦化度的負(fù)荷量；出湖徑流量增加有助于降低博斯騰湖礦化度；科學(xué)調(diào)控入湖、出湖水量并嚴(yán)格阻止污水入河、入湖是改善博斯騰湖礦化度的關(guān)鍵。

表3 研究期各階段博斯騰湖入湖、出湖水量及礦化度負(fù)荷量

5 結(jié) 論

本文分析了開(kāi)都河-黃水溝-大湖區(qū)-小湖區(qū)連通工程實(shí)施后博斯騰湖水質(zhì)礦化度的時(shí)空變化，并探討了驅(qū)動(dòng)礦化度時(shí)空變化的影響因素，對(duì)進(jìn)一步改善博斯騰湖水環(huán)境具有一定指導(dǎo)意義。主要結(jié)論如下：

(1)水系連通工程的實(shí)施使黃水溝河道(南大閘)礦化度降低了0.5～1.0 g/L，促進(jìn)了博斯騰湖大、小湖區(qū)水循環(huán)，同時(shí)造成1.5～2.0 g/L和1.0～1.5 g/L礦化度水體分別在大、小湖區(qū)的擴(kuò)散，但大、小湖區(qū)水體得到置換及沉淀后，礦化度改善明顯，尤其是大湖區(qū)西北角和東南部、小湖區(qū)東部，分別下降了0.3～0.5 g/L和0～1.5 g/L。

(2)博斯騰湖黃水溝區(qū)、西岸區(qū)、大湖區(qū)和小湖區(qū)礦化度變化具有較高的同步性，均在8月最高，黃水溝區(qū)礦化度6月最低，西岸區(qū)、大湖區(qū)和小湖區(qū)礦化度10月最低。

(3)水系連通工程的實(shí)施對(duì)促進(jìn)博斯騰湖水體交換，改善博斯騰湖礦化度空間分布作用顯著；較高礦化度水體的擴(kuò)散和湖水水位，尤其是水溫等因素共同驅(qū)動(dòng)了礦化度年內(nèi)隨時(shí)間的變化。通過(guò)水系連通工程，科學(xué)調(diào)控入湖、出湖水量并嚴(yán)格阻止污水入河、入湖是改善博斯騰湖水質(zhì)礦化度的關(guān)鍵。