东太湖湖区水源地水环境影响机制探究

2014-07-20胡静

资源节约与环保 2014年4期

胡静

（上海勘测设计研究院上海 200434）

近年来东太湖水污染事件频频发生，继2007年无锡水污染事件后，2008年东太湖水域出现蓝藻，2011年受“梅花”台风影响，东太湖水源地附近的底泥被风掀起，影响了沿岸水厂的取水水质。东太湖水源地存在的问题主要分为两类，一类为来自外部的影响，包括上游来水量减少和来水水质恶化、面源污染等。第二类主要来自本区水域的底泥释放等造成的水环境影响。长期以来，东太湖水质研究主要集中在上游来水及外部污染源统计及治理上，对局部区域如污染底泥等对水质的影响研究较少。

东太湖湖底高程为1.0～2.0m，常水位下水深不足2.0m，是典型的浅水碟形湖泊。底泥作为入湖沉积物的载体，是湖泊营养盐的蓄积库，是主要的内在污染源，东太湖由于湖泊形态和水生植物茂盛等因素影响，水流缓慢，造成湖区底泥淤积比较严重并长期处于释放状态。由于东太湖水深较浅，在风浪等作用下，大量底泥容易卷起，遇大风天气，特别遇到台风等极端天气后，湖底污泥容易被风浪卷起、悬浮，释放强度增加，严重影响供水水质和供水安全。

底泥的卷起和释放强度很大程度与风浪有直接关系，而风浪的大小与风速、风向密切相关。为了解风速、风向与水源地水质的关系，本次收集了本地区的风速、风向以及水源地水质相对应的系列资料，采用统计方法进行风速风向与取水口浑浊度、水质等的关系分析，研究风浪引起底泥卷起对取水口水质的影响。

1 风浪与污染底泥卷起的关系分析

采用吴江市2011全年逐日风速、风向资料及第一水厂全年逐日源水水质资料进行统计分析，对取水口月均和最大日浑浊度以及对应日风速风向进行统计，成果见表1-1。

表1-1 源水浑浊度指标与风速风向统计表

从表1-1统计成果分析可知，工程区域夏季（6月～8月）主导风向为东南风，冬季（12月～2月）为西北风。东太湖是典型的浅水碟形湖泊，如遇大风天气，特别是在西北风的作用下，湖底污泥被风浪卷起浑浊，影响供水水质。

夏季，湖区水位相对较高，在由陆地向东太湖吹的东南风作用下，由于风区长度短，不易将湖区底泥翻动，因而源水浑浊度指标均值较低，月均值最大为16，最大值为25。且从表4.2-2可知，8月份即使风速达4～5级，但由于风向为东风，源水的浑浊度也较低，仅为24。

冬季，水位较低，西北风作用下风区长度较长，沉积物表层污染程度较高的半悬浮状底泥在西北风的作用下易悬浮，使得源水浑浊度指标值升高，月均最大值为122，单日最大值为218，分别是夏季的7.6倍和8.7倍。

综上分析可知，风向对浑浊度影响明显，冬季太湖水深较浅，在偏北风作用下，由于吹程长，风浪较大，太湖底泥易被卷起。而在偏南风的作用下底泥不易被卷起。

采用2011年1月～12月逐日风速及源水浑浊度资料，按风速分级进行统计，成果列于表1-2和图1-1。

表1-2 浑浊度指标与风向风速关系分析表

图1-1 2011年各月浑浊度均值统计图

由表1-2可知，源水浑浊度指标呈现出冬季偏高而夏季偏低的特点，在夏季，浑浊度月均值均较低，即使风速高达6级以上浑浊度亦不超过20；而冬季，浑浊度月均值较高均超过100，即使风速仅有3～4级，浑浊度也较大达35以上，最高的1月达122。

随着风速的增加浑浊度指标存在一定程度的增加，3～4级风速时，浑浊度年均值为40；风速为4级以上时，浑浊度年均值为43；风速大于6级时，浑浊度年均值为46。

综上分析可知，风浪卷起底泥，影响源水的浑浊度指标，风浪和水质的浑浊度指标存在密切联系。

2 风浪与水源地水质其他指标的关系分析

统计2011年全年逐日风速风向和源水总氮、溶解氧和COD等指标资料，列入表2-1～表2-3和图2-1～2-3，各月在风速为3～4级风下水质各指标分析图，见图2-4。

表2-1 总氮与风向风速分析表

图2-1 2011年各月总氮均值统计图

表2-2 溶解氧与风速风向分析表

图2-2 2011年各月溶解氧均值统计图

表2-3 COD指标与风速风向分析表

图2-3 2011年各月COD均值统计图

图2-4 2011年各月3～4级风各水质指标分析图

图3-1 浑浊度与COD相关关系图

由表2-1和图2-1可知，总氮与风速的关系不明显，指标值随着风速的增加呈现增减不一的变化，总氮与气温有一定的关系，夏季气温较高，总氮在一年中处于相对高位。

由表2-2和图2-2可知，溶解氧随风速的增加呈现降低的趋势，而全年的溶解氧指标则呈现冬季偏高而夏季偏低的变化趋势。经分析，主要原因为：风速越大，太湖底泥越易被卷起，底泥中的有机质的氧化反应导致湖水溶解氧降低，而夏季气温较高，被风浪卷起的底泥中的有机质在高温下氧化反应加剧，导致溶解氧指标降低，水质的溶解氧指标与风速和气温有一定的关系。

由表2-3及图2-3～2-4可知，COD冬季偏高而夏季偏低，并且随着风速的增加有一定程度的上升。这一特征主要出现在夏季，湖区水位较高，在东南风作用下，不易形成大风浪，难以将湖区底泥卷起；冬季水位较低，在偏北风作用下，太湖风浪较大，易将太湖底泥卷起，造成浑浊度偏高的同时，太湖底泥中的有机质造成COD升高，影响水源地供水水质。

综上分析可知，COD与风速、风向密切相关；而溶解氧与风速和温度均有一定的关系；氨氮则主要与温度相关。