入太湖污染物通量削減目標(biāo)下水工程調(diào)控優(yōu)化探究

秦灝 柳子豪 姚杰夫 唐仁 吳小靖

摘要：入湖污染物通量削減，一直是太湖水環(huán)境治理工作的重點(diǎn)。新孟河作為現(xiàn)狀唯一一條可以直接連接長江與太湖流域上游區(qū)域腹部的流域性重要河道，前期工作發(fā)現(xiàn)，在新孟河工程實(shí)施后，隨著引長江清水進(jìn)入太湖，湖西區(qū)主要入湖河道的水質(zhì)得到明顯改善，但總體入太湖的污染物通量也進(jìn)一步增加。在新孟河工程即將常態(tài)化運(yùn)行的背景下，針對工程運(yùn)行后湖西區(qū)入湖污染物通量仍可能進(jìn)一步增加的難點(diǎn)問題，通過靈活調(diào)整工程調(diào)度，合理部署區(qū)域產(chǎn)水出路，計(jì)劃增加沿江口門排水機(jī)會，利用新孟河向長江排水，以拉動腹部地區(qū)水質(zhì)差的本地產(chǎn)水由東入太湖轉(zhuǎn)而北排長江，從而有效削減入太湖污染物通量。結(jié)果表明：通過優(yōu)化新孟河工程現(xiàn)狀調(diào)度，典型平水年（p=50%）時(shí)可以通過新孟河排江水量新增4.68億m³，湖西區(qū)入湖氨氮通量較現(xiàn)狀調(diào)度方案削減184 t/a、總磷入湖通量削減35.5 t/a，說明優(yōu)化后的水工程調(diào)度方案是利用水利工程調(diào)度實(shí)現(xiàn)入湖污染物通量削減的可行性措施。相關(guān)研究成果可為太湖水環(huán)境治理工作提供新的思路。

關(guān) 鍵 詞：污染物通量；水利工程調(diào)度；新孟河；太湖

中圖法分類號：TV213.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.05.010

0 引 言

入湖污染物通量居高不下，一直是太湖水環(huán)境治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)^［1-2］。以總磷為例，2010年以來入太湖磷通量年均2 224 t，出湖磷通量年均638 t^［3］；而太湖總磷容量僅為（420±100）t，磷滯留量高達(dá)1 265 t/a^［4］。污染物是隨水流匯入湖泊^［5-6］，因此通過限制入湖水量來控制污染物輸入，是進(jìn)行湖泊水環(huán)境治理的有效辦法^［7-8］。在太湖水環(huán)境治理工作中，通過嚴(yán)格管控太湖北部武澄錫虞區(qū)沿湖口門，限制區(qū)域內(nèi)水質(zhì)差的本地產(chǎn)水進(jìn)入太湖，該分區(qū)入湖污染物通量得到極大削減，太湖北部的梅梁湖、貢湖等湖區(qū)水環(huán)境也相應(yīng)改善^［9］。

長期以來，湖西區(qū)一直是入太湖污染物通量的主要輸入?yún)^(qū)域。以總磷為例，2008年以來，湖西區(qū)年均入湖總磷通量達(dá)1 730 t/a，占入太湖總磷通量的78.1%。在《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案（2021～2035年）》（以下簡稱《太湖水環(huán)境治理總體方案》）中，將湖西區(qū)所在的江蘇省上游地區(qū)作為入湖污染物防控的重點(diǎn)區(qū)域^［10］。但由于湖西區(qū)主要入湖河道均未實(shí)施工程控制，因此通過控制湖西區(qū)入湖水量來削減入湖污染物通量就變得十分困難。

新孟河延伸拓浚工程是《太湖水環(huán)境治理總體方案》中部署的“提高水環(huán)境容量（納污能力）引排工程”重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目，工程開拓了原新孟河過京杭運(yùn)河，延伸至洮、滆湖地區(qū)^［11］，是湖西區(qū)現(xiàn)狀唯一一條可以直接連接長江與太湖流域上游區(qū)域腹部的流域性重要河道。本文在新孟河工程即將常態(tài)化運(yùn)行背景下，針對湖西區(qū)入湖污染物通量居高不下的流域水環(huán)境治理難點(diǎn)問題，靈活調(diào)整新孟河工程調(diào)度，通過增加新孟河沿江口門排水機(jī)會，拉動腹部洮、滆地區(qū)水質(zhì)差的本地產(chǎn)水由東入太湖轉(zhuǎn)而北排長江，從而有效削減湖西區(qū)入太湖污染物通量。相關(guān)研究成果可以為太湖水環(huán)境治理工作提供新的思路，對于進(jìn)一步發(fā)揮水利工程綜合效益、挖掘區(qū)域乃至流域水環(huán)境治理潛力具有重要的理論研究意義。

