2014-2018年太湖梅梁湖和东太湖水质变化特征分析

代倩子，张 坤，徐 彬

(太湖流域水文水资源监测中心，江苏 无锡 214024)

太湖是流域内最大的湖泊，也是流域洪水和水资源调蓄中心，西部山丘区来水汇入太湖后，经太湖调蓄，从东部流出。太湖平均水深1.9 m，是典型的浅水湖泊，湖泊水面面积2 338 km2，分为9个湖湾，各湖区水生态环境状况差异较大，其中东太湖、西部沿岸区等湖区为典型的草型湖区，其他湖区基本为藻型湖区[1]。

2007年无锡供水危机发生后，流域各省市人民政府加强了流域环境综合治理。监测结果表明，近几年太湖水质状况总体呈改善趋势[2,3]。一直以来，关于太湖水质变化特征相关研究更多的是关注整个太湖[4]，或者太湖的部分湖区[5,6]，针对不同生态类型湖区的变化比较研究较少。本文选取水生态环境类型差异较大的藻型湖区和草型湖区，对比分析其主要水质指标浓度变化特征及影响因子，期望为湖泊管理提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

梅梁湖是太湖北部的一个湖湾，南北长16 km，东西宽7～10 km，水面面积124 km2。梅梁湖是典型的藻型湖，2007年5月，太湖梅梁湖湾、贡湖湾蓝藻大规模暴发，导致贡湖湾的南泉水厂原水恶臭，致使无锡市市区80%的居民无法正常饮用自来水，引发了城市供水危机，造成了较大的社会影响[1]。

东太湖是太湖东部的一个湖湾，水面面积172 km2，具有防洪、供水、水产养殖、生态保护等多种功能。东太湖是典型的草型湖，也是下游淀泖区、杭嘉湖东片以及上海市的主要水源[1]。

1.2 样品采集与分析

2014年1月-2018年12月，每月10号左右对梅梁湖和东太湖的8个站点开展水质样品采集工作，其中梅梁湖5个站点，东太湖3个站点。现场测定水温、透明度、酸碱度和溶解氧，总磷的测定采用钼酸铵分光光度法，总氮经过碱性过硫酸钾消解后用紫外分光光度法测定，氨氮的测定采用纳氏试剂比色法，高锰酸盐指数测定采用酸性高锰酸钾法[7]。

2 结果与分析

2.1 梅梁湖水质变化特征

2018年，梅梁湖的高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮浓度分别为5.34、0.10、0.085和1.52 mg/L。与2014年相比，4项主要水质指标浓度均有不同程度的降低。从图1中可以看出，2014-2018年梅梁湖各主要水质指标的变化特征存在较为明显的差异。高锰酸盐指数和总磷浓度呈现先上升后下降趋势，总氮浓度呈现下降趋势，氨氮浓度呈现低位波动。

图1 2014-2018年梅梁湖主要水质指标浓度变化

2.2 东太湖水质变化特征

2018年，东太湖的高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮浓度分别为3.73、0.05、0.052和1.14 mg/L。与2014年相比，除氨氮指标外，其他3项指标浓度均有不同程度的上升。从图2中可以看出，各主要水质指标的变化特征也存在较为明显的差异。高锰酸盐指数、总磷和总氮浓度变化总体呈现上升趋势，氨氮浓度呈现稳定的下降趋势。

图2 2014-2018年东太湖主要水质指标浓度变化

2.3 梅梁湖和东太湖水质变化特征对比

对比图1(梅梁湖)和图2(东太湖)可以看出，2014-2018年，东太湖的主要水质指标浓度均优于梅梁湖，反映出东太湖较好的水质状况。但与2014年相比，梅梁湖的水质状况明显好转，东太湖则有所变差。

现场调查结果表明，2018年梅梁湖的透明度为43.3 cm，高于2014年的38.8 cm，2014-2018年梅梁湖水体透明度总体呈上升趋势。2018年东太湖的透明度为30.4 cm，明显低于2014年的38.2 cm，2014-2018年东太湖水体透明度总体呈较为明显的下降趋势。相关性分析结果表明，东太湖总磷与水体透明度之间极显著负相关(r=-0.86,p<0.01)。

图3 2014-2018年梅梁湖和东太湖水体透明度变化对比

3 讨 论

遥感解析结果显示，2018年东太湖的沉水植物分布面积为34 km2，占水面面积的20%；而梅梁作为典型藻型湖区，无沉水植物分布。2014-2018年，东太湖的主要水质指标浓度均优于梅梁湖，反映出太湖草型湖区较好的水生态状况。但通过对比也发现，东太湖和梅梁湖的水质差异在缩小。2014年东太湖的总磷浓度为0.037 mg/L，梅梁湖为0.086 mg/L；2018年东太湖的总磷浓度上升至0.052 mg/L，而梅梁湖总磷浓度基本保持不变。结合其他3项水质指标变化特征可以看出，东太湖水体质量呈恶化趋势，梅梁湖水体质量呈改善趋势，反映出近年来太湖藻型湖区和草型湖区水生态环境变化的差异性。

针对太湖沉水植物的调查结果表明，2007-2017年太湖沉水植物面积变化可分为两个阶段[8,9]。第一阶段为2007-2014年，该阶段沉水植物分布面积变化总体呈上升趋势，最大值达到277 km2；第二阶段为2015-2017年，该阶段太湖沉水植物分布面积显著降低，低于50 km2。2015年东太湖总磷浓度较2014年上升了22%。沉水植物在抑制浅水湖泊底泥再悬浮方面具有极其重要的作用[10,11]，一直以来，太湖沉水植物主要分布在东太湖和胥湖等太湖东部水域，2015年太湖沉水植物分布面积明显降低，较2014年降低了约5倍，这可能是导致该水域总磷浓度明显上升的一个重要原因。由于沉水植物减少后，短期内很难恢复至原有水平，从而导致2015年至今东太湖的总磷浓度均处于高位波动。另外，2016年太湖流域发生特大洪水，大量的污染负荷进入太湖，同时近几年太湖的蓝藻水华强度处于较高水平，一定程度上也促进了底泥中磷的释放[12,13]，也会导致东太湖总磷浓度上升。

一般认为，总磷是指示湖泊富营养化的关键指标[14,15]。东太湖的总磷浓度与水体透明度显著负相关，结合太湖沉水植物分布面积变化特征，认为现阶段加强太湖沉水植物保护，尽快恢复太湖沉水植物分布面积至2014年水平，是改善东太湖水质状况的重要途径。