望虞河出入太湖磷通量计算分析

陈年浩，刘彤，钱新

（南京大学环境学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室，江苏 南京 210023）

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

望虞河南起太湖贡湖湾沙墩口，流向东北，在耿泾口入长江，总长60.80 km，是连接太湖和长江距离最短的流域性河道。望虞河既是长江水源直接引入太湖的通道，也是汛期太湖水外排长江的重要排水通道。望虞河流域属典型平原河网区，两岸支流口门众多，东岸支流已全部闸控，西岸支流仍有口门开敞。西岸地区污染负荷排放较重，对引水水质有不利影响。

1.2 数据来源与计算方法

望虞河出入湖水量和断面总磷浓度相乘即可计算磷通量。2007—2021 年水量数据来自水利部太湖流域管理局，入湖断面沙墩港桥2007—2009年水质数据来自每月一次流域巡测，2010—2021年水质数据来自自动监测站。

2 结果与讨论

2.1 望虞河出入湖水量

2002—2021 年，望虞河年均入湖水量7.54×108m3，相较1986—2001 年增加了13 倍。2015 年以来，年均入湖水量4.40× 108m3，仅为2002—2014 年的47.70%。2004—2014 年，望虞河年入湖水量占太湖年总入湖水量的2.50%～14.80%，2015—2020 年，该比例0.90% ～4.80%。2007—2013 年，引江济太以“以清释污”为主，4—10 月为太湖蓝藻的生长旺盛期，该时间段累计引江入湖水量占总量的63.70%。望虞河集中在夏季丰水期排水，冬季枯水期引水，4—10 月累计引江入湖水量占总量15.00%，如图1所示。

图1 望虞河出入湖水量变化图

2.2 望虞河入湖磷通量

2007—2021 年，望虞河入湖磷通量17.97 ～199.36 t，年均87.09 t，如图2 所示。2007—2018 年，环太湖入湖磷通量1 730～2 800 t，累计25 470 t，同期望虞河入湖磷通量累计1 186.86 t，占全湖比例4.70%。2015 年以来，望虞河年均入湖磷通量43.74 t，仅为2007—2014年的35.00%。2007—2014年，全湖入湖磷通量累计17 030 t，年均2 128.75 t，同期望虞河入湖磷通量累计1 000.20 t，年均125.02 t，占比5.90%。2015—2018 年，全湖入湖磷通量累计8 440 t，年均2 110 t，同期望虞河入湖磷通量累计186.66 t，年均46.67 t，占比2.20%。

图2 望虞河出入太湖磷通量及其年内分布图

贡湖湾水体年蓄磷量13.86 ～29.01 t，望虞河入湖磷通量是贡湖湾水体年蓄磷量的0.80 ～9.10 倍，平均4.1 倍。随着2015年以来望虞河入湖水量的减少，2015—2021年，望虞河入湖磷通量是贡湖湾水体年蓄磷量的0.80 ～2.70倍，平均2倍，仅有2007—2014年的45.80%。可见引江济太带来的磷通量对贡湖湾可造成颇高的磷负荷冲击。

从望虞河入湖磷通量年内分布来看，不同年份之间的差异较大（见图2），4—10 月是太湖蓝藻的生长旺盛期，2007 年和2009 年4—10 月入湖磷通量占全年的比例为100%，2014 年和2015 年为0。2007—2013 年，引水集中在蓝藻生长旺盛的4—10月，因而4—10月入湖磷通量占比较高，除2012年占比仅为7.40%外，其他年份占比43.70%～100%，平均60.90%。2014—2021年集中在冬春季枯水期引水，4—10月入湖磷通量占比较低，除2017年占比高达65.90%外，其他年份占比0%～32.70%，平均19.40%

2.3 望虞河出湖磷通量

2007—2021年，望虞河出湖磷通量为5.84 ～235.83 t，年均71.26 t（图2）。从望虞河出湖磷通量占环太湖出湖磷通量的比例来看，由于《太湖健康状况报告》只有2007 年和2009—2014年的环太湖出湖磷通量，因此主要关注2009—2014年的情况，2009—2014年，环太湖出湖磷通量为510 ～680 t，累计3 450 t，同期望虞河出湖磷通量累计293.29 t，占全湖比例8.50%，高于同期望虞河入湖磷通量占全湖的比例（5.20%）。