1 研究區(qū)概況

湖西區(qū)位于太湖流域西北部，屬于太湖上游地區(qū)，總面積7 671 km²。區(qū)域內(nèi)水系發(fā)達(dá)，根據(jù)地形特點(diǎn)分為北部運(yùn)河水系、中部洮滆水系和南部南河水系。北部運(yùn)河水系分布在運(yùn)河以北地區(qū)，向北直接匯入長江；中部洮滆水系和南部南河水系分布在運(yùn)河以南地區(qū)，向東匯入太湖。其中，中部洮滆水系位于湖西腹部地區(qū)，主要承接西部茅山及金壇、丹陽一帶丘陵、高地來水，在匯入洮湖后經(jīng)由北干河、湟里河、夏溪河等橫向連接河道進(jìn)入滆湖，最后匯入太湖（圖1）。沿線區(qū)域工、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，現(xiàn)狀河道水質(zhì)相對較差。

新孟河北起長江，向南過京杭運(yùn)河后，延伸至北干河，全長116.47 km。新孟河連通長江處建有界牌水利樞紐，配置80 m寬閘門和設(shè)計(jì)流量為300 m³/s的雙向引排泵站，具備動力引排水能力。新孟河延伸拓浚工程建設(shè)河段除拓浚延伸新孟河之外，同時(shí)包括拓浚北干河，以連接長蕩湖和滆湖；拓浚太滆運(yùn)河、漕橋河，暢通工程引水入太湖的通道。2023年7月，工程通過投入使用驗(yàn)收。

新孟河延伸拓浚工程具有改善水環(huán)境、提高防洪排澇和水資源配置能力等綜合功能和效益。其中，工程引水任務(wù)為平水年（2000年型）增加湖西區(qū)引江入湖水量25.2億m³；排水規(guī)劃任務(wù)為遇100 a一遇1991年型洪水，造峰期北排長江洪水7.5億～7.9億m³。根據(jù)工程初步設(shè)計(jì)，當(dāng)太湖水位位于防洪調(diào)度區(qū)，滆湖水位高于4.2 m時(shí)，界牌水利樞紐開閘排水；當(dāng)滆湖水位超過4.6 m時(shí)，界牌水利樞紐開泵排水。當(dāng)太湖水位處于適時(shí)調(diào)度區(qū)，滆湖水位高于4.2 m時(shí)，界牌水利樞紐開閘排水；而當(dāng)滆湖水位低于3.7 m時(shí)，界牌水利樞紐開閘引水。目前，工程尚未進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)行階段，2022年10～12月，江蘇省水利廳組織實(shí)施“新孟河抗旱調(diào)水試運(yùn)行”試驗(yàn)，調(diào)水試驗(yàn)期間，通過引長江清水有效增加了湖西區(qū)特別是洮、滆兩湖水資源量，緩解了地區(qū)旱情，太湖水資源量也得到補(bǔ)充。

在前期工作中，對新孟河及其一級支流沿線片區(qū)污染源情況進(jìn)行搜集整理和調(diào)查，重點(diǎn)關(guān)注新孟河沿線流經(jīng)的11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，涉及常州市新北區(qū)、武進(jìn)區(qū)和金壇市^［12-13］，作為本文構(gòu)建區(qū)域水質(zhì)模型的重要支撐資料。其中，點(diǎn)源污染上，包括直排工業(yè)、污水廠等；面源污染上，包括生活直排、農(nóng)業(yè)種植和城市建成區(qū)地表徑流等。結(jié)果表明，新孟河及其一級支流沿線COD、氨氮、總氮、總磷污染物入河量分別為3 043.6，285.1，674.5，41.4 t，其中面源污染占比要大于點(diǎn)源污染。在不設(shè)控的運(yùn)河以南地區(qū)，主要污染物入河通量明顯高于運(yùn)河以北地區(qū)（表1）。