从望虞河出湖磷通量占贡湖湾水体蓄磷量的比例来看，望虞河出湖磷通量是贡湖湾水体年蓄磷量的0.30 ～10.20 倍，平均3.50 倍。除去流域水情极端特殊的2015 年和2016 年，望虞河出湖磷通量是贡湖湾水体年蓄磷量的0.30 ～4.90 倍，平均2.60倍。2019年以来，望虞河出湖磷通量较为稳定，在86.29 ～95.88 t 之间，是贡湖湾水体年蓄磷量的4.20 ～4.40 倍，可见望虞河是太湖水外排及污染物出湖的重要通道。从望虞河出湖磷通量的年内分布来看，4—10 月正值太湖流域的汛期，太湖集中在汛期排水，不同于入湖的情况，2007—2021年中有11年的4—10月出湖磷通量占全年比例为100%，1年为99.90%，其余年份除2010年为42.60%外，均在80%以上（见图2）。

2.4 望虞河净入湖磷通量

2007—2021年，望虞河净入湖磷通量-214.47 ～191.68 t，累计237.46 t，年均净入湖15.83 t。2009 年太湖流域年降水量达到1 625.40 mm，比常年偏多12%，发生流域洪水，望亭水利枢纽全年引水量4.88×108m3，不及排水量7.06×108m3，净入湖磷通量-26.36 t；2015 年和2016 年净入湖磷通量分别为-111.00 t和-214.47 t；2019-2021年，净入湖磷通量小于0。由此可见，太湖—望虞河磷收支变化主要取决于入湖和出湖水量的多寡，近年来净通量呈现减小的趋势。

根据水利部太湖流域管理局发布的《太湖流域综合规划（2012—2030 年）》，望虞河远景规划引江水量达34×108m3，入湖水量22.10×108m3。此外，已经动工的新孟河延伸拓浚工程作为引江济太第二通道，将引长江水从竺山湾入太湖，根据《太湖流域水量分配方案》，2030年新孟河界牌水利枢纽规划引江水量31.10×108m3，入湖水量21.20×108m3。因此，在未来规划引江济太调水量显著增加的情况下，需要深入研究引江济太调水对贡湖湾乃至竺山湾及太湖全湖水质及水生态的影响，以保障实现“两个确保”的太湖治理目标。

2007—2021年，望虞河净入湖磷通量累计237.46 t，约是贡湖湾水体蓄磷量的11倍。2007-2021年中有10年4—10月的净入湖磷通量小于0，也即在蓝藻生长旺盛期间，太湖通过望虞河的磷通量以净出湖为主。11—3月气温较低，不利于蓝藻生长，此时“引磷入湖”产生水华冲击的风险较小。可以看到除2016年几乎全年都在排水外，其他年份在11—3月的净入湖磷通量均大于或等于0，也即太湖通过望虞河的磷通量以净入湖为主。需要注意的是，2007—2021年中仍有5年4—10月的净入湖磷通量大于0，最低的2017 年为16.32 t，最高的2007 年为191.68 t，对于贡湖湾而言，如此量的磷进入湖区仍是可观的磷负荷冲击，此时“引磷入湖”存在促进蓝藻生长和水华暴发的风险。

3 结论

2007—2021 年，望虞河入湖磷通量17.97 ～199.36 t，平均是贡湖湾水体年蓄磷量的4.10倍，其中2007—2018年，占全湖比例4.70%。2015 年以来，年均入湖磷通量仅为2007—2014年的35%。引江济太带来的磷通量占全湖比例不高，但对贡湖湾可造成颇高的磷负荷冲击。2007—2021 年，望虞河出湖磷通量5.84 ～235.83 t，其中2009—2014年，望虞河出湖磷通量占全湖比例8.50%，高于入湖磷通量占全湖比例。望虞河出湖磷通量平均是贡湖湾水体年蓄磷量的3.50倍，是太湖水外排及污染物出湖的重要通道。2007—2021 年，望虞河净入湖磷通量累计237.46 t，近年来年度净通量呈现减小的趋势。在蓝藻生长旺盛期间，太湖的磷通量以净出湖为主，在11—3 月以净入湖为主。合理开展引水调度，减少入湖水体的磷负荷冲击。