2 水量水質(zhì)模型構(gòu)建

為定量化分析新孟河工程實(shí)施前、后湖西區(qū)入湖污染物通量及主要入湖河道水質(zhì)變化情況，選用MIKE 11模型進(jìn)行湖西區(qū)水量水質(zhì)模型構(gòu)建工作。MIKE 11模型在水環(huán)境治理工作中應(yīng)用廣泛，是適用于太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)一維非恒定流穩(wěn)定計(jì)算的有效手段^［14-15］。本次研究應(yīng)用降雨徑流模型（NAM）、水動力模塊（HD）與水質(zhì)模塊（AD），結(jié)合長期實(shí)測資料，對湖西區(qū)入太湖水量、污染物通量等參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算分析。

2.1 典型年選擇

在《太湖流域水資源綜合規(guī)劃》^［16］等相關(guān)規(guī)劃中，明確在遭遇流域平水年（2000年型）時(shí)，通過新孟河工程實(shí)施增加湖西區(qū)入太湖水量25.2億m³的引水任務(wù)要求。在本文中，對應(yīng)選擇2000年型作為典型平水年型開展計(jì)算分析。

在2000年，太湖流域全年面雨量為1 074.2 mm，保證率為52%；湖西區(qū)全年降雨保證率為55%。流域、湖西區(qū)保證率基本一致，都接近于50%，可以作為P=50%的典型平水年雨型進(jìn)行模型計(jì)算。

2.2 水系概化與模型邊界選擇

2.2.1 水系概化

根據(jù)湖西區(qū)水系分布、匯水范圍及河道特征，對區(qū)域中骨干河道進(jìn)行河網(wǎng)概化（圖2）。

2.2.2 模型邊界選擇

（1）產(chǎn)匯流計(jì)算。根據(jù)湖西區(qū)32個(gè)雨量站點(diǎn)分布劃分泰森多邊形，劃分出的每個(gè)多邊形作為流域平均降雨量計(jì)算單元。采用氣象站點(diǎn)典型平水年（2000年）降雨蒸發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)匯流計(jì)算，計(jì)算結(jié)果作為河網(wǎng)中的側(cè)向入流。

（2）水動力邊界。模型共設(shè)置23處水動力外部邊界。其中，沿長江潮位邊界選擇連江骨干河道典型平水年（2000年）實(shí)測潮位資料；主要入太湖河道、與武澄錫虞區(qū)內(nèi)河連接河道選擇典型平水年（2000年）實(shí)測水位或流量資料；湖西區(qū)沿江主要水利工程均設(shè)置閘控運(yùn)行條件。

（3）水質(zhì)邊界。水質(zhì)邊界采用2020年水動力外部邊界對應(yīng)點(diǎn)位的國、省考斷面月際尺度實(shí)測水質(zhì)（氨氮、總磷）資料。

（4）區(qū)域污染負(fù)荷輸入。文中所使用的湖西區(qū)污染負(fù)荷數(shù)據(jù)，與太湖上游鎮(zhèn)江、常州、無錫三市“十四五”太湖綜合治理規(guī)劃中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一致。其中，點(diǎn)源包括直排工業(yè)源、城市生活源與農(nóng)村生活源，面源包括未接管生活源、城市面源、畜禽養(yǎng)殖源、水產(chǎn)養(yǎng)殖源與農(nóng)業(yè)種植源，各污染源占比見表2。同時(shí)，將湖西區(qū)劃分為28個(gè)控制單元，在模型中點(diǎn)面源污染負(fù)荷均按照各匯水范圍內(nèi)河道側(cè)向入流流量均分，并以側(cè)向入流污染物濃度的形式進(jìn)入河道。

2.3 模型率定與驗(yàn)證

2.3.1 水量模型率定與驗(yàn)證

（1）水量模型參數(shù)率定。選擇2000年1～6月金壇、溧陽站、王母觀日水位數(shù)據(jù)，進(jìn)行HD模型參數(shù)率定。主要率定參數(shù)為河床糙率，糙率率定值為0.033。NAM模型參數(shù)依據(jù)HD模型模擬結(jié)果以及區(qū)域經(jīng)驗(yàn)值選取。

（2）水量模型驗(yàn)證誤差。選擇2000年7～12月金壇、王母觀、溧陽站日水位數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。結(jié)果表明，各站水位模擬與實(shí)測值之間平均相對誤差均在±5%以內(nèi)（圖3），說明模擬擬合在可接受區(qū)間范圍，本次建立的區(qū)域水動力模型具有較好的計(jì)算精度。

2.3.2 水質(zhì)率定與驗(yàn)證

選擇2020年1～6月東潘橋、辛豐鎮(zhèn)、靜堂大橋斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)參數(shù)率定。污染物衰減系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)［17］取固定經(jīng)驗(yàn)值，氨氮衰減系數(shù)率定值為0.13/d，總磷衰減系數(shù)率定值為0.008/d。利用2020年7～12月對應(yīng)斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證（圖4～5）。結(jié)果表明，東潘橋斷面氨氮平均絕對相對誤差為-14.6%，總磷平均絕對相對誤差為14.7%；辛豐鎮(zhèn)斷面氨氮平均絕對相對誤差為21.3%，總磷平均絕對相對誤差為11.1%；靜堂大橋斷面氨氮平均絕對相對誤差為12.1%，總磷平均絕對相對誤差為10.6%。說明構(gòu)建的模型具有較好的計(jì)算精度，可以滿足本次工作計(jì)算要求。

3 現(xiàn)狀入湖污染物通量特征分析

3.1 實(shí)測資料分析

實(shí)測資料數(shù)據(jù)來源于江蘇省水文水資源勘測局，資料年限為1986～2020年。

3.1.1 湖西區(qū)入湖水量

湖西區(qū)多年平均入湖水量為51.4億m³，占環(huán)太湖入湖總水量的56.4%。以太湖水環(huán)境綜合治理啟動的2007年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在2007～2020年期間，湖西區(qū)年均入湖水量為71.8億m³，較1986～2006年期間增加34.0億m³，增幅達(dá)到90.2%（圖6）。湖西區(qū)在入湖水量中占比也相應(yīng)增加，在2007～2020年期間，湖西區(qū)占總?cè)牒康?3.0%，較1986～2006年期間增加16.4%，是環(huán)太湖入湖水量增加的主要來源。

3.1.2 湖西區(qū)入湖水質(zhì)

自2008年太湖啟動水環(huán)境治理工作以來，湖西區(qū)主要入湖河道水質(zhì)改善明顯。其中，新孟河工程拓浚的太滆運(yùn)河、漕橋河，在2008～2020年期間主要水質(zhì)指標(biāo)（高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷）均出現(xiàn)降低趨勢。以總磷為例，太滆運(yùn)河總磷濃度從0.339 mg/L（2008年）降低至0.290 mg/L（2020年），漕橋河總磷濃度從0.340 mg/L（2008年）降低至0.208 mg/L（2020年）（圖7）。其中，在2012年以后，主要水質(zhì)指標(biāo)的變化趨于穩(wěn)定。

3.1.3 湖西區(qū)入湖污染物通量

從湖西區(qū)入湖污染物通量變化來看，與水質(zhì)相對應(yīng)，入湖污染物通量也表現(xiàn)出整體減少的趨勢。以總磷為例，從2008年的1 779 t/a，降低至2020年的1 537 t/a（圖8）。

3.2 工程實(shí)施前、后入湖污染物通量變化分析

參照新孟河工程初步設(shè)計(jì)中工程調(diào)度原則，對典型平水年（2000年型）時(shí)新孟河工程實(shí)施前、后湖西區(qū)入湖水量、主要入湖河道水質(zhì)及入湖污染物通量等參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，重點(diǎn)關(guān)注氨氮、總磷水質(zhì)指標(biāo)。一方面分析工程實(shí)施對流域水環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，另一方面也為下一步進(jìn)行工程調(diào)度的優(yōu)化調(diào)整明確基礎(chǔ)背景。

3.2.1 新孟河工程實(shí)施前

（1）水量。在典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施前，現(xiàn)狀工程調(diào)度下，湖西區(qū)入太湖水量為55.26億m³。其中洮滆水系入湖水量為26.86億m³，其主要入湖河道為太滆南運(yùn)河、太滆運(yùn)河、漕橋河，入湖水量分別為9.95億m³和5.56億m³（太滆運(yùn)河與漕橋河匯流）。該時(shí)期，通過新孟河引江水量為2.87億m³，通過新孟河排江水量僅為0.18億m³。

（2）水質(zhì)。在典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施前，從主要入湖河道的水質(zhì)年均值變化來看，入湖河道平均氨氮濃度為0.427 mg/L；平均總磷濃度為0.140 mg/L。具體入湖河道來看，在氨氮指標(biāo)上，太滆運(yùn)河、漕橋河匯合后的分水橋斷面氨氮濃度為0.550 mg/L，太滆南運(yùn)河為0.312 mg/L，東湛瀆港為0.611 mg/L，南河為0.414 mg/L。在總磷指標(biāo)上，分水橋斷面總磷濃度為0.173 mg/L，太滆南運(yùn)河為0.230 mg/L，東湛瀆港為0.114 mg/L，南河為0.136 mg/L。湖西區(qū)主要入湖河道水質(zhì)指標(biāo)情況見圖9。

（3）入湖污染物通量。在典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施前，湖西區(qū)氨氮入湖通量為2 135 t/a，總磷入湖通量為840 t/a，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)研究中對該年型下湖西區(qū)入湖總磷通量的估算值（893 t/a）基本一致^［18］。具體從入湖河道來看，在氨氮指標(biāo)上，太滆運(yùn)河、漕橋河匯合后的分水橋斷面氨氮入湖通量為285 t/a，太滆南運(yùn)河為297 t/a，東湛瀆港為166 t/a，南河為1 083 t/a。在總磷指標(biāo)上，分水橋斷面總磷入湖通量為98 t/a，太滆南運(yùn)河為230 t/a，東湛瀆港為32 t/a，南河為378 t/a。湖西區(qū)主要入湖河道污染物入湖通量情況見圖10。

3.2.2 新孟河工程實(shí)施后

（1）水量。在典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施后，湖西區(qū)入太湖水量為88.11億m³，較工程實(shí)施前湖西區(qū)新增入湖水量32.85億m³。其中，洮滆水系入湖水量為56.86億m³，主要入湖河道為太滆運(yùn)河、漕橋河、太滆南運(yùn)河。新孟河工程拓浚的河線太滆運(yùn)河、漕橋河匯流后入太湖水量為35.32億m³，較工程實(shí)施前增加29.76億m³，是湖西區(qū)新增入湖水量的主要通道。該時(shí)期，通過新孟河引江水量為45.28億m³，通過新孟河排江水量僅為0.02億m³，工程運(yùn)行以引水為主。

（2）水質(zhì)。在典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施后，主要入湖河道的水質(zhì)均出現(xiàn)明顯改善，從年均值變化來看，入湖河道平均氨氮濃度為0.326 mg/L；平均總磷濃度為0.101 mg/L。具體從入湖河道來看，作為新孟河引水入太湖的重要通道，太滆運(yùn)河、漕橋河水質(zhì)改善最為明顯。在太滆運(yùn)河、漕橋河匯合后的分水橋斷面上，氨氮、總磷濃度分別從工程實(shí)施前的0.550 mg/L和0.173 mg/L，降低至工程實(shí)施后的0.351 mg/L和0.125 mg/L。湖西區(qū)主要入湖河道水質(zhì)指標(biāo)情況見圖11。

（3）入湖污染物通量。相應(yīng)于水質(zhì)的明顯改善，在典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施后，隨著入湖水量的大幅增加，主要入湖河道的污染物入湖通量也出現(xiàn)增加。其中，湖西區(qū)氨氮入湖通量增加至2 343 t/a，總磷入湖通量增加至1 042 t/a。具體從入湖河道來看，由于湖西區(qū)新增入湖水量主要是通過太滆運(yùn)河、漕橋河進(jìn)入太湖，這兩條河道的污染物入湖通量增幅明顯。在太滆運(yùn)河、漕橋河匯合后的分水橋斷面上，氨氮、總磷入湖通量分別從工程實(shí)施前的285 t/a和98 t/a，增加至工程實(shí)施后的1 025 t/a和427 t/a。湖西區(qū)主要入湖河道入太湖污染物通量情況見圖12。

4 以入湖污染物通量削減為目標(biāo)的工程調(diào)度優(yōu)化

4.1 調(diào)度優(yōu)化思路及方案

4.1.1 優(yōu)化思路

入湖污染物通量的變化，與入湖河道水質(zhì)及入湖水量有直接聯(lián)系。實(shí)測資料表明，在湖西區(qū)入湖水量整體增加背景下，入湖河道水質(zhì)也趨于穩(wěn)定，因此從進(jìn)一步改善水質(zhì)的角度來實(shí)現(xiàn)入湖污染物通量較大幅度的削減就十分困難。從新孟河工程的實(shí)施效果來看，工程實(shí)施后，湖西區(qū)入湖水量顯著增加，主要入湖河道水質(zhì)也得到明顯改善，但同時(shí)湖西區(qū)入湖污染物通量也出現(xiàn)了進(jìn)一步增加的情況，這可能會對太湖水環(huán)境造成負(fù)面影響。結(jié)合新孟河沿江口門的引排情況進(jìn)行分析，在平水年，界牌水利樞紐以引水為主，排江水量十分有限。這是由于在工程現(xiàn)狀調(diào)度中，界牌水利樞紐進(jìn)行排水調(diào)度的啟用水位相對較高，難以通過增加排水來減少該時(shí)期湖西區(qū)入太湖水量。

在本次研究中，針對界牌水利樞紐現(xiàn)狀調(diào)度原則，考慮增加新孟河沿江口門的排水機(jī)會，利用新孟河拉動湖西區(qū)腹部水質(zhì)差的本地產(chǎn)水由東入太湖轉(zhuǎn)而北排長江，從而達(dá)到有效削減入湖污染物通量的目的。

4.1.2 方案設(shè)計(jì)

在本次方案設(shè)計(jì)中，以滿足新孟河工程引水任務(wù)為前提，同時(shí)考慮太湖、滆湖等湖泊最低水位保障要求。在工程運(yùn)行調(diào)度水位的確定上，一方面考慮合理增加新孟河沿江口門排水機(jī)會；另一方面考慮在排水調(diào)度時(shí)盡可能地使用水閘進(jìn)行排水，以節(jié)省工程運(yùn)行成本。經(jīng)模型模擬比選后，最終確定坊前站（滆湖）水位達(dá)到3.5 m時(shí)作為界牌水利樞紐調(diào)整后的排水調(diào)度水位。具體調(diào)度方式見表3。

4.2 效果分析

（1）水量。在界牌水利樞紐調(diào)度方案調(diào)整后，典型平水年（2000年型）時(shí)，通過新孟河引江水量為32.55億m³，湖西區(qū)入太湖水量為80.84億m³，相較工程實(shí)施前新增入太湖水量達(dá)25.58億m³，滿足流域水資源規(guī)劃中對工程引水的任務(wù)要求^［16］。該時(shí)期，太湖年內(nèi)平均水位3.27 m，最低水位3.01 m，滿足太湖最低生態(tài)水位要求（2.65 m）^［19］；滆湖年內(nèi)平均水位3.44 m，最低水位3.15 m，滿足滆湖最低生態(tài)水位要求（2.67 m）^［20］。

調(diào)度方案調(diào)整后，在年內(nèi)1月份和6月份，界牌水利樞紐執(zhí)行排水調(diào)度（圖13），在排水運(yùn)行時(shí)，新孟河運(yùn)南段東西兩側(cè)支流（鶴溪河、夏溪河、湟里河、北干河）水流方向均轉(zhuǎn)為向新孟河匯入，新孟河流向也轉(zhuǎn)為自南向北進(jìn)入長江，有效拉動了洮滆腹部地區(qū)的本地產(chǎn)水向北排入長江。年內(nèi)湖西區(qū)通過新孟河北排長江水量為4.79億m³，較工程實(shí)施前新增排江水量4.61億m³；同時(shí)相較于現(xiàn)狀調(diào)度方案，減少湖西區(qū)入太湖水量7.27億m³，降幅約8.3%。

（2）水質(zhì)。在優(yōu)化調(diào)度方案實(shí)行下，湖西區(qū)入湖河道水質(zhì)明顯改善。典型平水年時(shí)，新孟河工程實(shí)施后，在年均值變化上，入湖河道平均氨氮濃度為0.309 mg/L，平均總磷濃度為0.120 mg/L。相較于現(xiàn)狀調(diào)度方案，優(yōu)化方案下入湖河道氨氮濃度進(jìn)一步降低，總磷濃度則略微升高。湖西區(qū)主要入湖河道水質(zhì)指標(biāo)情況見圖14。

（3）入湖污染物通量。典型平水年時(shí)，相較于現(xiàn)狀調(diào)度方案，隨著腹部地區(qū)水質(zhì)差的本地產(chǎn)水通過新孟河向北增加排江，湖西區(qū)入湖污染物通量也明顯減少。在優(yōu)化調(diào)度方案實(shí)行下，湖西區(qū)氨氮入湖通量減少至2 159 t/a，較現(xiàn)狀方案削減184 t/a；總磷入湖通量減少至1 006 t/a，較現(xiàn)狀方案削減35.5 t/a。

從太滆運(yùn)河、漕橋河入湖污染物通量變化來看，優(yōu)化調(diào)度方案下，在太滆運(yùn)河、漕橋河匯合后的分水橋斷面上，氨氮、總磷入湖通量分別從現(xiàn)狀調(diào)度實(shí)行下的1 025 t/a和427 t/a，削減至907 t/a和367 t/a。湖西區(qū)主要入湖河道入太湖污染物通量情況見圖15。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié) 論

（1）在新孟河工程實(shí)施后，典型平水年（2000年）時(shí)，通過新孟河引水，湖西區(qū)入湖水量顯著增加，主要入湖河道水質(zhì)明顯改善，但同時(shí)湖西區(qū)入湖污染物通量也存在一定增幅。

（2） 通過對界牌水利樞紐調(diào)度規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，降低工程排水啟用條件，利用新孟河拉動湖西區(qū)腹部水質(zhì)差的本地產(chǎn)水由東入太湖轉(zhuǎn)而北排長江，可以在典型平水年時(shí)增加工程北排長江水量4.61億m³，湖西區(qū)入湖氨氮通量較現(xiàn)狀調(diào)度方案削減184 t/a，總磷通量削減35.5 t/a，該方案是通過靈活調(diào)度水利工程實(shí)現(xiàn)入湖污染物通量削減的有效措施。

5.2 建 議

通過水利工程優(yōu)化調(diào)度來促使本地水質(zhì)較差的產(chǎn)水由入湖轉(zhuǎn)為排江，可以在一定程度上削減入湖污染負(fù)荷，進(jìn)而有利于改善湖泊水環(huán)境。但作為以“控源截污”為主線的太湖流域水環(huán)境綜合治理工作中，水利工程的優(yōu)化調(diào)控僅可以作為一種輔助手段。對于流域上游地區(qū)的水環(huán)境治理，建議持續(xù)推進(jìn)城鎮(zhèn)生活污水和雨洪排口的規(guī)范化整治，同時(shí)多模式開展農(nóng)村生活污水治理設(shè)施建設(shè)，通過源頭充分減量、過程精準(zhǔn)控制、末端截蓄治并舉的系統(tǒng)治理思路^［21-22］，消除旱天非雨出流，控制雨天溢流污染，進(jìn)一步削減點(diǎn)面源污染，提高入湖河道水環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)從源頭上有效削減入太湖污染負(fù)荷。

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（編輯：劉 媛）

Optimization of water engineering regulation aiming to reduce pollutant flux into Taihu Lake

QIN Hao¹，LIU Zihao¹，YAO Jiefu²，TANG Ren¹，WU Xiaojing¹

（1.Jiangsu Taihu Water Conservancy Planning and Design Institute Co.，Ld.，Suzhou 215006，China；2.Earth Sciences and Engineering，Nanjing University，Nanjing，210023，China）

Abstract：The reduction of pollutants flux into lake is the focus of water environment improvement in Taihu Lake.The Xinmeng River Project is the only important river channel that can directly connect the Changjiang River and the inner area of the upper reaches of Taihu Lake Basin.Previous work has found that since the implementation of the project，with the flow diverted from the Changjiang River into Taihu Lake，the water quality of the rivers into the Huxi hydraulic region has been significantly improved，but the overall pollutant flux into Taihu Lake has also further increased.Aiming at this problem after the normal operation of Xinmeng River project，we are about to adjust the projects′ dispatch flexibly and arrange water flowing route reasonably，in which we will increase the drainage outlets along the Changjiang River.In detail，we utilize the Xinmeng River to drain the lake water to the Changjiang River so as to promote the hinterland poor quality water to be drained to the Changjaing River，so the pollutant flux into the Taihu Lake will be effectively reduced.The results show that by optimizing the current scheduling of the Xinmeng River project，the amount of water discharged from the Xinmeng River can be increased by 468 million m³in the typical normal year （p=50%）.Compared with the current scheduling scheme，the ammonia nitrogen flux into the Huxi area is reduced by 184 t/a，and the total phosphorus flux into the lake is reduced by 35.5 t/a.It shows that the optimized water project scheduling scheme is a feasible measure to reduce the pollutant flux into the lake by using the water project scheduling.The relevant research results can provide new ideas for the water environment treatment of Taihu Lake.

Key words：pollution flux；water conservancy project regulation；Xinmeng River；Taihu Lake